05第五章《制造技术与工程》知识梳理-2024-2025学年浙教版科学七年级下册

学科网（北京）股份有限公司 第 1 页 共 8 页 第五章、制造技术与工程 内涵 具体内容 科学观念 现代先进制造技术与工程：智能制造、纳米制造、生物制造 三类物品制造：金属制品的制造、塑料品的制造、陶瓷器的制造 科学思维 1.能从批判性思维的角度，基于证据讨论涉及伦理争议的技术与工程 问题，并作出理性判断 2.能举例说明科学对技术与工程具有指导意义 探究实践 列举科学原理转换为实用技术的案例，尝试制作把科学原理转化为技 术的简单展示模型 态度责任 知道技术的开发和应用需要考虑伦理问题，关注并讨论一些有伦理争 议的技术与工程问题 第一节：走进制造 知识点一： 物品的制造 1. 制造的概念：将原材料转化为人类所需产品的工程技术就是制造。如：将纸 张折成纸飞机、千纸鹤；将铁块加工成汤匙、冰箱；将木头加工成桌椅等。 2. 制造门类：制造门类众多，有电子产品制造、汽车制造、船舶制造、机械制 造、化学制造、食品制造、纺织制造、医药制造等细分领域。 (1) 电子产品制造：复杂且技术密集的过程，涵盖计算机、手机、电子器件等众 多产品制造。以手机制造为例：①设计环节，包括外观和内部电路等设计； ②零部件生产，像芯片制造需要高精度的半导体工艺，屏幕生产涉及复杂的 液晶显示技术；③组装，将处理器、屏幕、摄像头等众多零部件精确地组合 在一起；④测试环节，检测手机的性能、信号接收软件兼容性等方面是否达 标。电子产品制造推动了现代通信、计算机技术等领域的进步，是科技产业 的重要支柱。 (2) 汽车制造：是一个复杂的工业过程。①设计阶段，考虑外观、性能和舒适性。 ②冲压，把钢板压成车身部件。车身车间将这些部件③焊接组装成白车身。 在涂装车间进行④喷漆防护。⑤总装环节把发动机、座椅等零部件安装到车 学科网（北京）股份有限公司 第 2 页 共 8 页 身上。汽车制造融合机械、电子材料等众多技术，生产出轿车、SUV、客车 等不同类型的汽车，满足人们不同的出行需求，提供高效、舒适的交通工具。 (3) 船舶制造：综合性极强的工业领域。前期要依据用途、航区进行①精准设计， 货船侧重载货量，客船侧重舒适度。②制造时，先切割钢板、经弯曲成型， 打造船体各分段；再焊接组装，焊缝质量关乎航行安全。随后是③舾装安装 设备、铺设线路；最后④涂装防腐油。从巨型油轮到豪华邮轮，船舶制造融 合多种学科技术，助力全球海洋运输、旅游发展 (4) 机械制造：是工业基石，流程严谨精细。①产品设计，工程师勾勒蓝图，敲 定机械结构、功能细节；②选材，再选钢材、铸件等原料，投入③精密加工。 车削、铣削、磨削上阵精准塑造零件；④热处理强化性能，装配环节依序组 合，调试优化。大到巨型盾构机，小至家用缝纫机，机械制造凭专业技术， 撑起各行业运转，推动工业前行。 (5) 化学制造：是利用化学反应生产各种化学品的过程。涵盖基础原料制造，像 生产硫酸、火碱等。化肥制造，为农业提供氮肥、磷肥等；制药行业也依赖 化学制造，合成原料药并制成药剂。生产过程：①原料预处理、②化学反应 ③产品精制。通过精确控制反应条件，如温度、压力、催化剂，制造出高纯 度、高质量的产品，对推动农业、医药等诸多行业发展起着至关重要的作用。 (6) 食品制造：以农、畜产品等为原料，加工成可供食用产品的行业。①原料筛 选，剔除劣质品，保证品质源头；②烘焙食品，要精准调配面粉、酵母、糖 比例，经发酵、烤制，香气四溢；乳制品则着重③杀菌、均质，保留营养与 风味。食品制造遵循严苛的卫生标准，利用保鲜、调味技术，让传统小吃、 新潮零食纷纷上架，满足大众舌尖味蕾，丰富饮食生活。 (7) 纺织制造：将各类天然或化学纤维加工成织物的产业。①纤维原料预处理， 如棉花要除杂、开松；羊毛需洗净梳理；②纺纱环节，把纤维捻成纱线，粗 细、强度有严格要求；③织布时，机织、针织各展其长，机织纹路规整，针 织弹性出色；④印染工序，赋予织物缤纷色彩与时尚图案。从日常衣物到工 业用布，纺织制造靠精湛工艺，让纤维华丽变身，装点生活、助力生产。 学科网（北京）股份有限公司 第 3 页 共 8 页 (8) 医药制造：是关乎健康的重要产业。它分为化学药制造和中药制造。化学药 制造包括原料药合成和制剂生产，在严格环境下，利用化学合成或生物技术 生产药物，制成片剂、胶囊等剂型；中药制造涉及中药材炮制和中成药生产， 将中药材按古方或现代工艺加工，提取有效成分制成丸剂、颗粒等。医药制 造需遵循严格质量规范，确保药物安全、有效，为医疗保健提供有力支持。 知识点二：现代制造技术与工程 1. 制造技术的发展：随着社会的进步，制造技术由使用简单工具的手工制造发 展为采用复杂机械的机器制造、自动化制造，以及当今信息社会的智能制造、 纳米制造、生物制造等先进制造技术与工程。 2. 现代先进制造技术 (1) 智能制造：是具有感知、决策、执行功能的各类制造装备的统称。它是先进 制造技术、信息技术和智能技术的集成与融合。如装有程序控制系统的数控 机床，就是一种机电一体化的智能制造设备。 (2) 纳米制造：主要指研究纳米结构生长、加工、改性、组装等制造方法与工艺， 以生产纳米尺度的结构与器件。如纳米电动机、纳米机器人、分子光电器件、 纳米电路、纳米传感器、纳米智能器件；纳米制造大大提升了制造的精度。 (3) 生物制造：是以微生物细胞生产生物制剂，或以酶蛋白为催化剂进行化学品 合成，或以生物质为原料合成能源与材料的制造模式，主要有基因工程、酶 工程、细胞工程、发酵工程等新技术。 知识点三：从制造大国迈向制造强国 学科网（北京）股份有限公司 第 4 页 共 8 页 第 2 节我们一起来制造 知识点一 ：金属制品的制造 1. 金属制造技术：把金属材料加工成零件或物品的工艺，称为金属制造技术， 一般包括成型技术与铸造技术。 (1) 成型技术：可以让材料发生永久的形变，根据制造时工件的受力和变形，有 轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压等方式。生产中，会根据所需金属制品的形 状选用不同的成型技术。 金属成型需要对材料施加足够大的压力，才能获得所需形状和尺寸的锻件。随着 社会的发展，成型技术也在发展。古时铁匠用铁锤、铁砧和火炉，锻造农具、硬 币珠宝等金属制品；现在，大多数锻造机已经实现了计算机自动控制，可自动制 造各类工具、零部件和产品。 (2) 铸造技术：是将液态金属注入模具，待金属凝固再移除模具得到所需产品的 制造技术。它是最古老的材料加工方法之一，能够以较低的成本完成复杂构 件的加工。金属铸造技术是机械制造工业的基础。 常见的金属铸造技术有：砂型铸造、低压铸造、离心铸造。 学科网（北京）股份有限公司 第 5 页 共 8 页 砂型铸造 低压铸造 离心铸造 知识点二：塑料品的制造 1. 塑料的分类与用途：塑料是由石油工业副产品制造而成的高分子聚合物。塑 料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料在加热时会软化，在 降温时会硬化。热固性塑料在制造时受热发生化学反应而导致硬化，成品在 加热时不会软化，也不能被重新塑形， 2. 塑料品的制造技术：模压成型、挤出成型、注射成型、浇铸成型等。 模压成型：将粉状或粒状的热固性塑料填入模具后加热、加压，压制成型。 挤出成型：将原料加热成泥状，利用旋转的螺杆把原料由细孔中挤出形成管状、 丝状或条状物。此方法主要用于生产管、板和软片等。 注射成型：将粒状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化呈流动状后， 注入塑模中成型。大多数热塑性塑料或某些热固性塑料可用此工艺加工成型。 浇铸成型：将液态塑料倒入模具中硬化，即可制成薄板等制品。例如，将昆虫、 植物、纪念物等封入树脂中制成的人造琥珀制品。此方法用于热固性塑料或热塑 性塑料的熔融物的加工。 学科网（北京）股份有限公司 第 6 页 共 8 页 知识点三 陶瓷器的制造 1. 陶瓷器：陶器，是由黏土捏制成形后烧制而成的器具。瓷器是由陶器发展而 来的，它们的制造工艺接近，成品却截然不同。 《天工开物》对造瓷工序有详细记载。陶土含有较多氧化铁，瓷土氧化铁含量低、 氧化铝含量高。焙烧陶器时温度约为 900℃，瓷器焙烧温度在 1200℃以上。因 此陶器表面无釉或只有低温釉，而瓷器表面则有高温釉。中国瓷器驰名世界，被 西方人誉为“瓷器之国”。中国瓷器经历了由陶器到瓷器、由青瓷到白瓷、由白 瓷到彩瓷的发展过程。 2. 陶瓷器制造步骤：主要有揉泥、制坯、干燥、素烧、施釉、烧制等。 揉泥：目的是排空泥料中的气泡。缺少这一工序，坯体中容易出现气泡，坯体干 燥烧制时容易破裂变形。 制坯：在泥揉妥后，即可开始制坯，依据最终的器型做出相应的坯体。 干燥：坯体成型后，自然晾干。 素烧：将干燥的坯体烧到 800~900℃，使坯体变得较牢固，以减少在搬运、施釉 时发生的破损，且坯体较容易吸附釉料。 施釉：釉就是陶瓷表面那层光亮、类似玻璃的物质；釉的原料一般是矿物的粉末， 用水调和成釉浆。施釉即将釉浆均匀地加在坯体表面，以待烧制时釉能熔在坯体 表面。施釉的方法有浸釉法、淋釉法、刷釉法、荡釉法及喷釉法等。施釉可使陶 瓷更实用、美观。 学科网（北京）股份有限公司 第 7 页 共 8 页 烧制：烧制陶瓷的窑炉有柴窑、煤窑、气窑、电窑。陶器烧制温度低于瓷器。 1. 工程实践：设计与制作一件陶艺作品 (1) 设计构思：从自然、艺术、生活场景等多方面挖掘灵感，比如以海洋生物为 原型设计一个独特的陶艺摆件，确定作品的大致形态、风格与装饰元素，并 绘制草图。 (2) 制作阶段：准备好陶泥、陶拍、擀面杖、修坯工具（如各种形状的刀具）等。 可通过手捏成型法，通过双手对陶泥的揉捏，制作出陶瓷坯体；土条成型法， 将陶土制作成一条条的土条，再利用一圈圈的土条一层层堆高，制作出陶瓷 坯体；还能利用压片成型法，先将陶土擀成片状，然后再制作成型等。 (3) 成型后进行装饰，可使用刻刀雕刻精美图案，或用颜料彩绘绚丽色彩。 (4) 装饰完毕，放置在通风处自然干燥，避免阳光直射导致干裂。 (5) 将干燥后的作品放入窑炉烧制，根据陶土特性设定合适温度与烧制时长，经 过烧制，陶艺作品便得以完成并具有独特的质感与坚固性。 学科网（北京）股份有限公司 第 8 页 共 8 页