可制造性設(shè)計(jì)——材料選擇

材料科學(xué)是一門內(nèi)容繁雜的學(xué)科，無法在一篇文字中描述清楚，本文就常用的材料做一個(gè)簡單羅列，請大家不要嫌棄，希望您能找到一些有用的東西。

工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開材料選擇，一個(gè)好的設(shè)計(jì)員必須熟悉當(dāng)前流行的各類工程材料的性能、價(jià)格和加工特性。否則設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)不一定是最優(yōu)的。可能結(jié)構(gòu)換種材料就會(huì)完全不一樣了。也可能性能會(huì)更好了。最重要的是在滿足需求的前提下，要使成本最低，包括材料成本和加工成本。

材料大致分為金屬類材料和非金屬類。常用金屬包括鋁、鐵、銅、合金。非金屬常用的abs、硅膠、聚四氟乙烯、亞克力、pc加玻纖、橡膠、發(fā)泡塑料等。

鋁：

按標(biāo)準(zhǔn)有1至8系列鋁材，百多種。常用的1a12，2a12，6061，a380，7075等，價(jià)格一般在零售22-45元/公斤之間。有種7075類似的鋁合金，美國進(jìn)口的，約68元/公斤，不過其性能的確優(yōu)秀。形式有棒料、板材、型材等

鐵：

常用的鐵板屬于A3鋼，含碳0.08%左右，最為常見，即Q235-A。其他常見的有20#，35#，45#鋼，含碳量分別是0.2%、0.35%、0.4%，其硬度和強(qiáng)度以及淬火后的硬度逐漸增大。鋸條和銼刀等使用T8，9，10鋼，它們能淬火到很高的硬度，同時(shí)會(huì)變得很脆。

不銹鋼類常用的是：0Cr18Ni9(美標(biāo)304)、1Cr18Ni9(美標(biāo)316)、40Cr等，40Cr屬于第檔次不銹鋼。

彈簧鋼常用65Mn，板材各種厚度比較全，帶一定淬火效果的，如需要更好的彈性，必須再次淬火，一般在940攝氏度淬火然后400攝氏度回火能得到最佳的彈性和韌性綜合效果。

W18Cr4V2是經(jīng)典的高速鋼牌號，就是用于普通車刀的刀具材料，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可用線切割或者火花加工成超硬的工具。

履帶式車輛的履帶材料是一種不可加工的錳硼鋼，特點(diǎn)是冷作硬化效果非常好，越碰越硬。

鋼有鑄造、鍛造、型材、板料、棒料等各種形式。

銅：

分為黃銅(銅鋅合金，做閥門等)、紫銅(紅銅、純銅，導(dǎo)電好，質(zhì)地軟，利于密封)、白銅(銅鎳合金，外觀漂亮)、青銅(銅錫合金，又分許多種青銅)、電火花銅(專用于電火花加工的電極，一般做成需要的形狀)，形式一般也是板材和棒料以及鑄造件。

合金：

常用的有硬質(zhì)合金(yg類用于加工鑄鐵，yt類用于加工鋼鐵類等，種類非常多，可線切割車成專用刀具)、鋅鐵合金(做腰帶扣那種，熔點(diǎn)低，易鑄造)、硅鐵合金(用于煉鋼時(shí)作脫氧劑和其他合金煉制時(shí)的添加劑，變壓器的鐵心矽鋼也是一種硅鐵合金)等等。

Abs：

是三種A、B、S英文開頭的塑料的混合物，有多種配方，稱為工程塑料，注塑行業(yè)最為常用。

硅膠：

含硅的一種橡膠，也稱作硅橡膠，用于鑄造軟質(zhì)零件，種類繁多，大多具有質(zhì)地軟、易變形、防水特點(diǎn)。通常是加熱成型。

聚四氟乙烯：

俗稱塑料王，觸摸有蠟燭感，表面膩滑，強(qiáng)酸環(huán)境的不二選擇，能微變形以密封，難以粘結(jié)、強(qiáng)度好，外觀漂亮。

亞克力：

是一種pc混合物，舊稱玻璃鋼，具有良好的各種特性，可全透明。

pc加玻纖：

是常見材料中強(qiáng)度最大的一種，玻璃纖維的比重越大則硬度越大，同時(shí)越脆。加工面易出毛刺，越打磨越多。適合注塑后再表面噴漆處理。

橡膠：

具有好的韌性、強(qiáng)度、抗疲勞特性，種類頗多，汽車輪胎就是一種橡膠。

發(fā)泡塑料：

俗稱塑料泡沫、海綿等，具有多種樣式，一般用于包裝箱內(nèi)墊產(chǎn)品的添充物，重量輕、保持性好。

毋庸置疑，工業(yè)設(shè)計(jì)考核了產(chǎn)品方案提供者的多項(xiàng)技能，當(dāng)我們在前端充分構(gòu)思好產(chǎn)品的原理、外觀，可靠性等等，才有可能在設(shè)計(jì)過程何結(jié)果上有良好的產(chǎn)出。好的設(shè)計(jì)，必然是一件富含綜合科學(xué)性質(zhì)的結(jié)晶。