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