1、第6章產品設計、制造與選材圖6-1 設計-選材-制造示意圖圖6-2產品開發四階段圖6-3功能具體化的步驟表6-1 設計制造和質量控制的關系項目目標工程要求結構整體；結構形式；可生產性設計成本；可重復生產的低成本材料調節設計需要滿足要求且容易制作；設計部門克服不斷的制造問題秘密期望必須做到，即使制造時一團糟制造要求優選工藝/模具；優選工廠操作；確認 QC 計劃項目調節當 QC 報告有問題時， 制造部門接受 QC 清楚地解釋缺陷/超差而不帶任何夸張；QC 期望檢驗試驗件,加速問題解決秘密期望使之更簡單就像我們知道如何做并總是完成一樣質量控制要求完成 QC 計劃；文件缺陷及修理經常出現問題的關鍵調節

2、設計發放之前確認可檢驗性；提供允許的缺陷判斷準則； 負責重新設計要求，解決重復出現的缺陷秘密期望我們不會放走任何不完美的東西，廢品壓力使制造得到提高圖6-4 工程設計和材料選擇的關系表6-2 金屬材料的工藝性能材料工藝鋼鋁銅鎂鎳耐熱合金鈦鋅砂型鑄造硬膜鑄造壓鑄熔模鑄造模鍛擠壓冷鐓沖壓切削粉末冶金注：-常規工藝；-有困難，需小心使用；空白-不推薦使用圖6-5 金屬材料的加工工藝路線圖6-6 高分子材料的加工工藝路線圖6-7 陶瓷的加工工藝路線圖6-8 固體物質表面結構示意圖污染層吸附層氧化層變形層基體材料外表面層內表面層分類特點類型工藝擴散處理改變表面化學成分和織，主要是引入 C、N、B 或Al

3、、Cr、 Si、 Cr、 V 等元素。高溫擴散處理：鋼的奧氏體狀態下，滲層深，畸變大滲碳、碳氮共滲、滲硼低溫擴散處理：鋼的鐵素體狀態下，低于 600C氮化、氮碳共滲、氧化、離子注入表面涂層加入一層新的物質形成涂層，主要是耐磨、耐蝕和高溫涂層。物理氣相沉積蒸鍍、離子鍍、濺射、離子輔助鍍層化學氣相沉積陶瓷、滲鉻、滲鋁、滲硅電化學沉積（化學沉積）鉻、鎳、鈷、銅、金、銀噴涂火焰噴涂、電弧噴涂、等離子體噴涂、高速噴涂焊接和熔覆激光、離子、電子、微波、太陽能、脈沖電弧、脈沖燃燒、火花、摩擦和感應加熱表面轉變調整表面狀態、力學或冶金性能，引入殘余壓應力、細化組織或非平衡組織。加熱工藝感應加熱硬化、火焰加熱硬

4、化、激光重熔、電子束硬化機械工藝噴丸、噴砂、滾壓表6-3 鋼的表面處理分類改性工藝磨損類型粘著磨損磨料磨損疲勞磨損腐蝕磨損微動磨損沖擊磨損堆焊/熔覆BACCCC噴涂BACBBC摩擦焊BBBBCB化學氣相沉積ABBBBC物理氣相沉積ACACAC表面合金化ABBBAB離子注入ACABAB電鍍BCBCBC注：A多數工況下有效；B某些工況下有效；C特定工況有效表6-4 表面改性技術在磨損工況下的適應性圖6-9 化學氣相沉積產品改性工藝腐蝕介質水溶液酸/堿氧化/高溫液態金屬油漆ACDD環氧層/聚合物AADD電鍍ABBC噴涂BBAA表面合金化BBCC摩擦焊BBBB爆炸復合BBBC化學氣相沉積BAAAA多數

5、工況下有效；B某些工況下有效；C特定工況有效；D不適合表6-5 表面改性技術在腐蝕工況下的適應性圖6-10 產品生命周期及循環成形技術基本材料光敏固化成型(Stereo Lithography Appearance, SLA)光敏樹脂熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling, FDM)熱塑性塑料、蠟或金屬熔絲選擇性激光燒結(Selective Laser Sintering, SLS)熱塑性塑料、金屬粉末分層實體制造(Laminated Object Manufacturing, LOM)紙、金屬膜、塑料薄膜三維打印(3 Dimensional printing, 3D 打印)紙張、塑料、金屬、復合材料等表6-6 快速成型技術