塑料成形工艺技术手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:吴生绪 编

出品人:

页数:548

译者:

出版时间:2008-1

价格:58.00元

装帧:

isbn号码:9787111214526

丛书系列:

图书标签:

• 塑料成型
• 注塑成型
• 挤出成型
• 吹塑成型
• 热成型
• 塑料工艺
• 塑料工程
• 模具设计
• 材料选择
• 生产技术

现代工业设计与材料科学前沿：创新驱动下的结构优化与功能集成 本书旨在为工业设计、材料工程、机械制造等领域的专业人士及研究人员，提供一套全面、深入且极具前瞻性的理论框架与实践指导。聚焦于如何在快速迭代的现代工业体系中，通过先进的设计理念与材料科学的深度融合，实现产品性能的突破性提升和制造效率的革命性优化。 --- 第一部分：设计思维的范式转移与复杂系统集成 本部分深入探讨了当代工业设计领域正在经历的深刻变革，从传统的以功能为导向的线性流程，转向以用户体验、可持续性及全生命周期管理为核心的复杂系统集成思维。 1.1 以人为本的深度交互设计理论（HCD 3.0） 详细阐述了超越基础可用性（Usability）的“深度情感连接”（Deep Emotional Resonance）设计模型。内容涵盖： 认知负荷最小化策略： 如何利用神经美学和眼动追踪数据，优化界面布局和物理形态的人机工程学参数，确保产品在使用过程中对用户认知资源的占用降至最低。 情境适应性设计框架： 引入“环境-任务-主体”（E-T-S）三角模型，指导设计师在不同使用情境（如高压、低光照、极端温度等）下，预判用户需求并提前进行形态和功能上的冗余设计备份。 多模态反馈系统构建： 探讨触觉（Haptics）、听觉（Auditory）和视觉（Visual）反馈的协同效应。重点分析了如何利用微振动技术和空间音频技术，在不干扰用户主要任务的情况下，传递关键状态信息。 1.2 可持续性与循环经济下的产品架构设计 本书将可持续性视为核心约束条件而非附加项，系统介绍了如何在设计初期就嵌入循环经济的原则。 材料溯源与碳足迹建模： 提供了精确计算产品从原材料开采到报废回收整个生命周期内碳排放的量化方法。强调使用区块链技术追踪关键材料的来源与流向，确保供应链的透明化。 “易于拆解”与“模块化升级”的结构逻辑： 提出了针对不同寿命周期材料的“解耦设计”标准。例如，为电子元件与结构件设定不同的维修间隔和回收路径，通过标准化接口（如磁吸配合、通用螺栓系统）简化维修和升级过程，最大化材料价值保留。 生物基与可降解材料的结构兼容性研究： 分析了新型生物聚合物（如PHA, PLA的改性物）在强度、刚度与环境稳定性上的局限性，并提供了通过复合结构设计（如纤维增强）来弥补这些局限性的工程解决方案。 第二部分：先进材料的本构关系与性能预测 本部分是本书的理论核心，聚焦于前沿工程材料在极端条件下的力学、热学和电学行为，为设计选型提供坚实的科学基础。 2.1 高熵合金与纳米复合材料的微观结构控制 深入探讨了通过精确控制材料的微观晶格结构，实现材料宏观性能的“量身定制”。 高熵合金（HEAs）的相稳定性与蠕变行为： 详细解析了五元及以上组分合金中，元素随机性对晶界能、位错运动的影响。重点研究了在超高温（>1200°C）工况下，固溶强化与沉淀强化的协同机制，以及如何抑制脆性相的形成。 界面工程在纳米复合材料中的应用： 讨论了如何通过化学键合或物理锚定技术，优化基体材料与增强相（如碳纳米管、石墨烯片层）之间的界面相容性。引入“界面应力传递效率”指标，指导纳米填料的分散均匀性控制。 增材制造（AM）对材料性能的各向异性影响： 侧重于激光粉末床熔融（LPBF）和定向能量沉积（DED）工艺中，材料的快速凝固速率如何影响最终的晶粒尺寸分布和残余应力。提供了消除或优化各向异性（如层间剪切强度不足）的后处理热循环方案。 2.2 材料的疲劳、断裂韧性与寿命预测模型 本章提供了超越传统线性断裂力学的先进评估工具。 多轴疲劳与损伤累积模型： 针对复杂载荷情况（旋转、扭转、脉冲冲击的组合），介绍基于应变控制的Coffin-Manson关系的扩展模型，以及引入时间尺度效应的粘塑性断裂力学（Creep-Fatigue Interaction）。 实时损伤监测与无损评估（NDE）的集成： 探讨了利用声发射（AE）技术和超声波相控阵技术，对材料内部微裂纹的萌生、扩展进行实时监测。建立了从AE信号特征到剩余寿命的概率预测模型。 极端环境下的材料老化机制： 针对航空航天和深海探测领域，分析了高能辐射、氢脆（Hydrogen Embrittlement）和应力腐蚀开裂（SCC）的耦合作用。提出了通过合金化学成分调整来提高抗辐照稳定性的新策略。 第三部分：先进制造与数字化协同优化 本部分聚焦于如何利用数字化工具和先进制造方法，实现设计到实物的快速、精准转化，并构建智能化的生产反馈回路。 3.1 拓扑优化与点阵结构设计在轻量化中的应用 详细介绍了如何利用有限元分析（FEA）求解器，自动生成满足载荷约束的最优结构，并将其转化为可制造的复杂几何体。 多目标优化算法的引入： 讲解了帕累托前沿（Pareto Frontier）的概念，指导工程师如何在“最小质量”、“最大刚度”和“散热效率”之间进行权衡决策。对比了SIMP、BESO等主流拓扑优化方法的适用场景。 点阵（Lattice）结构的参数化生成与力学性能验证： 重点分析了梁式、壳式点阵的应力传递路径效率。提供了将点阵结构直接嵌入到宏观部件中的“混合结构设计”方法，以实现局部刚度增强。 从虚拟模型到实体制造的“可制造性验证”（DFM/DFA）： 强调了在优化过程中集成增材制造的工艺约束（如最小悬垂角度、层间粘结强度），避免生成“理论最优但无法制造”的结果。 3.2 工业物联网（IIoT）驱动的自适应制造系统 阐述了如何利用传感器网络和大数据分析，使制造过程具备自我学习和动态调整的能力。 传感器融合与过程参数的实时反馈控制： 在精密加工（如CNC铣削、超精密磨削）中，讨论了利用红外热成像和振动加速度计，实时监测刀具磨损和工件热变形，并利用PID控制器动态调整进给速率和冷却液流量的闭环系统。 数字孪生（Digital Twin）在质量控制中的应用： 建立了从CAD模型到生产线物理实体，再到实时性能数据的完整数字映射。该孪生体可用于模拟不同工况下的潜在故障点，并在实际产品投入使用前进行“虚拟寿命测试”。 质量数据驱动的逆向工程与工艺修正： 介绍了如何将最终产品的三维扫描数据与初始设计模型进行比对，量化公差偏差，并将这些偏差作为反馈信号，自动修正上游的CAD模型参数或模具补偿数据，形成持续改进的闭环。 --- 本书的深度内容和前瞻性视角，使其成为连接基础科学研究与尖端工程实践之间不可或缺的桥梁，为塑造未来工业产品的形态与性能提供了坚实的理论和方法论支撑。

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这本书的价值更体现在其跨学科的整合能力上。它并非孤立地讨论塑料加工，而是巧妙地将模具材料学、流体动力学，甚至包括环境影响评估（例如对能源消耗和废料控制的考量）纳入了整体的工艺优化范畴。例如，在讨论保压阶段的压力衰减模型时，作者引入了粘弹性理论来解释应力松弛现象，并将此与实际生产中的制品收缩率挂钩，提供了一个非常全面的质量控制闭环。这种多维度的视角使得读者在设计工艺方案时，能更全面地预见到不同参数组合可能带来的连锁反应。对于那些需要设计全流程、从原料采购到最终产品检验的工艺工程师来说，这本书提供了一个极佳的、可操作的集成框架，它超越了单一设备的说明书范畴，真正达到了指导系统性工程实践的“手册”高度。

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拿到书后，我最惊喜的发现是它对“疑难杂症”的聚焦和解决。在实际的注塑生产线上，总会遇到那些难以名状的问题，比如周期性的顶出痕、微小的气泡夹藏、或者长期运行后出现的尺寸漂移。这本书并没有将重点放在标准的工艺参数设定上，而是专门开辟了一块区域来系统梳理这些“非标准故障”的根源。比如，它详细分析了剪切热在不同螺杆设计下的累积效应，以及如何通过调整螺杆转速与背压的耦合关系来精细控制熔体温度的均匀性。我特别欣赏其中对“退火效应”的论述，解释了为什么某些高结晶性材料在脱模后仍然会继续发生形态变化。对于那些常年在一线摸爬滚打，但苦于缺乏理论支撑来解决问题的资深技师而言，这本书提供的不仅仅是解决方案，更是一种全新的、基于热力学和材料科学视角的分析框架，让人茅塞顿开，工作思路豁然开朗。

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从装帧和排版来看，这本书的专业性毋庸置疑，但真正让我感到物有所值的是其对新兴工艺的关注度。它没有沉溺于传统的注塑或挤出工艺的旧有描述，而是用了相当大的篇幅去探讨了反应注射成型（RIM）和超临界流体辅助成型等前沿技术。特别是对反应动力学与模具温度控制之间的复杂交互作用的解析，非常深入。书中通过一系列案例研究，展示了如何精确控制反应速率以获得均匀的发泡结构，这对于航空航天和高端汽车零部件的轻量化应用至关重要。阅读这些章节，感觉就像是直接在与行业内的顶尖研发人员对话。它没有用过于晦涩的学术语言来故作高深，而是用一种工程师特有的严谨和务实，将复杂的化学反应过程转化为可操作的工艺窗口，这一点对于期望在下一代材料成型领域占据先机的企业来说，价值不可估量。

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坦白讲，这本书的阅读体验并非一帆风顺，它对读者的基础知识储备提出了较高的要求。它假设读者已经对基本的聚合物化学和基础的工程力学原理有所了解。因此，对于刚刚跨入高分子材料领域的新手来说，初读可能会感觉有些吃力，某些公式的推导过程需要反复揣摩。然而，正是这种“不妥协”的深度，才保证了其作为“手册”的权威性。我个人特别喜欢书中穿插的那些“经验法则与科学原理的碰撞”的小节，它们揭示了许多行业内流传已久却缺乏科学依据的“土法子”，并用严谨的实验数据或模型来佐证或证伪。这种批判性思维的培养，远比单纯的知识灌输要宝贵得多。它促使读者去质疑既有的流程，从而驱动工艺的持续改进和创新。

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这本厚重的工具书，甫一上手便给人一种扎实、可靠的感觉，仿佛里面蕴含着无数工程师的心血结晶。我之所以被它吸引，主要是因为它在理论深度和实际应用之间找到了一个绝佳的平衡点。书中对各种高分子材料的流变学特性分析得极其透彻，从分子链的排列到宏观尺度的流动行为，都有详尽的图表和公式支撑，即便是初次接触这些复杂概念的读者，也能通过清晰的逻辑链条逐步理解。特别是关于模具设计章节，作者并未停留在基础的流道平衡和冷却系统布置上，而是深入探讨了如何通过仿真软件（尽管书里没有直接提及具体软件名称，但描述的方法论是通用的）预测并优化填充模式，以最大程度地减少翘曲和内应力。对于那些追求产品零缺陷、对细节有着苛刻要求的制造企业技术人员来说，这本书无疑是案头必备的“武功秘籍”。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是阐述了“为什么这么做才是最优解”，这种自上而下的系统性知识构建，远非网络零散资料可比。

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