免费课程 · 13 章
制造工艺，讲清楚
日常物品和工业零件究竟是怎么造出来的：100 种工艺，从零讲起，按类别分组，每种都配有示意图、尽可能的实拍照片，以及可观看的视频。
- 种工艺
- 100
- 种工艺
- 个类别
- 13
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- 张示意图
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MecMade 短视频
一分钟看懂一种工艺
全局视角
六项工作，涵盖每种工艺
在逐个学习 100 种工艺之前，先了解它们所做的六项工作。本课程中的每种工艺，都是对材料做这六件事之一。这与德国标准 DIN 8580 中工程师使用的分类相同。
连接
通过熔化、加热或压合，把几个零件变成一个
处理
改变材料的硬度、强度或韧性，而不改变其形状
涂覆
添加一层薄薄的覆盖层，起保护、装饰或增加功能的作用
微纳
在微米和原子尺度上用到全部六项工作，来制造芯片和传感器
所有工艺
挑一种工艺，看它如何工作
每节课都遵循同样的结构：它是什么、带编号步骤的示意图、关键数据、优点与局限、应用领域、如何识别，以及真实机器的视频。
如何阅读示意图：4 种颜色、3 种标记，所有图都一样
铸造
铸造是把金属熔化，浇入或压入一个与零件形状相同的空腔，让它凝固来制造零件。本章的每种工艺都遵循这一原理；它们的区别在于铸型用什么材料制成、是一次性使用还是可用数千次，以及什么力量把金属推进去：重力、压力还是离心。
塑料与橡胶成型
塑料和橡胶在软化状态下成形，然后让它们保持这个形状。本章的每种工艺都用热使材料软化，迫使它贴合模具或穿过轧辊之间，然后通过冷却（热塑性塑料）或化学固化（橡胶和热固性塑料）使其定型。它们合在一起，制造了您每天接触的大部分塑料和橡胶制品。
体积成形
体积成形通过挤压、锤击、推或拉，把一块实心金属成形，既不熔化，也不切出切屑。金属像很硬的黏土一样流动成新的形状，所以几乎没有浪费。这六种工艺制造了世界上大部分的棒材、板材、线材、曲轴和螺钉。
板材与管材成形
板材与管材成形把薄的平板或管子变成 3D 形状，而不去除任何材料。本章的每种工艺都使金属弯曲或拉伸到超过其弹性极限，所以它能保持新的形状；它们的区别在于谁来施力：压机和模具、旋转的滚轮、流体、气体、磁脉冲、爆炸或激光。
机械加工
机械加工是从实心块、棒料或铸件上去除材料，直到只剩下所需形状来制造零件。本章的每种工艺都以同样的方式进行：把比工件更硬的东西压在工件上，同时其中一个在运动，并带走称为切屑的小碎片。在本课程的所有大类中，机械加工能得到最精确的尺寸和最光滑的表面。
切割与非传统加工
本章介绍九种方法，用来切穿板材，或者在车刀或铣刀够不到、或扛不住的地方去除材料。它们遵循同一个原理：把集中的能量送到一个小点上，而且只送到那里。每种工艺之间变化的是能量的种类，这决定了它们各自能处理的材料和形状。
连接
连接工艺把几个零件变成一个永久的整体，使接头像实心金属或塑料一样承载。它们都遵循一个原理：让两个零件上的干净原子靠得足够近，从而结合。熔化、压力、摩擦或熔融的填充金属，只是达到这一目的的不同方式。
增材制造
增材制造，更常被称为 3D 打印，是直接根据计算机模型，只在需要的地方添加材料来构建零件，通常一次一薄层。不需要为零件制造模具、冲模或切削刀具，所以单件、复杂内部形状和快速的设计变更成本很低。本章的十种工艺，主要区别在于如何添加材料并将其固定到位。
粉末与陶瓷
这些工艺从粉末或液体出发制造实心零件，而不是熔化金属或切削块料。它们都依靠烧结：把堆积的颗粒加热到熔点以下，直到结合成一个整体。各种工艺之间变化的是颗粒的形态，以及施加热和压力的方式。
复合材料
复合材料把高强度纤维（玻璃、碳或芳纶）与固定它们并固化的树脂结合起来。本章的四种工艺，区别在于纤维如何布置、树脂如何到达纤维。每一种都是在制造材料的同时制造零件。
涂层与表面处理
涂层是在成品零件表面加一层薄薄的覆盖层，用来保护、硬化或赋予颜色，而不改变其形状。本章的每种工艺都回答两个问题：这一层如何形成，它能有多厚？答案从几个原子厚的薄膜，到几毫米深的喷涂层，各不相同。
热处理与表面硬化
这些工艺改变的是已成形金属零件的性能，而不是它的形状。受控的加热和冷却、渗入表面的原子，或数以百万计的微小冲击，使零件更硬、更韧，或在反复载荷下更耐用。它们通常位于工艺路线的末尾，在零件成形或加工之后。
微纳制造
微纳制造做出比头发细得多的结构：芯片里的晶体管、手表的齿轮、过滤器中的纤维。这些工艺不是切削或挤压块体材料，而是以微米（千分之一毫米）甚至单个原子为单位的步骤，来生长、拉伸、沉积或去除物质。
