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圖解加工材料:兼顧品質╳成本╳交期之外觀與實用性

出版社
出版日期
2018/03/22
閱讀格式
EPUB
書籍分類
學科分類
ISBN
9789864800421

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從「想這樣設計就用這種材料」的視點出發,
不談理論和艱澀知識,文科生也能輕易了解用在實務工作上!


「該選什麼材質?為什麼做出來的東西不堪使用?」
「同樣的效果,該選擇便宜材料另做加工?還是選用較貴材料減少加工?」



每一個產品創意都需要仰賴材料和製造技術才能實現。材料的選擇決定著最終產品外觀的吸睛程度、以及切合功能性與否;更與後續的加工方式息息相關。 
要成為產品製造的「材料達人」,並非要懂得材料成分、或結晶結構如何隨溫度改變之類的艱深知識,更重要的是懂得實務上材料的加工特性和應用缺陷,如延展性、導熱速度、生鏽與否等,便能依據設計的功能性和美學需求,參酌加工方式、成本、交期,進而篩選擇定材料。
本書從材料應用著手,綜合評估品質、成本、交期三面向的材料特性;在兼顧外觀、實用性的同時,納入營業觀點,將資源做最大整合與最有效的利用。

打開本書你將學會:
‧機械性質、物理性質、化學性質三大材料特性一手掌握
‧涵蓋 鋼鐵/鋁/銅/塑膠/陶瓷等金屬非金屬常用材料,參考最實用
‧統整熱處理加工如何改變材料特性:淬火、回火、高週波淬火、滲碳...
‧從材料用途反推,建立選材的標準化程序;節省時間、金錢成本最具效率


§設計人專業推薦§
王千睿 (國立臺灣師範大學設計學系教授)
陳德勝 (Xcellent卓嶽設計創意總監) 
潘炯丞 (BenQ數位家居產品事業部處長)

§日本讀者實證推薦§
「文科出身的製造業相關從業人員必讀!將艱深的材料知識以相當淺顯易懂的方式解說;恐怕沒有其他書比這本更讓人容易理解了。」
「以金屬材料為中心一直到非金屬材料都有廣泛的介紹,深入淺出的說明足見作者在實務經驗、學識、論述能力上都有過人的表現。」
「本書介紹業界常用金屬材料的主要特徵,易讀易懂;推薦用來擴大自己的視野跟知識範疇。」
  • 推薦序 掌握材料,實現主動的設計力
  • 前言
    • 製作產品時必備的材料知識
    • 為了解決上述困難
    • 本書的預設讀者群
    • 本書的構成和閱讀方式
    • 本書所介紹的各種材料
    • 關於單位
    • 關於專門用語
  • 第1章 材料知識的全貌
    • 掌握材料和熱處理的全貌
      • 材料的全貌
      • 熱處理的全貌
      • 掌握主要材料的特徵
    • 選擇材料時的重要考量因素
      • 從品質.費用.交期的觀點來看
      • 品質的參差程度
      • 加工的容易程度和製造成本
      • 備有多樣的形狀和尺寸
      • 取得容易程度
    • 為什麼材料知識是困難的?
      • 妨礙理解的五大障礙
      • 材料種類很多的理由
      • 溶入其他的成分
      • 為減少種類所做的規範
      • 最難應付的結晶構造
      • 材料光用看的沒有辦法判別
      • JIS規格和實務感覺的落差
      • 只靠知識很難選定材料
  • 第2章 材料的性質和機械性質
    • 對材料有什麼要求?
      • 和日常相同的感覺
      • 以3大切入點檢視材料性質
    • 強勁性是什麼?
      • 機械性質的全貌
      • 施力時所產生的彈性.塑性.破斷
      • 彈性.塑性.破斷各自的活用案例
      • 在「彈性範圍內使用」為結構組件的設計基準
      • 將強勁性以「剛性」和「強度」分開理解
      • 掌握住「剛性」和「強度」的意象
      • 剛性的程度可以從縱彈性係數來理解
      • 拉伸所產生的變形量可以簡單地計算
      • 從降伏強度(耐力)和抗拉強度來理解強度
      • 應力和應變(應用篇)
      • 閱讀應力─應變曲線圖(應用篇)
      • 以形狀和尺寸來對應「剛性」
      • 在一般性的使用條件下,「強勁性」並不需要特別檢核
    • 硬度和韌性
      • 在「強勁性」之後理解「硬度」和「韌性」
      • 「硬度」的定義
      • 4種硬度試驗
      • 「強勁性」和「硬度」在使用上的區分
      • 對韌性的定義
      • 「柔軟度」和「韌性」是不一樣的
  • 第3章 物理性質和化學性質
    • 重量、導電率及磁性
      • 靜態性的物理性質
      • 表現重量的密度
      • 表現通電容易程度的導電率
      • 具磁性的材料
    • 思考熱的影響
      • 受熱所產生的延展與傳導速度
      • 延展要從線性熱膨脹係數來讀取
      • 計算因熱產生的延展量
      • 圖面上指示的尺寸是以20℃為條件
      • 對於減少因熱產生的延展
      • 表現傳熱速度的熱傳導率
    • 關於化學性質─生鏽
      • 對化學反應的性質
      • 生鏽是本來就會有的樣子
      • 發生生鏽的機制
      • 惡性的紅鏽和良性的黑鏽
      • 不鏽鋼和鋁也會生鏽
      • 防止紅鏽的對策
      • 完美利用紅鏽的暖暖包
      • 充電站:藉由鑽孔加工來實際感受材料的差異
  • 第4章 鋼鐵材料
    • 從鐵礦石提煉出鋼鐵材料
      • 為什麼鐵被廣泛使用?
      • 在所有產業都被使用的鐵
      • 產出鐵的製鐵和製鋼
      • 以壓延機製作鋼(熱間壓延)
      • 進一步壓延做成薄板(冷間壓延)
      • 鑄造用的鑄鐵
      • 高爐廠商和電爐廠商
      • 從鐵礦石到鋼鐵材料
    • 整體掌握鋼鐵材料
      • 含碳量決定鐵的性質
      • 依碳含量變化的各種特徵
      • 主要的五大元素
      • 區分碳鋼與合金鋼
      • 鋼鐵材料的分類
      • 熱間壓延的黑皮材和冷間壓延的磨光材
      • 材料記號的讀法
    • 碳鋼
      • 碳鋼的全貌
      • 市售品的形狀
      • SPC材(冷間壓延鋼材)
      • SS材(一般構造用壓延鋼材)
      • S-C材(機械結構用碳鋼鋼材)
      • SK材(碳工具鋼鋼材)
      • 其他碳鋼(SM材和SB材)
    • 合金鋼
      • 合金鋼的全貌
      • 不鏽鋼(SUS材)的概要
      • 各種不鏽鋼(SUS材)
      • 合金工具鋼鋼材和高速工具鋼鋼材(SK*材)
      • 機械結構用的碳鋼和合金鋼的差別
      • 機械結構用合金鋼(SCr、SCM、SNC、SNC材)
      • 超硬合金
      • 高張力鋼
      • 其他的合金鋼(SUP材、SUJ材)
    • 鑄鐵
      • 鑄鐵和鋼的加工方法不同
      • 抗壓強但抗拉弱的鑄鐵
      • FC材(灰口鑄鐵品)
  • 第5章 非鐵金屬材料及非金屬材料
    • 鋁及鋁合金
      • 使用率僅次於鐵的鋁
      • 鋁的JIS記號
      • 比較鐵與鋁的特徵
      • 各種類特徵
    • 銅和銅合金
      • 銅的歷史比鐵還久
      • 銅的JIS記號
      • 將銅的特徵和鐵做比較
      • 各種類的特徵
    • 其他非鐵金屬材料
      • 鈦和鈦合金
      • 鎂和鎂合金
    • 塑膠
      • 塑膠概要
      • 塑膠的分類
      • 塑膠的全體樣貌
      • 通用塑膠(壓克力樹脂和聚氯乙烯)
      • 工程塑膠(聚碳酸酯)
      • 熱固性塑料(酚醛樹脂/Bakelite/電木)
    • 陶瓷
      • 陶瓷為燒製品
      • 陶瓷的分類
      • 精密陶瓷
      • 【充電站】從切削性和焊接性來看材料特徵
  • 第6章 熱處理
    • 為什麼要做熱處理?
      • 熱處理的目的和全貌
      • 加熱和冷卻的4個要素
      • 各個熱處理的溫度控制
    • 淬火回火
      • 提升「硬度」和「韌性」
      • 含碳量0.3%以上才有淬火效果
      • 藉由回火來調整「硬度」和「韌性」
      • 施做淬火的判斷
      • 選擇合金鋼時的兩個理由
      • 淬火時的淬裂和應變的對策
    • 退火和正火
      • 退火的目的
      • 正火的目的
    • 僅施做於表面的熱處理
      • 將表面硬化的高週波淬火
      • 將材料浸入碳的滲碳處理
      • 【充電站】最高品質的鐵就是日本傳統的玉鋼
  • 第7章 材料選定的程序
    • 在選定材料時的基本考量
      • 品質、成本和交期
      • 為了使材料標準化
    • 基本上用碳鋼,特殊用途則用合金鋼
      • 介紹標準化的一個例子
      • 最初的判斷基準為輕量度
      • 成為通用材的SS400(舊SS41)
      • 做為萬能選手的S45C
      • 使用合金鋼SCr或SCM的目的
      • 黑皮材和磨光材
      • 3.2mm以下的板金選用SPCC
      • 需要耐磨性時選用SK95 (舊SK4)
      • 磨耗激烈時採用合金工具鋼或高速工具鋼
      • 以消耗品來處理磨耗的思考方式
      • 需要耐蝕性時選用SUS304和SUS303
      • 對應特急件就用SUS430
      • 鋼板的固定尺寸
    • 輕量的鋁材料
      • 追求輕量
      • 可動部位輕量化,整體裝置變小變便宜
      • 速度也會變快
      • 使人力作業輕鬆的輕量化
      • 鋁材的選定程序
      • 通用材的A5052和高強度材的A7075
      • 薄板就選用A1100P
    • 高自由度的塑膠材料
      • 塑膠材料的選定程序
      • 要更輕就選電木
      • 活用透明性的壓克力樹脂和PVC
      • 射出成型的材料和金屬模具設計及工法有關
    • 活用材料力學達到所需之強勁性
      • 在材料知識的學習上不能搞錯的事
      • 思考面對張力和壓縮的強勁性對策
      • 思考面對彎曲的強勁性對策
      • 薄板要以折彎加工做為強勁性對策
      • 學習材料力學的訣竅
    • 推進材料的標準化
      • 標準化的優點
      • 從材料廠商取得資訊
      • 透過活用尺寸表來降低成本
      • 接著依用途來進行標準化
      • 順利進行標準化的訣竅
    • 做為應用篇的參考資訊
      • 有關提高信賴程度的安全係數
    • 從今以後的向上提升
      • 材料知識只要掌握住基礎就算合格
      • 應用篇的學習放到後頭
      • 最想傳達的標準化
      • 給技術人員
      • 給採購.營業人員
      • 歸納標準化的優點
  • 後記
  • 參考圖書
  • 附錄(各種材料資料)
  • 中日文字詞對照表

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