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出版者:北京理工大学

作者:马志彪 编

出品人:

页数:126

译者:

出版时间:2010-3

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787564030957

丛书系列:

图书标签:

• 建筑工程
• 暖通工程
• 给排水工程
• 施工技术
• 工程管理
• 建筑施工
• 暖通空调
• 给排水
• 工程实务
• 施工规范

智能制造时代的先进制造工艺与质量控制 本书聚焦于现代工业生产的核心——先进制造技术及其在质量管理中的应用，深入剖析了从材料科学到精密加工、再到智能检测与控制的完整链条。 第一章：新一代增材制造技术的前沿探索 本章详尽阐述了当前工业界炙手可热的增材制造（3D打印）技术体系。重点剖究了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）以及高精度光固化（SLA/DLP）等主流工艺的物理基础、设备结构及其在航空航天、医疗器械等高端制造领域的具体应用案例。 1.1 金属增材制造的微观冶金学： 深入探讨了激光与金属粉末相互作用过程中的熔池动力学、凝固行为及其对最终零件微观组织和宏观力学性能（如疲劳强度、蠕变性能）的影响。解析了缺陷的成因，包括未熔合、孔隙率和残余应力，并介绍了通过优化工艺参数（如扫描策略、能量密度）来抑制这些缺陷的方法。 1.2 聚合物及复合材料的先进成型： 涵盖了连续纤维增强热塑性复合材料的直接激光烧结（DLS）技术，分析了纤维铺放的精度控制和基体/纤维界面结合的优化策略。此外，对生物材料的生物相容性打印技术，如熔融沉积（FDM）在组织工程支架构建中的应用进行了详细论述。 1.3 增材制造的后处理工艺优化： 重点分析了增材制造零件特有的残余应力释放和表面质量提升问题。详细介绍了热等静压（HIP）、热处理工艺（如固溶处理和时效处理）对晶粒结构细化的作用，以及高能束表面抛光和化学铣削等技术在实现超光滑表面光洁度方面的应用。 第二章：超精密加工与微纳加工技术 本章将目光投向对尺寸精度和表面完整性有极端要求的制造领域，系统介绍了传统加工方法的局限性及新型超精密加工技术的突破。 2.1 亚微米级切削加工的机理与控制： 探讨了金刚石车削、纳米镗削等技术在光学元件（如自由曲面镜片）制造中的应用。详细阐述了切削力、刀具磨损与表面粗糙度（Ra, Rz）之间的定量关系模型，并引入了基于振动补偿和主动热误差消除的超精密机床设计理念。 2.2 电化学与等离子体加工技术： 深入研究了电化学加工（ECM）和电火花加工（EDM）的非接触特性，尤其关注高深径比孔腔的加工精度与效率的平衡。对微纳尺度下的脉冲电源控制技术，以及等离子体刻蚀在半导体和MEMS器件制造中的关键作用进行了专业解析。 2.3 磨削与研磨的先进应用： 聚焦于超硬材料（如SiC, GaN）的高效精密磨削技术。分析了砂轮材料的选择、磨削液的润滑与冷却机制，以及超精研磨过程中抛光介质的分子间作用力控制，以达到原子级平整度要求。 第三章：智能制造系统与工业物联网（IIoT）集成 本章核心在于阐述如何将先进的制造技术与现代信息技术相结合，构建柔性化、自适应的智能制造环境。 3.1 制造过程的数字化建模与仿真： 详细介绍了数字孪生（Digital Twin）技术在制造单元中的构建方法，包括对物理设备状态、工艺参数和环境因素的实时映射。重点阐述了基于有限元分析（FEA）和计算流体力学（CFD）的制造过程预测性模拟，以优化工艺窗口。 3.2 工业物联网与边缘计算在车间中的部署： 探讨了OPC UA、MQTT等工业通信协议在采集海量设备数据中的应用。分析了边缘计算节点如何实现低延迟的数据预处理、刀具寿命预测和工艺参数的快速反馈调整，确保生产的实时响应能力。 3.3 机器人与自动化的高级集成： 超越简单的上下料应用，本章研究了基于视觉传感器和力/力矩传感器的机器人自适应装配、在线轨迹修正和复杂零件的柔性夹持技术。介绍了强化学习在优化机器人路径规划和任务分配中的潜力。 第四章：先进过程监测与质量保证体系 质量是制造的生命线，本章全面覆盖了从在线检测到质量追溯的各个环节，强调基于数据的质量预防而非事后检验。 4.1 非接触式在线传感与测量技术： 深入分析了激光共聚焦显微镜、白光干涉仪在测量复杂曲面形貌中的应用原理和误差来源。重点介绍了结构光扫描和CT技术在内部缺陷（如内部裂纹、孔隙）无损检测中的高分辨率成像能力。 4.2 过程参数的实时反馈与闭环控制： 详细讲解了如何利用声发射（AE）信号监测切削过程中刀具微裂纹的萌生，以及红外热成像技术对焊接熔池温度场的实时监控。阐述了如何将这些实时数据输入到PID或模糊控制系统中，实现对进给速度、功率的动态调整，将零件尺寸误差控制在规格公差的极小范围内。 4.3 质量数据管理与可追溯性： 论述了基于区块链技术和MES系统的数据安全存储与全面追溯体系。强调了统计过程控制（SPC）在识别制造过程漂移、预防不合格产品产生中的核心作用，并介绍了多变量SPC图表的构建方法。 本书面向对象： 机械工程、材料科学、工业工程、自动化控制等相关专业的研究人员、高校师生，以及在高端装备制造、精密仪器、航空航天零部件生产等行业从事工艺研发、质量管理和生产控制的工程师。通过阅读本书，读者将能够系统掌握推动现代制造业迈向更高精度、更高效率、更低能耗的关键技术和管理理念。

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