材料与制造工艺-高中通用技术必修《技术与设计1》课件

材料与制造工艺-高中通用技术必修《技术与设计1》课件引言材料基础知识制造工艺概述材料与制造工艺的关系典型材料与制造工艺案例分析实验与探究：材料与制造工艺的实践应用课程总结与展望contents目录01引言现代社会对材料与制造工艺的依赖介绍现代社会中各种产品、建筑、设施等对材料和制造工艺的广泛应用和依赖，强调材料与制造工艺在现代社会中的重要地位。培养学生技术素养的必要性阐述学习材料与制造工艺对于提高学生技术素养、培养创新能力和实践能力的重要意义。课程背景与意义

教学目标与要求知识与技能目标掌握常见材料的性质、特点、应用及加工方法，了解基本的制造工艺和技术，能够根据需要选择合适的材料和工艺进行设计和制作。过程与方法目标通过案例分析、实践操作等方式，培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的实践能力和创新能力。情感态度与价值观目标培养学生对材料与制造工艺的兴趣和爱好，增强学生对技术发展的关注度和责任感。介绍常见材料的分类、性质、特点及应用，包括金属、非金属、复合材料等；介绍基本的制造工艺和技术，包括铸造、锻造、焊接、切削加工、注塑成型等。同时，结合案例分析，介绍材料与制造工艺在实际产品设计和制作中的应用。课程内容本课程按照“材料-工艺-应用”的主线进行组织，先介绍材料的基础知识和性质，再介绍基本的制造工艺和技术，最后通过案例分析将所学知识应用到实际产品设计和制作中。同时，注重理论与实践的结合，安排适量的实践操作环节，让学生在实践中加深对所学知识的理解和掌握。课程结构课程内容与结构02材料基础知识材料的定义材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质，是人类赖以生存和发展的物质基础。材料的分类材料可分为金属材料、非金属材料、复合材料等。其中，金属材料包括铁、铝、铜等；非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等；复合材料则是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法组合而成的新材料。材料的定义与分类材料的物理性能包括密度、硬度、弹性、塑性、热导率、电导率等。这些性能决定了材料在不同环境下的表现和应用范围。物理性能材料的化学性能包括耐腐蚀性、抗氧化性、稳定性等。这些性能决定了材料在长期使用过程中的耐久性和可靠性。化学性能材料的机械性能包括强度、韧性、耐磨性等。这些性能决定了材料在承受外力时的表现和使用寿命。机械性能材料的性能与特点在选择材料时，首先要考虑的是材料能否满足产品的使用要求，包括功能、寿命、安全等方面。满足使用要求在满足使用要求的前提下，应尽可能选择成本低、来源广、加工方便的材料，以降低产品成本和提高经济效益。经济性原则在选择材料时，还应考虑其对环境的影响，尽可能选择环保、可回收、可再生的材料，以减少对环境的污染和资源的浪费。环境友好性原则在满足以上原则的同时，还应鼓励创新，尝试使用新材料、新工艺，以提高产品的质量和竞争力。创新性原则材料的选用原则03制造工艺概述制造工艺是指将原材料转化为成品的过程，包括加工、装配、测试等环节，是制造业的核心技术之一。制造工艺定义按照生产方式和特点，制造工艺可分为传统制造工艺和现代制造工艺。传统制造工艺包括铸造、锻造、焊接等，现代制造工艺则包括数控加工、激光加工、3D打印等。制造工艺分类制造工艺的定义与分类智能制造阶段近年来，随着人工智能、大数据等技术的快速发展，智能制造成为制造工艺的新趋势，包括智能工厂、智能物流等。手工制造阶段人类早期制造活动主要以手工为主，工具简单，效率低下。机械制造阶段18世纪工业革命后，机械制造逐渐取代手工制造，出现了机床、蒸汽机等机械设备，提高了生产效率。自动化制造阶段20世纪以来，随着电子、计算机等技术的发展，自动化制造逐渐成为主流，包括自动化生产线、工业机器人等应用。制造工艺的发展历程制造工艺的应用领域机械制造业其他领域电子制造业医疗器械制造业机械制造业是制造工艺的主要应用领域，包括汽车、机床、船舶、航空航天等产品的制造。电子制造业对制造工艺的要求越来越高，包括半导体器件、集成电路、电子元器件等的制造。医疗器械制造业对制造工艺的精度和洁净度要求很高，包括手术器械、诊断设备、植入物等的制造。制造工艺还广泛应用于能源、环保、建筑等领域，如新能源设备制造、环保设备生产、建筑构件加工等。04材料与制造工艺的关系材料的物理性质直接影响加工方法和工艺参数的选择。例如，硬度高的材料需要采用更高强度的切削工具或更精细的研磨方法。材料的化学性质决定了其在加工过程中可能发生的化学反应，从而影响加工质量和效率。例如，易氧化的材料在加工过程中需要采取防氧化措施。材料的力学性能，如强度、韧性、塑性等，对制造工艺的可行性和成本有重要影响。例如，高强度材料可能需要更复杂的热处理和加工流程。材料对制造工艺的影响制造工艺对材料的成分和组织结构有严格要求，以保证加工后的产品具有所需的性能。例如，铸造工艺要求材料具有良好的流动性和凝固性。不同的制造工艺对材料的形状、尺寸和精度有不同的要求。例如，精密机械加工需要高精度的原材料和严格的尺寸控制。制造工艺对材料的表面质量和内部缺陷也有一定要求。例如，电镀工艺要求材料表面光洁、无瑕疵。制造工艺对材料的要求

材料与制造工艺的协同发展新材料的开发为制造工艺的创新提供了可能。例如，高性能复合材料的出现推动了航空航天领域制造工艺的发展。制造工艺的进步也促进了新材料的应用。例如，激光加工技术的发展使得一些难以加工的材料得以广泛应用。材料与制造工艺的协同发展还体现在环保和可持续发展方面。例如，绿色制造技术的推广促进了环保材料的应用和废弃物的回收再利用。05典型材料与制造工艺案例分析金属材料包括铁、铝、铜等，具有优良的导电性、导热性、强度和延展性。将金属熔炼成符合要求的液体并浇铸到铸型中，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件。铸造是应用最广泛的金属成型工艺之一。砂型铸造、金属型铸造、压力铸造等。机械制造、汽车制造、航空航天等。铸造工艺铸造分类应用领域金属材料与铸造工艺输入标题注塑工艺塑料材料塑料材料与注塑工艺由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成，具有质轻、绝缘、耐腐蚀等优点。家电、汽车、医疗器械等。单色注塑、双色注塑、多色注塑等。将塑料原料加热熔化后，注射到模具的型腔中，冷却固化后得到所需形状的塑料制品。注塑工艺具有生产效率高、自动化程度高等特点。应用领域注塑分类复合材料与模压工艺复合材料由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点。模压工艺将复合材料置于金属对模中，在一定温度和压力下成型并固化，得到所需形状的制品。模压工艺具有成型周期短、生产效率高等特点。模压分类热压罐成型、真空袋成型、热压成型等。应用领域航空航天、汽车、体育器材等。06实验与探究：材料与制造工艺的实践应用实验目的与要求实验目的通过实践应用，了解材料与制造工艺的基本知识和技术，掌握一定的实践技能，培养分析问题和解决问题的能力。实验要求认真阅读实验指导书，了解实验原理、步骤和注意事项；按照实验步骤进行操作，认真观察实验现象，记录实验数据；遵守实验室规章制度，注意安全。实验内容选择一种典型的材料与制造工艺进行实践应用，如金属材料的铸造、锻造、焊接等，或塑料材料的注塑、挤出等。通过实践操作，了解该工艺的基本原理、工艺流程、设备使用和维护等方面的知识。实验步骤确定实践应用的项目和内容；准备实验所需的材料、设备和工具；按照工艺流程进行实践操作，注意安全；观察实验现象，记录实验数据；分析实验结果，得出结论。实验内容与步骤VS展示实践应用的成果，如制作的工件、产品等，并对其进行质量评估。同时，将实验数据与理论值进行比较，分析误差产生的原因。讨论根据实验结果，讨论材料与制造工艺的实践应用中存在的问题和不足之处，提出改进意见和建议。同时，探讨该工艺在工业生产中的应用前景和发展趋势。实验结果实验结果与讨论07课程总结与展望制造工艺与技术学习了铸造、锻造、焊接、切削等基本的制造工艺，了解了现代制造技术如3D打印、激光加工等。材料性质与分类深入了解了金属、非金属、合成材料等的基本性质和用途，掌握了材料选择的基本原则。设计与制造流程掌握了从设计构思到成品制造的全过程，包括需求分析、方案设计、工艺选择、加工制造、测试评估等环节。课程重点回顾通过课程中的实验操作和项目设计，提高了动手能力和解决问题的能力。提升了实践能力增强了创新意识拓展了科技视野学习了创新设计的方法和技巧，激发了创新思维和想象力。了解了现代科技与设计的最新动态和发展趋势，对未来科技世界充满好奇和期待。030201学习收获与体会智能化