Grundlagen der Fertigungstechnik.

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出版者:Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag
作者:Birgit Awiszus
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2002-11-01
价格:0
装帧:Paperback
isbn号码:9783446220577
丛书系列:
图书标签:
  • Wzg.
  • Verfahren
  • Maschinenbau
  • MTM
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具体描述

现代制造工艺与技术前沿:面向智能制造时代的系统化指南 书籍简介 本书旨在为工程师、技术专家、研究人员以及对现代制造技术有深入学习需求的高级学生,提供一套全面、深入且具有前瞻性的制造技术知识体系。不同于侧重特定基础理论或单一制造环节的传统教材,《现代制造工艺与技术前沿》将视角放在整个智能制造生态系统(Smart Manufacturing Ecosystem)的构建与优化上,重点解析了支撑工业 4.0 和未来工厂运作的核心技术与跨学科集成方法。 全书结构与内容深度解析: 本书共分为六大部分,近三十个章节,每一部分都紧密围绕从材料到系统集成的技术链条展开,确保读者不仅理解“如何制造”,更能掌握“为何如此制造”以及“如何创新制造”。 --- 第一部分:先进材料科学与增材制造的深度融合 (Advanced Materials Science and Additive Manufacturing Integration) 本部分摒弃了对传统材料力学的简单重复,聚焦于面向高性能应用的新型工程材料的开发与应用,特别是其与增材制造(AM)技术的协同效应。 1.1 极端工况下的功能性材料设计: 探讨了超高温合金、形状记忆合金(SMA)以及智能复合材料在航空航天、能源领域的应用限制与设计优化策略。重点分析了非晶态金属和高熵合金的微观结构控制技术。 1.2 增材制造的材料行为与后处理: 深入研究了选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化(EBM)等关键增材技术中,材料的快速凝固过程及其对最终组织和性能的影响。详细介绍了热等静压(HIP)、激光重塑等先进后处理技术,以消除增材部件内部的残余应力、孔隙率和裂纹,实现接近或超越传统锻造件的机械性能。 1.3 陶瓷基与金属基复合材料的定向制造: 阐述了如何利用定向能量沉积(DED)和喷粉熔融技术,实现功能梯度材料(FGM)的精确分层制造,解决异种材料界面结合的难题。 --- 第二部分:精密加工与超精密制造的极限挑战 (Precision Machining and Ultra-Precision Manufacturing Limits) 本部分关注于亚微米乃至纳米级制造的物理基础、工具创新和误差补偿机制,是实现高端装备制造的关键环节。 2.1 微观切削机制与磨粒动力学: 详细分析了在极低进给量下的切削力模型、粘滞效应和热耦合现象。引入了基于分子动力学(MD)模拟的切削过程预测,用以指导刀具几何形状的优化。 2.2 非传统加工技术的能场调控: 深入探讨了电火花加工(EDM)、激光加工(Laser Machining)和超声波辅助加工(USM)中的能量密度分布与材料去除率的关系。特别关注了高频脉冲电源对电极损耗和表面完整性的影响。 2.3 超精密表面工程与计量: 阐述了磁流变抛光(MRF)、离子束抛光等技术在光学元件和半导体晶圆加工中的应用。引入了实时光学干涉仪和原子力显微镜(AFM)在在役(In-situ)表面形貌监测中的集成方案。 --- 第三部分:柔性制造系统与机器人集成 (Flexible Manufacturing Systems and Robotics Integration) 本部分侧重于如何构建适应多品种、小批量生产需求的自动化生产线,是实现制造敏捷性的核心。 3.1 模块化与可重构制造系统(RMS): 分析了RMS的拓扑结构设计原则,包括任务分配算法和系统动态重构策略。重点介绍了基于服务导向架构(SOA)的设备互操作性标准。 3.2 先进工业机器人与人机协作(Cobots): 超越了传统六轴机器人的应用,深入研究了Delta机器人、并联机构机器人的运动学与动力学解算。详细讨论了高精度力/力矩传感器的集成,实现安全、高效的力控装配和打磨任务。 3.3 数字化孪生在生产调度中的应用: 构建了从物理设备到数字模型的映射方法,包括传感器数据采集、状态同步算法以及在数字孪生环境中进行离线调试和预测性维护的流程设计。 --- 第四部分:智能决策与制造数据科学 (Intelligent Decision Making and Manufacturing Data Science) 这是本书最具前瞻性的部分,探讨了如何利用大数据、人工智能技术提升制造过程的透明度和自主决策能力。 4.1 制造过程中的机器学习模型: 阐述了监督学习、无监督学习在预测性维护(PdM)、工艺参数优化和故障诊断中的具体应用案例。重点对比了深度学习网络(如CNN、LSTM)在处理高维传感器数据时的性能优势。 4.2 基于知识图谱的制造知识表达: 探讨了如何将分散在CAD模型、工艺规程、专家经验中的非结构化和半结构化数据构建为统一的制造知识图谱,用于复杂问题推理和设计规范自动验证。 4.3 边缘计算与分布式控制架构: 分析了在生产现场部署边缘计算节点(Edge Nodes)的必要性,用于实现低延迟的数据预处理和实时闭环控制,减轻云端服务器的压力,并增强系统的网络鲁棒性。 --- 第五部分:质量保证与过程可追溯性 (Quality Assurance and Process Traceability) 本部分聚焦于如何实现全生命周期的质量控制,从源头预防缺陷到完整记录产品历史。 5.1 过程质量的在线监测与反馈: 讨论了使用X射线CT、超声波检测(UT)等无损检测(NDT)技术与生产线实时联接的方法。介绍了基于傅里叶变换和信号处理的在线缺陷识别算法。 5.2 几何尺寸与形位公差(GD&T)的自动化验证: 探讨了三坐标测量机(CMM)和光学扫描仪获取的点云数据如何与设计模型进行高效比对,并自动生成偏差报告。引入了基于人工智能的特征识别技术,以减少人工判断的偏差。 5.3 区块链技术在供应链追溯中的潜力: 探讨了利用分布式账本技术(DLT)为关键零部件建立不可篡改的制造历史记录(如材料批次、加工参数、检测结果),确保产品的高可靠性和合规性。 --- 第六部分:可持续制造与循环经济 (Sustainable Manufacturing and Circular Economy) 本部分关注制造行业在能源效率、资源利用和环境影响方面的责任与创新。 6.1 能源效率优化与热管理: 分析了不同加工方式(如切削、磨削)的能源消耗模型,并提出了基于实时负载预测的节能调度策略。探讨了利用废热回收技术提升整体生产线的能源利用率。 6.2 制造过程中的废物最小化与资源化: 重点研究了切削液、冷却剂的循环净化技术,以及金属加工产生的废屑的高效回收与再利用方法,包括直接用于增材制造粉末的工艺可行性分析。 6.3 产品全生命周期评估(LCA)的集成方法: 介绍如何将LCA工具集成到产品设计和工艺规划阶段,量化不同制造路径对环境的影响,从而指导工程师做出更具可持续性的决策。 本书特色: 本书的叙述风格注重工程实践与前沿理论的紧密结合,大量引用了近五年内国际顶尖期刊和会议的最新研究成果,辅以详尽的数学建模和实际案例分析,确保内容既有深度,又具操作指导意义。它不仅仅是一本工艺手册,更是一本面向未来十年制造业技术方向的系统性参考指南。

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读后感

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用户评价

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这本书的语言风格与其说是“学术”,不如说是“哲学思辨”。作者似乎非常热衷于探究“为什么是这样”,而非仅仅停留在“这是什么”的描述层面。阅读过程中,你会经常遇到大段的、关于设计哲学和优化思想的论述,比如他关于“最小化不可逆性”在工艺选择中的重要性阐述,听起来非常高深。这种对底层逻辑的深挖,确实能拓宽读者的思维边界,让你从更宏观的角度去理解制造的本质。但这带来的副作用是,当你急需一个具体的、可立即套用的参数设置或操作流程时,你会发现要从这些长篇大论中“淘金”是非常耗费精力的。我记得有一次我在查找关于“表面粗糙度与疲劳寿命”的定量关系时,花了近一个小时,最终找到的公式散落在好几个不同章节的论证过程中,并没有被集中归纳在一个易于提取的表格或附录里。这说明作者更偏爱用“叙事”的方式来组织知识,而不是“工具箱”式的结构。对于那些需要快速解决实际工程问题的工程师来说,这种结构可能带来挫败感;而对于想深入理解工程背后的智慧的学者来说,这本书无疑提供了绝佳的素材。

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这本书的封面设计简约大气,那种深蓝色的背景配上银色的字体,透露着一种严谨而专业的学者气息,让人一眼就能感受到这不是一本轻松的读物。我拿到手的时候,首先被它扎实的装帧吸引了,这厚度,拿在手里沉甸甸的,预示着内容的丰富和深度。我本来是抱着学习新知识的期待来翻阅的,但很快发现,这本书的起点似乎比我预想的要高出不少。它似乎假设读者已经对一些基础的工程原理有着深刻的理解,开篇便直接切入了非常核心的概念,那些公式和模型堆砌起来,像是一道道需要耐心破解的密码。对于我这种需要从头梳理知识脉络的人来说,初读时的感觉更像是面对一座高耸入云的知识堡垒,入口处设下的门槛似乎有点高不可攀。我花了大量时间去消化前几章的概念,尤其是关于材料力学和热力学在制造过程中的交叉应用部分,作者的论述极其精炼,每一个句子似乎都压缩了海量的实验数据和理论推导。这无疑证明了作者在该领域的深厚功底,但对于初学者而言,这种“少即是多”的表达方式,反而造成了一种信息过载的压力。我不得不经常停下来,查阅其他辅助材料来理解其中引用的特定术语和经典案例的背景。总体来说,这是一本面向专业人士的“工具书”,它在深度上做到了极致,但缺乏必要的引导性铺垫,需要读者具备很高的自主学习能力和扎实的预备知识。

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从购买体验和后勤支持的角度来看,这本书的配套服务简直是灾难性的。我是在一个相对偏远的地区购买的,物流倒是中规中矩,但真正让人抓狂的是它提供的在线资源和勘误表。这本书的勘误表在出版社的官方网站上,但更新频率极低,而且查找起来异常困难,似乎是某个老旧服务器的角落里。更要命的是,书中引用的许多经典实验数据和案例所关联的原始文献链接,很多都已经失效了,点进去是“404 Not Found”。这对于一本依赖于严谨的外部引证来支撑其权威性的技术书籍来说,是一个非常致命的缺陷。它要求读者相信作者的陈述,却不提供验证的渠道。我不得不花费大量精力去重新搜索这些经典的外部论文,费时费力。如果这是一本关于文学理论的书,也许可以容忍这种链接失效,但在精密制造这种对事实准确性要求极高的领域,这种维护上的疏忽,极大地削弱了它的可信度和实战价值。一本如此重量级的著作,理应得到出版社更专业、更及时的数字维护支持,否则,它很快就会在信息时效性上被不断更新的电子资料所超越。

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这本书的排版和图示质量是真正让我眼前一亮的。在这个信息爆炸的时代,很多技术书籍为了追求篇幅和速度,往往在图文的配合上显得敷衍了事,但这本书在这方面简直是教科书级别的典范。每一张示意图都精准无比,线条的粗细、标注的位置,都经过了深思熟虑,完美地服务于复杂的工艺流程描述。特别是涉及到三维切削过程的力学分析图,那些向量箭头和受力点的标记,清晰到几乎不需要额外的文字解释就能理解其内在逻辑。更让我赞叹的是,作者在关键转折点引入的那些历史性的技术发展脉络图,用时间轴清晰地梳理了不同制造技术是如何迭代和演进的,这让枯燥的技术史变得生动起来,也帮助我理解了当前技术选择背后的历史必然性。不过,虽然图示极佳,但索引和术语表的组织方式却略显混乱。如果你想快速定位某个特定的名词,可能需要来回翻好几页才能找到,这在需要高效率查阅资料的时候,无疑会降低阅读体验。如果能采用更现代化的、易于检索的索引系统,这本书的实用价值还能再提升一个档次。我花了许多时间在查找那些在不同章节中被反复提及但定义略有不同的术语上,希望作者能在再版时予以优化。

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我个人对这本书中关于“制造精度与公差”的那几章印象最为深刻,但同时也是最让我感到遗憾的部分。作者对误差的来源分析极其透彻,从机床本身的几何误差到环境温度波动导致的材料形变,几乎没有遗漏地进行了建模和量化。他提出的那套误差预算方法论,逻辑严密,具有很强的实操指导意义,我尝试着用书中的方法去分析我们车间里的一个精密部件加工难题,确实发现了一些之前没有注意到的系统性偏差。然而,这本书在“先进制造技术”的探讨上显得保守甚至有些滞后。比如,在谈论增材制造(3D打印)时,内容似乎停留在十年前的水平,对于目前行业内如高能束熔覆(LMD)或选择性激光熔化(SLM)的最新进展和面临的冶金挑战讨论得非常浅。仿佛作者的知识体系构建在传统减材制造的巅峰时期,对于近二十年来的颠覆性技术革命,覆盖不足,深度不够。这使得这本书在“前沿技术展望”这一块,显得有些力不从心,更像是一本关于“如何把传统制造做到极致”的权威指南,而非一本涵盖整个现代“制造技术基础”的百科全书。如果能增加对数字化车间、工业物联网在质量控制中的集成应用等热点话题的分析,它将更具时代价值。

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