Advances in Grinding And Abrasive Technology XIII pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Trans Tech Pubn

作者:Cai, Guangqi (EDT)/ Xu, Xipeng (EDT)/ Kang, Renke (EDT)

出品人:

页数:606

译者:

出版时间:

价格:228

装帧:Pap

isbn号码:9780878499861

丛书系列:

图书标签:

• 磨削
• 研磨
• 磨料
• 磨削技术
• 表面工程
• 材料加工
• 制造工程
• 精密加工
• 超精密加工
• Tribology（摩擦学）

现代制造工艺与材料科学的深度探索：面向可持续发展的精密加工技术 图书简介 《现代制造工艺与材料科学的深度探索：面向可持续发展的精密加工技术》 汇集了全球顶尖学者和行业专家在先进制造、材料科学以及可持续发展交叉领域的前沿研究成果。本书旨在提供一个全面、深入的视角，剖析当前精密加工领域面临的挑战与机遇，并重点探讨如何通过技术创新实现更高效率、更低能耗和更环保的制造流程。全书内容聚焦于革命性的加工方法、新型功能材料的开发与应用，以及数字化转型对传统制造范式的影响。 本书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到实际应用的多个层面，尤其侧重于那些对下一代高端装备制造、航空航天、生物医学工程等关键行业至关重要的技术突破。我们相信，理解这些深度交叉领域的前沿进展，是推动制造业迈向“工业4.0”和绿色制造目标的核心驱动力。 --- 第一部分：先进材料的结构、性能与创新应用 本部分深入探讨了支撑现代精密加工的基石——先进功能材料的最新发展。它不仅仅关注材料的宏观性能，更深入到微观结构、界面效应及其在极端加工条件下的响应机制。 第一章：新型陶瓷基复合材料（CMC）的结构完整性与超精密加工 本章详细分析了新一代碳化硅（SiC）和氧化锆基复合材料在高温、高应力环境下的服役性能。重点研究了这些脆性、高硬度材料在电火花加工（EDM）、激光烧蚀以及超硬砂轮磨削过程中的微裂纹萌生与扩展机制。讨论了如何通过优化烧结工艺和引入纳米增强相，来提高材料的断裂韧性，并提出了一种基于多尺度有限元分析（FEA）的加工路径规划方法，以最小化表面残余应力，确保零件的长期可靠性。 第二章：增材制造金属合金的后处理与表面工程 随着增材制造（AM）技术的成熟，如何对增材制造（如选区激光熔化SLM和电子束熔化EBM）所得金属部件进行高效且高质量的后处理成为关键。本章集中探讨了增材制造件内部固有的孔隙率、残余应力和各向异性对后续精密加工（如精密车削和珩磨）的影响。研究了采用热等静压（HIP）结合定向能量沉积（DED）辅助的表面改性技术，以改善疲劳性能和耐磨性。特别关注了镍基高温合金和钛合金在这些复杂过程中的微观组织演变。 第三章：智能与响应性材料的集成加工挑战 本章转向了具有环境响应特性的智能材料，如形状记忆合金（SMA）、压电陶瓷和磁流变弹性体。探讨了在保持其活性和功能性的前提下，如何进行非损伤或低损伤的精密加工。提出了一种基于实时反馈控制的“软接触”加工策略，用以精确控制材料的相变温度和应力阈值，确保例如心脏支架等生物医用植入件的几何精度和功能完整性。 --- 第二部分：面向效率与可持续性的革命性加工工艺 本部分聚焦于颠覆传统加工模式的创新方法，强调如何通过能源、介质和工具的革新，实现制造过程的效率飞跃和环境足迹的显著降低。 第四章：高能密度激光辅助与超快激光加工技术 超快激光（皮秒和飞秒）加工已成为实现亚微米级甚至纳米级精度加工的有效手段。本章详述了激光诱导的等离子体机制，以及如何通过精确调控激光脉冲参数（如峰值功率、重复频率和光束整形）来控制材料的去除率和残余熔融层的厚度。深入分析了在蓝宝石、高纯度硅晶圆以及柔性电子基板上的“冷加工”效应，并对比了不同波长激光源在加工精度上的差异化表现。 第五章：电化学与超声波辅助的低能耗去除工艺 面对高硬度、高韧性材料（如难加工合金）的加工瓶颈，本章介绍了电化学机械加工（ECM）和超声波辅助加工（UAM）的最新进展。ECM部分侧重于如何通过优化电解液的导电性和流体动力学设计，实现复杂曲面和深孔的无应力加工。UAM部分则着重于如何通过超声振动将切削力分散，显著降低刀具磨损并改善表面粗糙度，尤其在生物陶瓷和玻璃加工中的应用潜力。 第六章：磁流变与磁悬浮驱动下的精密运动控制 本章探讨了如何利用先进的电磁驱动技术来提升机床的动态性能和加工精度。详细介绍了磁流变液（MRF）在精密抛光中的应用，如何通过外部磁场实时调节流体的粘度和摩擦特性，实现动态可调的光学元件抛光。此外，还分析了磁悬浮主轴在高速切削中的低摩擦、高刚度特性，以及其在减少机械振动、提高超精密加工表面质量方面的决定性作用。 --- 第三部分：数字化赋能与智能制造系统的集成 本部分将目光投向了数字化工具和人工智能如何渗透到加工流程的各个环节，构建具有自适应、自学习能力的智能制造系统。 第七章：基于数字孪生的加工过程模拟与优化 本章详细阐述了数字孪生（Digital Twin）技术在高级制造中的应用。通过整合CAD/CAE模型、实时传感器数据和机器学习算法，构建高保真度的加工过程虚拟模型。重点研究了如何利用该孪生体进行刀具磨损的预测性维护、切削参数的在线自适应调整，以及在实际加工开始前对潜在缺陷的预判和规避，从而最大限度地提高一次通过的合格率（First-Time-Right）。 第八章：传感器融合与多物理场数据驱动的质量控制 现代精密加工过程中产生了海量的多物理场数据，包括声发射（AE）、热像、振动和应力场数据。本章探讨了如何设计有效的传感器融合策略，利用深度学习（如卷积神经网络CNN和循环神经网络RNN）对这些异构数据进行特征提取。目标是实现对加工状态的实时、无损评估，尤其是在加工过程中对亚表面损伤和热影响区的快速识别与量化。 第九章：人机协作（Cobots）与柔性化生产线的整合 随着劳动力结构的变化，人机协作系统在精密装配和辅助加工环节的应用日益广泛。本章分析了如何安全、高效地将协作机器人集成到高精度的制造单元中。研究了基于视觉和触觉反馈的机器人引导技术，用以完成对复杂几何形状零件的精细打磨和清洗工作，实现大规模定制化（Mass Customization）生产线的柔性部署。 --- 总结与展望 《现代制造工艺与材料科学的深度探索：面向可持续发展的精密加工技术》不仅是对现有技术的梳理，更是对未来十年制造业发展方向的深刻洞察。本书为材料科学家、机械工程师、过程控制专家以及致力于绿色制造的决策者，提供了实现技术跨越和产业升级的理论基础与实践指导。它清晰地描绘了通过跨学科融合，实现更智能、更精确、更可持续的先进制造新时代的蓝图。

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