Advances in Integrated Design And Manufacturing in Mechanical Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Bramley, Alan N. (EDT)/ Brissaud, Daniel (EDT)/ Coutellier, Daniel (EDT)/ McMahon, Chris (EDT)/ Idmm

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:

价格:179

装帧:HRD

isbn号码:9781402034817

丛书系列:

图书标签:

• 机械工程
• 集成设计
• 集成制造
• 先进制造
• 设计与制造
• 工程技术
• 机械设计
• 制造工程
• 工业工程
• 计算机辅助设计

现代制造的未来：增材制造与智能系统的深度融合 图书简介 本书深入探讨了当代机械工程领域最具变革性的前沿技术——增材制造（Additive Manufacturing, AM）与高度集成化、智能化的制造系统之间的复杂交互与协同发展。我们正站在一个工业范式的转折点，传统的减材和成型工艺正面临着前所未有的挑战和机遇，而增材制造以其无与伦比的设计自由度、材料适应性和快速原型能力，正成为驱动下一代产品开发和生产模式的关键力量。本书旨在为研究人员、高级工程师以及致力于推动工业4.0落地的专业人士提供一个全面、深入且极具前瞻性的技术蓝图。 第一部分：增材制造的原理与材料科学的突破 本部分聚焦于增材制造技术的底层逻辑和材料科学的最新进展。我们首先对主流的增材制造技术，如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、立体光刻（SLA）以及粘合剂喷射（Binder Jetting）等进行系统的技术剖析，重点分析其在精度、速度、可制造性以及成本效益方面的差异化优势。 随之，我们将深入探讨支撑这些技术的先进材料体系。这不仅仅局限于传统的金属合金（如镍基高温合金、钛合金和高熵合金）在增材制造过程中的微观结构演变、缺陷控制（如孔隙率和残余应力）以及后处理工艺（如热等静压HIP）对最终机械性能的决定性影响。我们还将详细介绍高性能聚合物材料（如PEEK、PEI）在功能性部件制造中的应用，以及陶瓷材料增材制造所面临的烧结和开裂难题。材料的“设计即制造”理念，即通过调控材料成分、晶粒取向和界面结构来实现特定功能，是本部分的核心论点之一。 第二部分：面向增材制造的设计范式革新（Design for Additive Manufacturing, DfAM） 传统的设计思维往往受限于机床的限制和装配的复杂性。增材制造的引入彻底颠覆了这一格局，催生了“面向增材制造的设计”（DfAM）这一全新的设计哲学。本书的第二部分将系统梳理如何利用AM的特性来优化产品性能和制造效率。 我们将详细阐述拓扑优化（Topology Optimization）在减轻重量、提高结构刚度和优化热管理方面的应用。这部分内容不仅仅是算法的介绍，更在于如何将优化结果无缝转化为可打印的复杂几何体，包括晶格结构、点阵结构和仿生结构的设计与建模。此外，功能集成化设计（Functional Integration）是AM的核心优势之一，我们探讨了如何将传感器、流道、冷却系统直接嵌入到单一打印部件中，从而减少装配步骤、提高系统可靠性。对打印过程中的支撑结构设计、零件的定向策略以及构建方向对残余应力和表面粗糙度的影响，都将进行深入的案例分析和量化评估。 第三部分：智能系统与制造过程的闭环控制 现代制造系统不再是孤立的机器，而是高度互联、自我优化的智能实体。本部分着重分析如何将先进的传感技术、数据分析和人工智能算法融入增材制造流程，构建一个实时的、自适应的制造闭环系统。 我们将详细介绍过程监控技术，如原位光学成像、红外热成像和声发射监测，用于实时捕获熔池行为、温度梯度和粉末铺展情况。这些数据如何通过机器学习模型进行实时解析，以识别潜在的缺陷（如未熔合、孔隙形成），并预测部件的最终性能，是本部分的重点。 此外，数字孪生（Digital Twin）在AM中的应用是实现预测性维护和工艺优化的关键。本书阐述了如何构建高保真度的数字模型，该模型不仅模拟了粉末的松散堆积、激光与材料的相互作用，还能实时接收物理打印机的传感器数据，进行偏差校正和工艺参数的动态调整。这使得“首次成功率”（First-Time-Right）的提升成为可能。 第四部分：集成化制造生态系统的构建与供应链重塑 增材制造的潜力只有在与整个制造生态系统深度集成时才能完全释放。本书的最后一部分着眼于更宏观的视角，探讨如何构建一个高效、灵活的数字化制造生态。 这包括后处理的自动化与集成。增材制造的零件往往需要复杂的后处理，如去粉末、热处理、表面精加工等。我们探讨了如何使用机器人技术、自动化化学清洗站和集成化的热等静压单元，形成一条端到端的、高度自动化的生产线。 同时，供应链的去中心化与弹性是AM带来的结构性变化。我们分析了“数字库存”的概念，即通过云端的设计文件进行按需制造，如何缩短交货时间、减少仓储成本，并使制造能力更接近最终用户，尤其是在航空航天、医疗器械等对定制化需求极高的行业。本书将结合实际工业案例，展示如何通过这些技术集成，实现从设计、仿真、制造到质量控制的全面数字化转型。 结论与展望 本书总结了增材制造与智能系统深度融合所带来的变革性影响，并对未来十年技术发展的方向进行了审慎的预测，包括多材料打印、超快打印技术（如高能激光技术）的成熟，以及人工智能驱动的材料发现与工艺优化，为读者勾勒出一幅面向未来的、更智能、更可持续的机械工程制造图景。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆