材料成形技术不断更新发展,涌现出了一大批具有特殊成形机理、特殊成形方式,或采用特殊施力介质、特殊的变形体状态等先进成形技术,并在工业生产中得到一定的应用。
《先进成形技术及应用》共分十五章,结合国内外新发展和作者的科研成果,集中阐述了具有代表性的先进成形技术,涵盖了从轻量化的高分子材料到金属材料、从液态/半固态到固态、从粉末颗粒到块状固体、从宏观尺寸到微小尺寸、从板材成形到体积成形、从低速率成形到高能率成形、从等材成形到增材成形(3D打印)、从室温成形到高温成形、从材料制备到零部件成形等。
《先进成形技术及应用》可作为机械工程、材料工程、车辆工程、航空航天航海、能源动力、化工与冶金等专业研究生及企业相关工程技术人员学习、参考。
机械制造分为切削加工与成形加工两大领域,而材料成形加工占据半壁江山,尤其节能化、智能化、轻量化与环保迫切性要求,更加速了成形技术的飞速发展,使得材料成形成为最有活力的领域。成形加工领域最主要的铸造成形与锻造成形有着3000多年历史,而切削加工仅有300多年历史。尤其中国的青铜器铸造,以及兵器与工具锻造有着辉煌的文明历史,目前近十年中国材料成形加工领域是世界上应用需求量最大、研究队伍最强大、对人才需求量最多、成形工艺及装备发展成果最多的国家。因此中国的工科高校机械类本科生几乎都开设了“材料成形技术基础”必修的课程。
但是随着科学技术的不断发展、新材料的不断涌现,以及对成形零件性能要求的不断提升,这使得本科阶段《材料成形技术基础》教材所介绍的铸锻焊为主的常规的成形技术日益难以满足要求。这迫使传统材料成形技术不断改进发展,也产生了一大批具有特殊成形机理、特殊成形方式,或采用特殊施力介质、特殊的变形体状态等先进的成形技术,这些先进成形技术在工业生产中得到大量的应用。作为机械类的研究生领域知识体系的进一步延伸、拓展、创新能力的培养以及工程能力的提升,应更进一步掌握上述材料先进成形及其应用领域的相关知识。
先进成形技术是指直接利用电能、热能、化学能、电化学能、声能、光能等或将其与机械能组合等形式将坯料或工件上多余的材料去除,以获得规定的几何形状、尺寸精度、表面质量和性能要求的成形方法,是区别于常规的或传统的成形技术,且具有较大发展前景的成形技术。先进成形技术是传统成形技术的进一步提升。因此,先进成形技术课程已在多所高校相关专业开设。西安交通大学机械工程学院也早在2000年为研究生开设了“特种成形技术与应用”,同时也在为企业开设的在职人员高级培训班中讲授多年,取得了良好的教学效果。在20多年课程讲义的基础上,结合国内外最新发展和作者的科研成果,该教材集中阐述了具有代表性的先进成形技术,涵盖铸造、锻压、焊接、注塑、粉末等多个成形新方式及其相互交叉新工艺及装备,包括了从轻量化的高分子材料到金属材料、从液态/半固态到固态、从粉末颗粒到块状固体、从宏观尺寸到微小尺寸、从板材成形到体积成形、从低速率成形到高能率成形、从等材成形到增材成形(3D打印)、从室温成形到高温成形、从材料制备到零部件成形等,内容更广、更深入。
第1章 材料先进成形技术概论
1.1 材料加工概述
1.1.1 材料加工方法的类型
1.1.2 选择零件加工方法的基本原则
1.1.3 机器(装备)制造的一般过程
1.2 材料成形工艺形态学
1.2.1 材料加工的基本要素和流程
1.2.2 材料流程
1.2.3 能量流程
1.2.4 信息流程
1.3 先进成形技术内涵及其特点
1.3.1 先进成形技术定义
1.3.2 先进成形技术的内涵
1.3.3 先进成形技术的特点
1.4 铸锻焊三种传统成形技术存在的基本问题
1.4.1 铸造成形(凝固成形)
1.4.2 塑性成形(锻压成形)
1.4.3 连接成形(焊接成形)
第2章 粉末注射成形技术
2.1 粉末注射成形技术概述
2.1.1 粉末注射成形技术的发展历史
2.1.2 粉末注射成形工艺过程
2.2 粉末注射成形技术的特点及优势
2.2.1 粉末注射成形技术的特点
2.2.2 粉末注射成形技术的优势
2.3 适用粉末注射成形的材料
2.4 粉末注射成形件的工艺性
2.4.1 对制件形状和尺寸的适应性
2.4.2 粉末成形件的质量
2.5 粉末注射成形的关键技术
2.5.1 粉末及粉末制备技术
2.5.2 黏结剂的设计与制备
2.5.3 混炼
2.5.4 注射成形与模具设计
2.5.5 脱脂
2.5.6 烧结
2.6 粉末注射成形机
2.6.1 粉末注射成形机概述
2.6.2 新型粉末注射成形装备
2.7 粉末注射成形模具设计实例
2.7.1 模具结构设计
2.7.2 模具的结构及工作过程
2.8 粉末注射成形技术应用及研究的主要方向
2.8.1 粉末注射成形技术的应用
2.8.2 粉末注射成形技术研究的领域
第3章 气体辅助注射成形技术
3.1 气辅注射成形技术的基本原理
3.2 气辅成形的特点
3.2.1 气辅成形的优点
3.2.2 气辅成形技术的局限性
3.3 气辅注射成形技术的应用前景
3.4 气辅注射成形工艺的种类
3.5 气辅注射成形技术的国内外研究与发展现状
3.5.1 国外气体辅助注射成形技术的主要产品简介
3.5.2 气辅注射工艺在国内的应用现状
3.6 气辅注射成形理论的研究进展
3.6.1 气液二相流动研究现状
3.6.2 气体辅助成形中的气液二相流动研究现状
……
第4章 半固态成形
第5章 先进连接技术
第6章 多层板材的锁铆塑性连接技术
第7章 现代旋压成形技术
第8章 板材充液与内高压成形技术
第9章 板料柔性成形
第10章 回转体积成形技术
第11章 微成形技术
第12章 超塑性成形及其工艺
第13章 高能率成形
第14章 精密剪切分离技术
第15章 增材制造技术
参考文献