复合材料工厂工艺设计概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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葛曷一，王冬至，柳华实 编

图书标签:

• 复合材料
• 工厂设计
• 工艺设计
• 制造工程
• 材料科学
• 工程技术
• 工业工程
• 生产管理
• 复合材料成型
• 流程设计

出版社： 中国建材工业出版社

ISBN：9787802275324

版次：1

商品编码：11410374

包装：平装

开本：16开

出版时间：2009-04-01

用纸：胶版纸

页数：212

字数：350000

正文语种：中文

内容简介

　　《复合材料工厂工艺设计概论》共分为八章：复合材料工厂设计的基础知识，复合材料厂总平面布置，复合材料厂车间工艺布置，车间工艺流程的的选择和工艺设备的选型，物料衡算和能量衡算，复合材料工艺配套项目的设计基础，工艺设计制图的基本要求，生产车间和制品的工艺设计实例。《复合材料工厂工艺设计概论》内容较为基础，可作为高等学校复合材料与工程专业的教学用书，也可供国内玻璃钢设计院、建材规划院和相关生产企业的技术人员参考。

内页插图

目录

第1章 复合材料工厂设计的基础知识
1.1 复合材料的发展及应用
1.1.1 我国复合材料发展状况
1.1.2 树脂基复合材料的原辅材料
1.1.3 热固性树脂基复合材料
1.1.4 热塑性树脂基复合材料
1.1.5 我国复合材料的发展潜力和热点
1.2 复合材料厂设计的要求、分类及内容
1.2.1 复合材料厂设计的要求
1.2.2 复合材料厂设计的分类
1.2.3 复合材料厂设计的内容
1.3 设计的基本程序
1.3.1 项目建议书
1.3.2 可行性研究
1.3.3 设计任务书
1.3.4 厂址选择
1.3.5 设计阶段工作
1.3.6 设计后期工作
1.4 设计资料的收集
1.4.1 收集资料的内容
1.4.2 规范资料
1.4.3 资料来源
1.4.4 收集设计资料的原则和步骤

第2章 复合材料厂总平面布置
2.1 复合材料厂总平面布置的内容和步骤
2.2 复合材料厂总平面布置基础知识
2.2.1 复合材料厂总平面布置的原则
2.2.2 复合材料厂车间组成
2.2.3 复合材料厂平面布置
2.2.4 复合材料厂竖向布置
2.2.5 复合材料厂运输设计
2.2.6 管线布置
2.2.7 绿化美化布置

第3章 复合材料厂车间工艺布置
3.1 复合材料厂车间工艺布置的要求？
3.2 厂房布置
3.2.1 厂房的平面布置
3.2.2 厂房的立面布置
3.3 设备布置
3.3.1 设备布置的要求与步骤
3.3.2 设备布置图

第4章 车间工艺流程的选择和工艺设备的选型
4.1 选择车间工艺流程和设备的基本方法
4.1.1 选择车间工艺流程和设备的要求
4.1.2 车间主机的选型计算
4.1.3 附属设备的选型计算
4.2 各种成型工艺流程及设备
4.3 喷射成型工艺及设备
4.3.1 喷射成型的分类
4.3.2 喷射成型的特点
4.3.3 原材料选择的要求
4.3.4 喷射成型机的工作原理
4.3.5 喷射成型工艺控制
4.3.6 喷射成型设备
4.4 夹层结构成型工艺及设备
4.4.1 概述
4.4.2 蜂窝夹层结构制造工艺
4.4.3 夹层结构涂胶机的结构及原理
4.5 模压成型工艺及设备
4.5.1 模压料（短纤维模压料）
4.5.2 SMC成型工艺
4.5.3 模压制品生产
4.5.4 模压成型主要设备
4.6 层压工艺及设备
4.6.1 概述
4.6.2 胶布制备工艺及设备
4.7 缠绕成型工艺及设备
4.7.1 缠绕线型分类
4.7.2 缠绕设备
4.7.3 小车环链式缠绕机的总体结梅
4.7.4 固化炉
4.8 拉挤成型工艺及设备
4.8.1 拉挤成型工艺
4.8.2 拉挤成型工艺分类
4.8.3 拉挤成型设备
4.9挤出成型工艺及设备
4.9.1 FRTP粒料生产工艺及设备
4.9.2 FRTP挤出成型工艺
4.9.3 挤出成型设备
4.10 注射成型工艺
4.10.1 注射成型工艺原理
4.10.2 注射成型工艺过程
4.10.3 注射成型设备

第5章 物料衡算和能量衡算
5.1 物料衡算
5.1.1 物料衡算的作用与意义
5.1.2 物料衡算常用基本概念和方法
5.1.3 物料衡算举例
5.2 能量衡算
5.2.1 能量衡算解析
5.2.2 热量衡算计算方法

第6章 复合材料工艺配套项目的设计基础
6.1 土建设计
6.1.1 概述
6.1.2 柱和梁
6.1.3 单层厂房设计
6.1.4 多层厂房设计
6.1.5 给水排水设计要求
6.2 电气设计
6.3 技术经济指标分析
6.4 复合材料工业的污染及其预防

第7章 工艺设计制图的基本要求
7.1 制图的一般要求
7.1.1 图纸幅面
7.1.2 制图比例
7.1.3 字体要求
7.1.4 图线及其使用
7.2 工艺布置图及工艺流程图的编制
7.2.1 各设计阶段应提交的图纸内容
7.2.2 全厂生产车间布置平剖面图的深度和内容
7.2.3 初步设计资料图的深度和内容
7.2.4 施工资料图与成品图的深度和内容
7.2.5 工艺非标准件图的深度与内容
7.2.6 工艺流程图的深度和内容
7.2.7 尺寸、标高等数字与文字的标注方法
7.2.8 建筑物和构筑物韵表示方法
7.3 工艺设备备和工艺非标准件设备材料表的编制
7.3.1 各设计阶段的编制要求
7.3.2 工艺设备表的编制方法
7.3.3 工艺非标准件设备材料表的编制方法

第8章 生产车间和制品的工艺设计实例
8.1 合成树脂车间生产工艺设计
8.1.1 合成树坦旨生产工艺设计的内容和步骤
8.1.2 合成树脂车间生产工艺设计
8.1.3 对非工艺专业的设计要求
8.1.4 车间生产协作问题
8.2 卷管生产工艺设计
8.2.1 预浸料生产工艺设计
8.2.2 卷管工艺设计
8.2.3 玻璃钢管后加工
8.2.4 卷管车间工艺布置
8.3 拉挤车闻_生产工艺设计
8.3.1 纤维与树脂物料计算举例
8.3.2 质量控制与缺陷分析
8.3.3 拉挤成型工艺中的影响因素与控制
8.3.4 后加工
8.3.5 拉挤车间设备布置举例
8.4 8MC模压生产工艺设计
8.4.1 SMC片材生产工艺设计
8.4.2 SMC模压生产工艺设计
8.4.3 车间设计
8.5 缠绕制品生产及车间
8.5.1 生产工艺过程
8.5.2 生产方案举例
8.5.3 缠绕车间设备布置举例

附录
附录1 无碱玻璃纤维布（JC/T 170-2002）
附录2 热固化玻璃纤维增强塑料食品容器（JC 586-1995）
附录3 玻璃纤维增强热固性树脂承载型格栅（JC/T 1026-2007）
参考文献

精彩书摘

　　第1章 复合材料工厂设计的基础知识
　　工厂设计的任务是按照国家或国内外用户要求的产量和质量标准，在可能的情况下，综合国内外已成熟的工厂设计和专业设计的最优方案进行设计，达到完成既定产量及质量的要求，并尽可能降低造价、节约能源和相应考虑今后生产定额及工厂的改建、发展。这是一个政策性、技术性和经济性很强的综合技术工作，是基本建设全过程中最为重要的环节，为工厂建设及建成后投人生产提供基本条件。因此，设计内容是否先进、可靠直接影响到工厂投产后的产量、质量和生产成本，应予以足够的重视。
　　国内工厂设计必须贯彻我国的经济和工业政策，设计工作必须坚持基本建设程序。设计时力求做到技术先进可靠、经济合理、安全适用，使工厂建成后能获得预期的经济效益和社会效益。
　　工厂设计是各种专业人员共同劳动、集体智慧的结晶。在复合材料工厂设计中，应首先根据客观情况，决定采用何种工艺方法，因此复合材料工艺方法的选择在复合材料工厂设计中起着主导作用。在一般情况下，首先应确定生产方法及已定生产方法的工艺流程、工艺计算、专业设备和车间布置，然后依据工艺特点及车间布置向各有关专业提出要求，各专业在保证生产的情况下协同工作。因此，工艺设计人员不仅要精通工艺知识，还必须掌握与工艺有关的其他专业知识，这样才能提出正确的、系统的工艺设计方案，为其他专业工作创造必要的基础条件，才能共同完成工厂的整个设计。
　　总之，在复合材料工业日益发展的今天，为使复合材料产品生产规范化，不断提高产品质量和生产管理水平，同时为扩大学生的知识面，深化其学过的理论知识，培养其工程设计能力，学习复合材料工厂设计相关知识是非常必要的。
　　本书的重点是工艺设计，使学生在学完本课程后，能根据不同产品的设计要求和使用要求，掌握对产品进行工艺设计、生产方法选择、生产设备选择、生产工艺布置等方面的知识；树立车间和工厂设计的完整概念；了解工艺设计和非工艺设计之间的关系。
　　……

前言/序言

现代工业的基石：先进材料的制造与应用 本书旨在为读者呈现一个宏大而精密的工业图景，聚焦于当今制造业中不可或缺的——先进材料及其生产工艺。我们深入探究那些塑造了现代世界，从航空航天到日常生活用品的材料背后，那些严谨、创新且至关重要的制造过程。本书并非局限于单一的材料类型，而是以广阔的视角，描绘出多样化材料体系从原材料到成品的全生命周期。 第一章 现代工业材料的格局与发展趋势 在本书的第一章，我们将首先审视当前工业领域中主流的先进材料种类及其扮演的关键角色。这包括了传统但依旧重要的金属材料，如高强度钢、特种铝合金、钛合金等，它们在结构强度、耐腐蚀性等方面的卓越性能，使其成为航空、汽车、能源等行业的基石。接着，我们将目光转向日益凸显的非金属材料，特别是高性能聚合物，如碳纤维增强聚合物（CFRP）、玻璃纤维增强聚合物（GFRP）等，它们的轻质高强特性彻底改变了许多行业的设计理念和性能上限。同时，陶瓷材料，以其优异的耐高温、耐磨损、绝缘等特性，在电子、航空发动机、医疗器械等领域展现出不可替代的价值。 此外，本书还将深入探讨这些材料在宏观经济和科技发展中的战略意义。从国家层面的材料自主化战略，到企业在材料研发和应用上的竞争优势，再到新兴产业如新能源汽车、轨道交通、生物医学等对新型材料的迫切需求，都将得到细致的阐述。我们还会前瞻性地分析未来材料发展的三大驱动力：可持续性、智能化以及多功能集成。可持续性要求材料在整个生命周期内减少对环境的影响，包括可回收性、生物降解性以及使用可再生资源。智能化则体现在材料本身能够感知、响应甚至改变自身特性以适应外部环境。多功能集成则意味着单一材料能够同时具备多种性能，例如，既是结构材料，又是能源存储材料，或是信息传输材料。 第二章 核心制造工艺原理与技术选型 在确立了对现代材料及其发展趋势的宏观认知后，本书第二章将转入具体的制造工艺层面，重点解析各类先进材料的核心生产技术。我们首先聚焦于金属材料的加工，详细介绍金属的熔炼、铸造、锻造、轧制、焊接等传统工艺，并深入探讨其在现代工业中的技术升级与创新，例如精密铸造、等温锻造、定向凝固技术等。同时，对于新兴的金属增材制造（3D打印）技术，如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等，也将进行详尽的介绍，分析其在复杂结构制造、个性化定制以及快速原型制造方面的独特优势与局限性。 对于高性能聚合物材料，本书将详细阐述其主要的成型工艺。这包括了挤出成型（用于制造管材、板材、薄膜等）、注塑成型（用于制造复杂形状的零件）、吹塑成型（用于制造中空制品）、压塑成型以及反应注射成型（RIM）等。特别地，对于纤维增强聚合物（FRP），我们将深入讲解其关键的增强纤维（如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维）与基体树脂（如环氧树脂、聚酯树脂）的结合过程，详细介绍手糊成型、真空辅助树脂转移成型（VARTM）、预浸料热压成型（Pultrusion）、缠绕成型等制造工艺，并分析不同工艺对产品性能的影响。 陶瓷材料的制造同样是本书的重要组成部分。我们将介绍陶瓷粉体制备、成型（如干压、注浆、挤出、流延成型、注射成型）以及高温烧结等关键环节。此外，对于高性能陶瓷，如氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷以及特种陶瓷（如压电陶瓷、介电陶瓷），我们将着重介绍其独特的制备技术，如溶胶-凝胶法、共沉淀法、喷雾干燥法等，以及精密加工和表面处理技术，以满足其在电子、光学、生物等领域的严苛应用要求。 本书的这一章节还将探讨工艺选型的基本原则。在面对多种可行的制造方法时，如何根据材料特性、产品设计要求、生产效率、成本以及环境影响等因素，做出最优化决策，将是重要的讨论内容。例如，对于同一款航空发动机的关键部件，是选择精密铸造还是增材制造？对于汽车的车身结构件，是采用传统的金属冲压还是先进的FRP成型？这些决策的背后，都蕴含着对材料科学、制造工程和经济学的深刻理解。 第三章 质量控制、检测与优化 制造工艺的精湛程度直接决定了材料的最终性能和产品的可靠性。因此，本书第三章将聚焦于先进材料制造过程中的质量控制、检测以及持续优化。我们将首先介绍贯穿整个生产流程的质量管理体系，包括ISO 9000系列标准在材料制造领域的应用，以及统计过程控制（SPC）等工具在监控和稳定生产过程中的作用。 在检测技术方面，本书将涵盖多种非破坏性检测（NDT）和破坏性检测（DT）方法。对于金属材料，我们将介绍超声波检测（UT）、射线检测（RT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）等NDT技术，用于检测材料内部的缺陷，如气孔、裂纹、夹杂物等。同时，也将介绍拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验等DT方法，用于评估材料的力学性能。 对于聚合物材料和FRP，我们将重点介绍其特有的检测技术，如红外光谱（IR）和拉曼光谱（RS）用于表征材料成分和分子结构，差示扫描量热法（DSC）和热重分析法（TGA）用于研究材料的热性能，扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于观察微观形貌和纤维与基体的界面，以及冲击试验、层间剪切试验等力学性能检测。 陶瓷材料的检测同样至关重要，我们将介绍X射线衍射（XRD）用于分析晶体结构，X射线荧光光谱（XRF）用于元素成分分析，显微硬度计用于测试硬度，以及声时差法等用于检测内部裂纹。 除了检测，本书还将深入探讨工艺优化的重要性。通过对生产数据的分析，结合实验设计（DOE）方法，我们可以系统地改进工艺参数，例如温度、压力、时间、材料配比、固化条件等，从而提高材料的致密性、强度、韧性、耐腐蚀性以及其他关键性能。同时，也将讨论如何通过数值模拟与仿真技术，在虚拟环境中预测和优化制造过程，减少实际试错成本，加速产品开发周期。 第四章 新型材料与前沿制造技术 在本书的第四章，我们将进一步拓展视野，关注正在兴起的新型材料以及与之配套的前沿制造技术。这包括了智能材料，如形状记忆合金（SMA）、压电陶瓷、磁致伸缩材料等，它们能够响应外部刺激（温度、电场、磁场等）而改变自身形状或性能，在微机电系统（MEMS）、驱动器、传感器等领域具有巨大的应用潜力。 本书还将探讨纳米材料的制造与应用。例如，碳纳米管（CNT）、石墨烯等二维材料，以及金属纳米颗粒、陶瓷纳米粉体等，它们在极小的尺度下展现出独特的物理化学性质。我们将介绍纳米材料的制备方法，如化学气相沉积（CVD）、水热法、球磨法等，以及如何将这些纳米材料有效地分散并集成到宏观材料中，以提升材料的力学、电学、热学等性能。 此外，本书将重点关注增材制造（3D打印）技术的最新进展及其对材料制造的革命性影响。我们将深入分析金属、聚合物、陶瓷以及复合材料的3D打印技术，包括其适用材料范围、精度、速度、成本效益以及在航空航天、医疗（如定制化植入物）、汽车、能源等领域的创新应用案例。例如，金属3D打印如何实现传统工艺难以制造的复杂内部结构，从而大幅减轻部件重量并提高性能；聚合物3D打印如何实现高度个性化的医疗器械或高性能运动装备。 本书还将简要介绍生物基材料和可降解材料的制造，以响应日益增长的可持续发展需求。这包括了从生物质中提取和加工的材料，以及设计用于在特定环境下自然分解的材料，它们在包装、农业、一次性用品等领域具有广阔的应用前景。 第五章 案例分析与行业展望 为了使理论知识更加生动和贴近实际，本书的第五章将通过一系列具有代表性的案例分析，来展示先进材料制造工艺在不同工业领域的实际应用。我们将选取航空航天领域的高强度轻质结构件、汽车领域的轻量化车身和动力总成部件、能源领域的太阳能电池板材料和风力涡轮叶片、电子领域的微电子封装材料和高性能绝缘材料，以及医疗领域的生物相容性植入物和组织工程支架等。 在每个案例中，我们将深入剖析所采用的材料类型、关键制造工艺、质量控制方法以及最终产品的性能优势。通过这些具体的实例，读者将能够更直观地理解理论知识的实践意义，以及不同制造技术在解决实际工程问题中的作用。 最后，本书将在行业展望部分，对未来先进材料制造领域的发展趋势进行预测。我们将探讨数字化与智能化制造（工业4.0）如何进一步渗透到材料生产过程中，例如，通过大数据分析、人工智能算法优化工艺参数，实现预测性维护，以及构建更灵活、更高效的生产线。同时，也将关注绿色制造与循环经济理念在材料生产中的深化，例如，开发更环保的生产工艺，提高材料的回收利用率，减少能源消耗和污染物排放。 本书的编写宗旨是为相关领域的专业人士、研究人员、工程技术人员以及对先进材料制造感兴趣的学生和读者，提供一个系统、全面且深入的知识框架。我们期望通过本书，能够激发读者对材料科学与工程的进一步探索热情，为推动现代工业的持续进步贡献一份力量。

评分☆☆☆☆☆

这是一次令人耳目一新的阅读体验，它打破了我对传统工艺设计书籍的刻板印象。作者以一种极具前瞻性的视角，审视了复合材料工厂的整体运作。我被书中对新兴工艺的介绍所吸引，比如3D打印复合材料、自动化铺丝/铺带技术，这些章节让我感受到了行业发展的澎湃动力。作者对于如何实现绿色制造和可持续发展的思考，也给我留下了深刻的印象，他探讨了如何优化资源利用、减少废弃物排放，以及在设计阶段就考虑产品的可回收性。书中关于质量控制体系的构建，以及如何利用先进的检测手段（如无损检测）来确保产品质量，也给我提供了很多实用的思路。我尤其喜欢书中关于生产过程仿真和优化的部分，它展示了如何利用数字技术来预测和改进生产流程，从而提高效率和降低成本。整本书的语言风格流畅而富有逻辑，即使是涉及复杂的技术概念，也能够被清晰地解读。

评分☆☆☆☆☆

这本书给了我前所未有的启发，它并非枯燥的技术手册，而是像一位经验丰富的工程师，娓娓道来复合材料生产的每一个关键点。我尤其欣赏作者在探讨材料性能与工艺选择之间联系时的深刻见解。他不仅仅是罗列工艺步骤，而是深入分析了每种工艺对最终产品性能的影响，例如纤维铺层方式、固化温度和压力如何直接决定材料的强度、刚度和耐用性。书中关于模具设计和制造的部分，也让我大开眼界，了解到精密的模具是如何决定产品的精度和外观，以及如何通过优化模具来提高生产效率。对于一些常用的复合材料，如碳纤维增强聚合物（CFRP）和玻璃纤维增强聚合物（GFRP），书中都有专门的章节进行介绍，阐述了它们的典型应用和生产难点，这对于我理解不同材料的特性和应用场景非常有帮助。书中的一些讨论，还涉及到了工艺过程中的常见问题以及应对策略，比如气泡的产生与消除、表面缺陷的控制等等，这些都是实际生产中不可避免的挑战，作者的讲解无疑为我们提供了宝贵的经验借鉴。

评分☆☆☆☆☆

一本深入浅出的著作，引人入胜地勾勒出了整个复合材料制造流程的宏大蓝图。读罢全书，我仿佛经历了一场沉浸式的工厂游览，从最初的原材料选择，到复杂的成型工艺，再到最终的质量检测和成品包装，每一个环节都得到了细致而生动的阐述。作者运用了大量生动的案例，将抽象的工艺原理具象化，让我这个初涉复合材料领域的读者也能轻松理解。尤其是在讲解不同成型方法时，比如手糊成型、真空辅助成型、拉挤成型等，作者不仅详细介绍了它们的操作步骤和适用范围，还巧妙地对比了各自的优缺点，为我提供了一个清晰的比较视角。更让我惊喜的是，书中还触及到了生产线布局、设备选型、自动化控制以及安全环保等诸多实操性问题，这些内容对于实际工厂的建设和运营具有极高的参考价值。虽然我本人并非直接参与生产的技术人员，但通过这本书，我得以窥见复合材料产业背后精密的工程设计和严谨的生产管理，这无疑拓宽了我的视野，也让我对这个日新月异的行业有了更深刻的认识。书中穿插的一些图表和流程示意图，也起到了画龙点睛的作用，让复杂的工艺流程一目了然。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一位老练的向导，带领我穿越复合材料工厂的每一个角落，让我对这个看似神秘的行业有了全新的认识。书中对不同类型复合材料的性能参数和应用领域的梳理，清晰明了，为我提供了一个全面的概览。我特别关注了关于成本控制和经济性分析的部分，作者详细阐述了原材料成本、设备投资、人工成本以及能源消耗等对生产成本的影响，并提出了一些降低成本的策略。书中还讨论了供应链管理的重要性，以及如何与供应商建立稳固的合作关系，以确保原材料的稳定供应和质量。对于复合材料在航空航天、汽车、新能源等领域的广泛应用，书中都有生动的案例分析，让我看到了复合材料的无限潜力。作者对于未来复合材料技术发展趋势的预测，也充满了洞察力，让我对接下来的行业发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我仿佛拥有了一张通往复合材料世界的高速列车票。它不仅解答了我对生产工艺的疑问，更激发了我对这个领域的浓厚兴趣。书中关于工艺参数优化和实验设计的内容，让我看到了科学研究在实际生产中的重要作用。作者对于如何建立和维护一套高效的生产管理体系，也提供了宝贵的指导，包括人员培训、绩效评估、风险管理等方面。我非常欣赏书中关于知识产权和技术保密的讨论，这对于任何一个想要在行业内立足的企业来说都至关重要。书中的一些章节，还探讨了如何进行市场调研和产品开发，以满足不断变化的市场需求。总而言之，这本书是一本集知识性、实用性和前瞻性于一体的优秀著作，它为所有希望深入了解复合材料工厂工艺设计的人提供了宝贵的财富。

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