轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理 [Handbuch Leichtbau] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 弗兰克·亨宁（Frank Henning），[德] 埃尔韦拉·穆勒（Elvira Moeller） 编，北京永利信息技术有限公司 译

图书标签:

• 轻量化设计
• 轻量化加工
• 材料成型
• 材料加工
• 表面处理
• 复合材料
• 铝合金
• 镁合金
• 工程技术
• 汽车工程

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787568201698

版次：1

商品编码：11673168

包装：平装

外文名称：Handbuch Leichtbau

开本：16开

出版时间：2015-03-01

用纸：胶版纸

页数：265

字数：345000

正文语种：中文

内容简介

　　《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》主要讲解轻量化结构的加工工艺，论述了部件的成型和加工工艺，以及部件使用特性的设定。根据《轻量化手册2 轻型材料和属性》中给出的相关要求，本文将根据材料的种类将部件分为若干类型进行论述。《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》将对金属、陶瓷、塑料和纤维增强塑料几个部分进行讲解，另外还将介绍复合材料的生产制造工艺。

内页插图

目录

1 金属轻量化材料的初步成型
1.1 铸造
1.1.1 铸造轻量化结构的生产工艺
1.1.2 生产工艺和合金对部件性能的影响
1.1.3 铸造技术工艺
1.1.4 重力铸造工艺
1.1.5 低压硬模铸造工艺
1.1.6 压力铸造工艺
1.1.7 熔模铸造
1.1.8 前景展望
1.1.9 附加信息
1.2 烧结
1.2.1 粉末的制造
1.2.2 铝烧结部件的制造
1.2.3 铝烧结成型件的应用示例
1.2.4 铝合金高性能材料的制造
1.2.5 前景展望
1.2.6 附加信息

2 金属轻量化材料的成型
2.1 通过钢板成型加工制造轻量化结构部件
2.1.1 各种轻量化策略
2.1.2 板材液压成型工艺的其他板材成型极限
2.1.3 负荷匹配板材成型件的制造
2.1.4 最高强度板材成型件的加压淬火
2.1.5 基于金属板半成品的混合结构型式
2.1.6 附加信息
2.2 通过整体成型制造轻量化结构
2.2.1 整体成型及其工艺的分类
2.2.2 挤压
2.2.3 锻造
2.2.4 附加信息
2.3 通过弯曲成型制造轻量化结构部件
2.3.1 作为轻量化基础的型材
2.3.2 通过弯曲成型工艺制造直型材
2.3.3 利用弯曲工艺制造负载匹配的型材
2.3.4 管材和型材的弯曲成型
2.3.5 应力匹配管材和型材的弯曲
2.4 总结
2.5 附加信息

3 轻量化金属材料的分离
3.1 分解
3.1.1 分解工艺
3.1.2 切割表面的磨损和形状缺陷
3.1.3 有色金属的分解
3.2 用一定几何形状的切削刃进行切削加工
3.2.1 对切削加工工艺的影响
3.2.2 有色金属的切削加工
3.3 用未定义几何形状的切削刃进行切削加工
3.3.1 喷水切割
3.3.2 磨削
3.4 整平
3.4.1 激光加工
3.4.2 电火花磨削加工
3.5 总结
3.6 附加信息

4 轻量化金属材料特性的改变
4.1 通过成型加工进行硬化
4.1.1 喷丸硬化（喷丸处理）
4.1.2 滚压硬化（深滚压）
4.2 热处理
4.2.1 淬火
4.2.2 钢的调质处理
4.2.3 钢的化学工艺
4.2.4 时效硬化
4.2.5 镁合金的时效硬化
4.2.6 钛合金的淬火和热机械处理
4.3 总结
……
5 塑料加工
6 纤维增强塑料的加工
7 纤维增强塑料的分离
8 技术陶瓷的成型
9 混杂复合材料的制造工艺路线

前言/序言

《轻量化加工工艺：成型，加工和处理》是一本致力于深入探索和解析现代制造业中至关重要的轻量化技术及其相关加工工艺的专业参考书籍。本书聚焦于如何通过精湛的成型、精密的加工和有效的处理技术，在保证或提升材料性能的前提下，大幅度减轻产品重量，从而实现能源效率的提升、运输成本的降低以及环境影响的减小。 本书并非简单罗列各种轻量化材料，而是着眼于材料如何被塑造成所需的形状、如何被精确加工至设计规格，以及如何进行后续处理以赋予其最终的功能性和耐久性。它为工程师、设计师、技术人员以及对先进制造工艺感兴趣的研究人员提供了一个全面的知识框架和实践指导。 核心内容涵盖以下几个关键维度： 一、先进的成型技术 本部分深入探讨了能够实现轻量化结构复杂几何形状和优化内部结构的多种成型方法。 金属成型: 精密铸造与压铸: 介绍如何利用先进的铸造工艺，如定向凝固、真空铸造等，实现复杂结构的低缺陷、高精度成型，并结合轻质高强合金（如铝合金、镁合金、钛合金）的应用，达到减重目的。 锻压与冲压: 阐述冷镦、热镦、挤压、旋压以及伺服冲压等工艺，如何在材料内部形成优化的晶粒结构，提升强度，并实现薄壁、复杂曲面构件的成型。 金属粉末注射成型 (MIM) 与增材制造 (3D打印): 详细讲解这些颠覆性技术如何通过逐层堆积实现高度自由的设计，制造出内部结构（如晶格、多孔结构）可控的轻质部件，尤其适用于小批量、复杂定制件的生产。 聚合物与复合材料成型: 注塑与吹塑: 探讨如何通过优化模具设计、注射参数以及使用高强度、低密度聚合物（如工程塑料、超高分子量聚乙烯），实现轻质薄壁制件的批量生产。 层压与缠绕: 重点介绍纤维增强聚合物（FRP）的成型工艺，包括真空辅助树脂传递成型 (VARTM)、预浸料热压罐成型、纤维缠绕等，如何通过优化纤维铺层设计和基体选择，实现极高的比强度和比刚度。 发泡技术: 阐述物理发泡和化学发泡技术在聚合物材料中的应用，通过引入微孔结构，显著降低材料密度，同时保持足够的力学性能，广泛应用于汽车内饰、包装等领域。 陶瓷与特种材料成型: 陶瓷粉末注浆与流延成型: 介绍如何制备高性能、低密度的结构陶瓷，用于高温、耐磨等极端工况下的轻量化应用。 金属基复合材料 (MMC) 与陶瓷基复合材料 (CMC) 的成型: 探讨如何通过金属熔渗、粉末冶金、化学气相渗透等技术，将高强度陶瓷纤维或颗粒与金属基体结合，实现兼具轻质和优异性能的先进材料的成型。 二、精密加工与后处理技术 本部分专注于如何对已成型的部件进行精确加工，以满足设计要求，并进行必要的后处理以增强其使用性能。 传统精密加工: 高精度切削: 深入探讨数控 (CNC) 加工技术，包括高速切削、五轴联动加工、微细加工等，如何实现复杂曲面、薄壁件的高精度加工，并减少材料浪费。 电加工: 介绍电火花加工 (EDM) 和电解加工 (ECM) 在加工硬质合金、钛合金等难加工材料中的优势，以及它们在制造微小结构和复杂腔体方面的应用。 先进加工方法: 激光加工: 阐述激光切割、激光焊接、激光熔覆等技术，如何实现高精度、低热影响区的加工，尤其适用于薄板、复杂形状部件的连接和修复。 水射流与超声波加工: 介绍这些非传统加工方式在加工脆性材料、复合材料以及实现表面精加工方面的潜力。 表面处理与强化: 涂层技术: 详细介绍 PVD、CVD、阳极氧化、电镀等涂层工艺，如何通过在材料表面形成耐磨、耐腐蚀、减摩或导电等功能性涂层，提升部件的使用寿命和性能，同时避免整体材料的加厚。 热处理与化学热处理: 探讨退火、固溶、时效、渗碳、渗氮等工艺，如何优化材料的微观组织，提高其强度、硬度、韧性等力学性能。 精密清洗与表面精整: 强调清洁度对于后续加工和产品性能的重要性，介绍超声波清洗、等离子清洗等先进清洗技术，以及抛光、珩磨等用于提升表面光洁度和尺寸精度的技术。 三、连接与装配技术 轻量化结构往往需要将不同材料或形状的部件有效地连接起来，本书也将涵盖相关内容。 焊接与钎焊: 重点介绍适用于轻质材料（如铝合金、镁合金、钛合金、复合材料）的先进焊接技术，如搅拌摩擦焊 (FSW)、激光焊接、等离子焊等，以及不同材料间的异种连接技术。 机械连接: 讨论螺栓连接、铆接、卡扣连接等在轻量化设计中的优化应用，以及如何通过选择合适的紧固件材料和连接方式，在保证连接强度的同时最小化增重。 胶粘连接: 探讨高强度结构胶在连接不同材料（如金属与复合材料）方面的优势，以及胶粘剂的选型和工艺控制。 《轻量化加工工艺：成型，加工和处理》旨在为读者提供一个系统、深入的学习平台，通过对上述各个环节的细致解析，赋能读者掌握如何将轻量化理念转化为实际的工程解决方案，推动相关产业向更高效、更环保、更可持续的方向发展。本书内容充实，逻辑清晰，既有理论的高度，又不乏实践的指导，是每一位追求卓越制造工艺的专业人士不可或缺的案头参考。

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正改变了我对“轻量化”这一概念认知的书。我一直以为轻量化就是简单的材料替换，或者仅仅是将零件做得更薄更小。但《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》彻底颠覆了我的想法。它从最基础的成型工艺讲起，深入剖析了各种材料在不同成型方式下的性能表现，以及如何通过精密的加工技术来优化材料的力学特性。我尤其对书中关于增材制造（3D打印）在轻量化设计中的应用部分印象深刻。过去，3D打印在我看来更多是用于原型制作，但本书展示了如何利用其独特的自由度，设计出仿生结构、晶格结构等，大幅度减少材料用量，同时保持甚至提升结构强度。书中不乏详细的理论推导和大量的工程实例，让我能清晰地理解从设计理念到实际生产的每一个环节。作者们显然拥有深厚的理论功底和丰富的实践经验，他们用一种循序渐进、由浅入深的方式，将复杂的工艺原理娓娓道来。即使我并非材料学或机械制造领域的专家，也能通过这本书建立起对轻量化加工工艺的全面认识。它不是一本只停留在概念层面的理论书籍，而是真正具备指导意义的实用手册。读完之后，我感觉自己看待许多产品的眼光都不同了，总会不自觉地思考“这里有没有更轻量化的设计和工艺”。

评分☆☆☆☆☆

我一直以来都在寻找一本能够系统性地解答“如何让产品更轻、性能更好”的书，而《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》无疑是迄今为止最接近我期望的一本。这本书的深度和广度都令我惊叹。它不仅仅是罗列各种加工技术，而是深入到每一种工艺背后的物理化学原理，以及这些原理如何影响最终产品的性能。例如，在讨论金属成型时，书中详细阐述了锻造、铸造、轧制等不同工艺对材料微观结构的影响，以及这些微观结构如何决定了材料的强度、韧性和疲劳寿命。更让我惊喜的是，它还将这些理论知识与实际应用紧密结合，提供了大量具体案例，从航空航天到汽车制造，再到消费电子产品，展示了如何利用这些工艺技术实现极致的轻量化。我特别喜欢其中关于表面处理的部分，比如PVD（物理气相沉积）和CVD（化学气相沉积）等技术，它们不仅可以提升材料的耐磨损和耐腐蚀性能，还能在不增加过多重量的情况下，为产品赋予额外的功能。这本书就像一座宝库，里面充满了各种解决实际工程问题的智慧和方法。读完它，我感觉自己仿佛获得了一把解锁轻量化设计的“金钥匙”，对未来的产品研发有了更清晰的思路和更坚定的信心。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，在翻开《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》之前，我对于“轻量化加工”的理解仅仅停留在“把东西做得小一点，轻一点”的层面。然而，这本书彻底刷新了我的认知。它就像一本详尽的“工业百科全书”，将“成型”、“加工”和“处理”这三个看似独立但又紧密相连的环节，系统地呈现在我面前。在“成型”章节，我看到了各种材料如何通过不同的模具和工艺“塑形”，并且理解了为什么同样的材料，在不同的成型方式下，最终的性能会有如此大的差异。书中对“加工”的深入剖析，让我认识到，金属切削、激光切割、超声波加工等等，每一种工艺都有其独特的“魔法”，能够赋予材料新的形状和性能，而精密的加工技术更是实现轻量化的关键。最令我着迷的是“处理”部分，它揭示了热处理、表面强化、涂层等“后期加工”如何能够“化腐朽为神奇”，在不增加多少重量的情况下，显著提升产品的耐久度和功能性。这本书的价值在于，它不仅提供了理论知识，更重要的是，它展示了如何将这些理论知识转化为实际可行的工程解决方案。

评分☆☆☆☆☆

一本真正能够引发思考的书，而非仅仅堆砌概念。我一直对汽车和航空领域使用的各种先进材料和制造工艺感到好奇，《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》恰好满足了我的这份好奇心。这本书的结构安排非常合理，从基础的材料成型，到精密的加工技术，再到最后的表面处理，层层递进，让我能够逐步理解轻量化设计和制造的整个流程。书中对“成型”的讲解，让我认识到，即使是简单的塑料注射成型，在轻量化设计中也有着不容忽视的学问，例如如何优化流道设计、如何控制冷却速率，以获得更轻、更强的零件。在“加工”部分，我看到了大量的关于减材制造（如CNC加工）和增材制造（3D打印）的对比分析，以及它们各自在轻量化设计中的优势和局限性。让我印象深刻的是，书中并没有简单地推崇某一种技术，而是强调根据具体的设计需求，选择最合适的工艺组合。而“处理”章节，则让我了解到，即使是看似简单的表面处理，也能为轻量化产品带来意想不到的提升，例如通过表面硬化来提高零件的耐磨性，从而延长其使用寿命，间接实现了轻量化。

评分☆☆☆☆☆

如果你对材料的“内在美”和“外在形”如何共同造就一个更优秀的轻量化产品感到好奇，《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》绝对是你的不二之选。这本书的叙述方式非常独特，它没有采用枯燥的教科书式语言，而是以一种引人入胜的“解密”方式，带领读者一步步探索轻量化的奥秘。书中对“成型”的阐述，从最基础的模具设计到复杂的精密注塑，都有着极其详尽的介绍，并且深入挖掘了不同成型工艺对材料性能的细微影响。接着，它将目光投向了“加工”，这里我看到了大量关于切削、焊接、连接等传统与现代加工技术的对比与融合，重点是如何在保证结构完整性的前提下，最大限度地减少不必要的材料浪费和重量增加。而“处理”部分，则让我认识到，即使是看似简单的热处理、表面涂层，在轻量化设计中也能发挥出意想不到的作用。我尤其欣赏书中对“多材料集成”的探讨，它不再局限于单一材料的优化，而是强调如何巧妙地组合不同材料，利用各自的优势，达到整体的轻量化和高性能。这本书就像一位经验丰富的老工匠，耐心地向你展示他一生的绝学，让你在不知不觉中，技艺大涨。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》是一本能够“点石成金”的书。它没有回避任何制造过程中的复杂性，而是以一种抽丝剥茧的方式，将轻量化背后的科学原理和工程技术一一呈现。这本书的“成型”部分，让我对各种材料的内在特性有了更深入的理解，比如纤维增强复合材料的铺层设计，以及它如何通过精确的铺层顺序和角度，来控制零件的力学性能，实现轻量化。而“加工”部分，我看到了大量关于精密机械加工的案例，以及如何通过优化刀具路径、切削参数，来最大程度地减少材料浪费，同时保证零件的精度和强度。让我印象深刻的是，书中还讨论了如何利用“先进连接技术”，例如激光焊接和铆接，来代替传统的焊接方式，从而减轻连接处的重量，实现整体轻量化。而“处理”部分，则让我看到了“化腐朽为神奇”的力量，例如通过表面改性技术，可以提升材料的表面硬度，使其能够承受更高的应力，从而允许使用更薄的材料。

评分☆☆☆☆☆

很难想象，一本专注于“加工工艺”的书，能够写得如此引人入胜。《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》就是这样一本让我爱不释手的书。它没有止步于表面的介绍，而是深入到每一个工艺的“灵魂”之中。在“成型”章节，我看到了材料如何通过注塑、压铸、吹塑等多种方式，被赋予生命，并且理解了不同成型方式所带来的材料性能差异。让我印象深刻的是，书中还探讨了如何通过优化模具设计，来减少材料浪费，提高成型精度，从而为轻量化打下基础。在“加工”部分，我看到了无数精密的机械设备，如何通过切削、研磨、钻孔等手段，将原材料“塑造成”符合轻量化要求的精巧零件。书中对“增材制造”的详细介绍，尤其让我惊叹，它展示了如何利用3D打印的自由度，设计出复杂而又轻巧的结构，实现前所未有的轻量化。而“处理”章节，则让我看到了“化平凡为神奇”的力量，例如通过热处理、表面硬化等工艺，可以在不增加重量的情况下，显著提升零件的强度和耐久性，为产品的轻量化设计提供了更多可能性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力在于，它不仅仅是关于“做什么”，更是关于“为什么这么做”。《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》以一种极其详尽的方式，剖析了轻量化加工的每一个环节。在“成型”方面，我看到了材料是如何从最原始的状态，通过模具和工艺，形成具有特定形状和内部结构的半成品。书中对金属的挤压成型、高分子材料的注塑成型等都做了非常深入的讲解，并且分析了不同工艺对材料微观结构和宏观性能的影响。而“加工”部分，我看到了各种高精度加工设备，是如何将半成品“精雕细琢”，成为最终的轻量化零件。从CNC铣削到电火花加工，书中对每一种工艺的适用范围、优势和劣势都做了清晰的阐述。最让我惊喜的是“处理”部分，它让我认识到，即使是完成的零件，也还有通过各种“后处理”来提升其轻量化性能的空间。例如，通过表面喷涂特殊的耐磨涂层，可以在不增加太多重量的情况下，大幅提升零件的耐用性，从而延长产品寿命，间接实现了轻量化。

评分☆☆☆☆☆

我一直对工业制造中的“细节决定成败”这句话深有体会，《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》无疑是这句话的最佳注脚。这本书对我而言，就像一个经验丰富的工程师，耐心地拆解了一个又一个复杂的轻量化难题。在“成型”篇章，我明白了为什么有些产品的内部结构看起来如此复杂，原来是利用了特殊的成型工艺，在材料内部形成空腔或骨架结构，以达到减重增强的目的。而“加工”篇章，则让我看到了无数精密的刀具和设备，如何“化繁为简”，将原材料“塑造成”符合轻量化要求的精巧零件。我尤其对书中关于“仿生学设计”与“增材制造”的结合部分印象深刻，它展示了如何模仿自然界的结构，通过3D打印技术，制造出轻巧而又坚固的零件。最让我眼前一亮的是“处理”部分，它揭示了诸如表面涂层、热处理等看似不起眼的工艺，在轻量化设计中扮演着多么重要的角色。例如，通过在材料表面形成一层坚硬的陶瓷涂层，可以显著提高零件的耐磨性，从而允许使用更薄的材料，实现轻量化。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的，不仅仅是知识的增量，更是思维方式的重塑。我一直认为，“轻量化”是一个相对模糊的概念，但《轻量化手册3·轻量化加工工艺：成型，加工和处理》用极其具体和系统的方法，将这个概念“具象化”了。从“成型”开始，我明白了材料的“基因”是如何被塑造的，比如金属的晶粒结构，高分子材料的链式结构，这些基础的微观结构，在很大程度上决定了最终产品的性能。接着，“加工”部分，我看到了各种工具和技术是如何“雕刻”材料，使其呈现出所需的形状和尺寸，并且在这一过程中，如何巧妙地减少材料损耗。例如，书中对精密铸造和精密锻造的详细介绍，让我理解了它们是如何在保证零件完整性的前提下，最大程度地减少后续加工的余量。而“处理”章节，则让我看到了“后天”的努力，如何通过热处理、化学处理等手段，对材料进行“强化”，使其能够承受更严苛的工作条件，从而实现“以轻致远”。这本书让我明白，轻量化不是一蹴而就的，而是一个贯穿于产品设计、制造全过程的系统工程。

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非常不错的一套书，含金量高，实用

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质量很好，快递很棒，很满意

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了解下相关知识，毕竟轻量化还是挺热门的

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