产品设计工程学基础-材料及成型工艺基础-概述

材料成型及控制工程专业（成型加工及模具CAD/CAM方向）
培养目标：培养具备机械与材料加工工程方面的基础理论，掌握金属、塑料等产品的成型工艺与模具方面的知识。

具有运用计算机技术进行产品、工艺与模具设计以及运用数控加工和快速原型等先进技术制造模具的能力。

能从事产品及模具的开发、试验研究、生产管理、经营销售等方面工作的应用型高级工程技术人才。

主要课程：电工与电子技术，材料成型基础，机械设计基础，金属塑性成形原理，高分子材料及加工流变学，冲压工艺及模具设计，塑料成型工艺及模具，模具制造工艺，材料加工CAD技术基础，模具CAD，模具CAM，成型过程计算机辅助分析（CAE）、金属材料及热处理、市场营销和生产管理等。

就业方向：可在机械制造与材料加工等行业从事与金属、塑料等材料的成型工艺以及新产品的开发和模具设计、制造、数控加工等方面的工作；亦可在教学、科研机构从事新工艺和新技术等方面的研究与开发工作或攻读研究生；还可在物资、经贸及行政部门从事质检与管理营销等工作。

绪论材料成形：所有利用物理、化学、冶金原理使材料成形的方法，称之为材料成形加工工艺。

一、材料与材料科学材料是用来制作有用器件的物质，是人类生产和生活所必须的物质基础。

历史学家把人类社会的发展按其使用的材料类型划分为石器时代、青铜时代、铁器时代，而今正处于人工合成材料的新时代。

材料科学的研究内容材料科学是研究各种固体材料的成分、组织、性能和应用之间关系及其变化规律的科学，它包括四个基本要素：材料的合成与制备，成分与组织结构，材料性能和使用性能。

材料的分类按化学成分：金属材料：钢、铸铁、铜、铝等高分子材料：塑料、橡胶、胶粘剂、纤维材料等陶瓷材料复合材料金属材料是怎么得到的呢？冶炼---- 把金属从矿石中提炼出来，这个过程就叫金属的冶炼。

材料新技术芯片光纤超导材料二、材料成形技术1、课程性质材料成形基础是一门研究常用工程材料坯件及机器零件成型工艺原理的综合性技术基础学科。

2、材料成形加工在国民经济中的地位材料成形加工在工业生产的各个部门和行业都有应用，尤其对于制造业来说更是具有举足轻重的作用。

制造业是指所有生产和装配制成品的企业群体的总称，包括机械制造、运输工具制造、电气设备、仪器仪表、食品工业、服装、家具、化工、建材、冶金等，它在整个国民经济中占有很大的比重。

统计资料显示，在我国，近年来制造业占国民生产总值GDP的比例已超过35%。

同时，制造业的产品还广泛地应用于国民经济的诸多其他行业，对这些行业的运行产生着不可忽视的影响。

因此，作为制造业的一项基础的和主要的生产技术，材料成形加工在国民经济中占有十分重要的地位，并且在一定程度上代表着一个国家的工业和科技发展水平。

通过下面列举的数据，可以帮助我们真切、具体地了解到成形加工对制造业和国民经济的影响。

据统计，占全世界总产量将近一半的钢材是通过焊接制成构件或产品后投入使用的；在机床和通用机械中铸件质量占70~80%，农业机械中铸件质量占40~70%；汽车中铸件质量占约20%，锻压件质量约占70%；飞机上的锻压件质量约占85%；发电设备中的主要零件如主轴、叶轮、转子等均为锻件制成；家用电器和通信产品中60~80%的零部件是冲压件和塑料成形件。

《材料成型及控制工程专业概论》课程论文材成孙倩倩摘要：材料成型及控制工程是研究热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。

是国民经济发展的支柱产业。

本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。

关键词：专业综合介绍主要课程知识当前教育状况个人专业理想学习计划专业综合介绍（1）历史起源80年代初，建立材料科学与工程学科。

1998年教育部进行高等院校本科专业目录调整时，设立了材料成形与控制工程这样一个新的本科专业，其范围涵盖原来的部分机械类专业和部分材料类专业。

2002年材料成形及控制工程教学指导在西宁召开会议，对中国各高校中材料成形及控制工程专业的现状进行了分析与提高。

（2）专业简介材料成型及控制工程专业研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。

本学科是国民经济发展的支柱产业。

材料成型及控制工程专业作为机械系的一个方向，主要侧重于机械加工方面。

可以说该专业是一个接口，一头联系着材料科学，一头联系着实际工业应用。

（3）培养模块：焊接成型及控制：培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。

铸造成型及控制：这是目前社会最需要人才的专业之一。

主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。

产品设计专业介绍产品设计专业介绍产品设计专业介绍（⼀）：产品设计是⼀个将某种⽬的或需要转换为⼀个具体的物理形式或⼯具的过程，是把⼀种计划、规划设想、问题解决的⽅法，透过具体的载体表达出来的⼀种创造性活动过程。

在这个过程中，透过多种元素如线条、符号、数字、⾊彩等⽅式的组合把产品的形状以平⾯或⽴体的形式展现出来。

专业由来产品设计所包含的范畴⼗分⼴，与⽣活有关的各种器物都存在设计的需求。

⼩如杯盘、⼑叉、电⼦产品，⼤⾄家具、汽车、轮船、各类机械等。

⽽根据性质和⽤途的不同，产品设计被划分为很多种类，如⼿⼯艺设计和⼯业设计；外观设计和结构设计等。

事实上，在专业⽬录修订之前，很多院校没有“产品设计”这个专业名称，⽽是叫“艺术设计”或“⼯业设计”。

直到2012年《普通⾼等学校本科专业⽬录》出台后才统⼀改为“产品设计”。

此刻的“产品设计”专业是由部分“艺术设计”专业和部分“⼯业设计”专业合并⽽来。

产品设计产品设计是⼀个将某种⽬的或需要转换为⼀个具体的物理形式或⼯具的过程，是把⼀种计划、规划设想、问题解决的⽅法，透过具体的载体表达出来的⼀种创造性活动过程。

在这个过程中，透过多种元素如线条、符号、数字、⾊彩等⽅式的组合把产品的形状以平⾯或⽴体的形式展现出来。

在我们的⽣活中产品设计⽆处不在。

例如，⼀把勺⼦，是什么材质，羹匙与长柄的⽐例，怎样的弧度更容易盛取⾷物；⼀组移动抽屉，如何合理的搁置⽂件、档案、⽂具及隐藏纠缠的电线；⼀件珠宝，从⾸饰表现⽅式，到雕蜡、加⼯、镶嵌、⾦⼯制作，都是产品设计需要思考的问题。

好的产品设计，不仅仅能表现出产品功能上的优越性，⽽且便于制造，⽣产成本低，从⽽使产品的综合竞争⼒得以增强。

所以说产品设计是集艺术、⽂化、历史、⼯程、材料、经济等各学科的知识于⼀体的创造性活动，是技术与艺术的完美结合，反映着⼀个时代的经济、技术和⽂化⽔平。

产品设计学产品设计专业主要课程有：设计素描、设计⾊彩、平⾯构成、⽴体构成、计算机辅助设计、思维与创意、设计概论、表现技法等。

什么是材料成型及控制工程？材料成型及控制工程主要学习什么？什么是材料成型及控制工程？材料成型及控制工程主要学习什么？材料成型及控制工程是研究热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。

是国民经济发展的支柱产业。

材料成型及控制工程专业分为四个培养模块：（一）焊接成型及控制：培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。

（二）铸造成型及控制\ 这是目前社会最需要人才的专业之一。

主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。

（三）压力加工及控制分为锻造和冲压两大专业方向，在国民经济中起到非常重要的作用。

（四）模具设计与制造：掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。

课程设置主要课程：高等数学、大学物理、基础外语、马克思主义哲学原理、计算机应用、机械制图、电工电子技术、金属学、材料冶金与成型工艺、材料成型设备及方法、材料成型微机应用、先进制造技术、检测技术与控制工程、技术经济、CAD/CA基础、表面工程学、焊接冶金学、金属材料焊接、焊接方法与焊接设备、焊接检验、塑性成型理论、橡塑材料成型工艺学、橡塑成型模具、金属冲压工艺与模具设计、模具制造技术等专业基础和专业课程知识等等。

培养特色本专业涉及的知识面广、信息量大，注重英语能力、计算机能力和实际动手能力的培养，使学生具有很强的适应能力、创新能力、分析和解决问题的能力。

另外还注重学生的素质教育，培养富有创新精神的高素质复合型人才。

未来方向分析材料成形及控制工程专业的现状及存在的问题，在今后一段时间内应开展以下几方面的研究工作：（1 ）材料成形及控制工程专业的知识结构及课程的体系建设。

《材料成型技术基础》课程教学大纲课程中文名称：材料成型技术基础课程英文名称：Fundamentals of Engineering Material Manufacturing Technology课程编号：ZF16613课程性质：专业方向课程学时：（总学时36、理论课学时30、实验课学时6）学分：2适用对象：机械设计制造及其自动化先修课程：机械工程材料、现代工程图学、材料力学、公差与测量技术、机械原理、机械设计、基本机械加工技能训练课程简介：《材料成型技术基础》主要内容是介绍各种材料尤其金属材料成型加工工艺及相关知识，从而为学生今后学习有关的专业课程以及从事专业技术工作奠定必要的材料加工方面的知识和素质基础。

该课程是综合性技术基础课程，为机械设计制造及其自动化专业的选修课程。

通过对该课程的学习，获得常用机械工程材料工艺知识，培养工艺分析的初步能力，为学习其它有关课程和今后从事机械设计工作提供了必要的基础。

一、教学目标及任务（1）熟悉常用工程材料的组织、性能、应用和选用原则。

（2）掌握材料成型方法的基本原理和工艺特点，培养学生选择毛坯及工艺分析的初步能力。

（3）了解各主要成型方法所用设备的基本工作原理和适用范围。

（4）初步了解新工艺、新材料、新技术及发展趋势。

二、学时分配三、教学内容及教学要求第一章绪论（2学时）材料加工工艺发展史，材料加工生产在国民经济中的地位，本课程的主要内容与学习方法。

第二章金属的液态成型（8学时）教学重点：液态金属成型方法，液态成型金属件的工艺设计；分型面与浇注位置选择及相互关系，合金性能对铸件结构工艺性的影响教学难点：分型面与浇注位置选择教学要求：掌握液态金属的工艺性能，掌握液态金属的成型方法，掌握液态成型金属件的设计，了解液态成型技术的新进展。

教学内容：第一节金属液态成型工艺基础液态金属的工艺性能；合金的工艺性能与铸件质量的关系第二节常用合金铸件的生产铸铁件的生产；铸钢件的生产；有色合金铸件的生产第三节液态金属的成型方法重力作用下的液态成型方法；外力作用下的液态成型方法；金属液态成型方法的合理选用第四节液态成型金属件的工艺设计铸件结构的工艺性；铸造工艺方案的确定；铸造工艺参数的确定；浇冒口系统设计；液态成型工艺设计实例第五节液态成型技术的新进展快速成型技术及应用；快速凝固技术；消失模铸造；计算机在铸造中应用.习题要点：1、什么是金属液态成型？2、金属液态成型制品的主要缺陷有哪些？3、什么是缩松和缩孔？如何防止缩松和缩孔？4、金属液态成型的基本方法有哪些？5、如何确定铸造工艺方案？如何进行浇口设计？第三章金属的塑性成型（8学时）教学重点：金属塑性成型方法，塑性成型件的工艺设计，自由锻和模锻工艺设计教学难点：塑性成型件的工艺设计教学要求：掌握金属塑性成型的工艺理论基础，掌握金属塑性成型方法，掌握塑性成型件的工艺设计，了解塑性成型技术新发展。

产品设计专业介绍产品设计专业介绍（一）：产品设计是一个将某种目的或需要转换为一个具体的物理形式或工具的过程，是把一种计划、规划设想、问题解决的方法，透过具体的载体表达出来的一种创造性活动过程。

在这个过程中，透过多种元素如线条、符号、数字、色彩等方式的组合把产品的形状以平面或立体的形式展现出来。

专业由来产品设计所包含的范畴十分广，与生活有关的各种器物都存在设计的需求。

小如杯盘、刀叉、电子产品，大至家具、汽车、轮船、各类机械等。

而根据性质和用途的不同，产品设计被划分为很多种类，如手工艺设计和工业设计；外观设计和结构设计等。

事实上，在专业目录修订之前，很多院校没有“产品设计”这个专业名称，而是叫“艺术设计”或“工业设计”。

直到2012年《普通高等学校本科专业目录》出台后才统一改为“产品设计”。

此刻的“产品设计”专业是由部分“艺术设计”专业和部分“工业设计”专业合并而来。

产品设计产品设计是一个将某种目的或需要转换为一个具体的物理形式或工具的过程，是把一种计划、规划设想、问题解决的方法，透过具体的载体表达出来的一种创造性活动过程。

在这个过程中，透过多种元素如线条、符号、数字、色彩等方式的组合把产品的形状以平面或立体的形式展现出来。

在我们的生活中产品设计无处不在。

例如，一把勺子，是什么材质，羹匙与长柄的比例，怎样的弧度更容易盛取食物；一组移动抽屉，如何合理的搁置文件、档案、文具及隐藏纠缠的电线；一件珠宝，从首饰表现方式，到雕蜡、加工、镶嵌、金工制作，都是产品设计需要思考的问题。

好的产品设计，不仅仅能表现出产品功能上的优越性，而且便于制造，生产成本低，从而使产品的综合竞争力得以增强。

所以说产品设计是集艺术、文化、历史、工程、材料、经济等各学科的知识于一体的创造性活动，是技术与艺术的完美结合，反映着一个时代的经济、技术和文化水平。

产品设计学产品设计专业主要课程有：设计素描、设计色彩、平面构成、立体构成、计算机辅助设计、思维与创意、设计概论、表现技法等。

cmf是什么工艺（CMF设计师必须要了解的基础材料）设计基础材料，塑料同时塑胶材料也是设计的基础材料之一，CMF中重要的组成成分。

今天我们来全面回顾一下这种经典材料，本文由以下几个部分组成：•一、塑料概述•二、塑胶材料主要特性•三、塑胶材料的选材与种类•四、成型工艺•五、表面处理工艺•六、设计案例分析一、塑料概述在1907年世界上出现了第一种合成塑料-酚醛树脂，标志着聚合物时代的引入。

塑胶材料以其他材料无法比拟的多样性、灵活性快速的被大量应用。

塑料是指具有塑性行为的材料，受一定外力作用时，发生形变，外力取消后，仍能保持受力时的状态。

通常塑料是指由树脂和辅助添加剂组成的高分子材料，树脂约占塑料总重量的40%～100%。

塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，名称也多由其原料树脂的名称来命名。

但添加剂也起着改变性能缺陷的重要作用，有的树脂本身也是一种添加剂。

塑料设计效果案例塑料是现代材料的代表，优势与劣势一样鲜明，但随着科技的进步，塑料的性能越来越易于调控，在几乎所有行业中，塑料的应用越发广泛，除了仿玻璃、仿陶瓷吗，“以塑代钢”、“以塑代木”的趋势也提醒着CMF设计师们塑料这种材料的地位。

塑料的种类繁多，本文并不能一一盘点，但全面的对基础材料、基础工艺的总结盘点，也可以提高设计师对产品可制造性的把控。

二、塑胶材料的主要特性设计师在使用材料的时候，第一位应当考虑材料的性能是否符合要求，而不是从视觉出发。

如何使材料的性能与美感配合服务于产品，正是CMF设计的关键所在。

三、塑料材料的选材与分类正常情况下，产品开发选定材料的过程可分为如下几步：一，定义产品的关键要求即CTQ，比如：V0阻燃，长期使用温度高于80度，拉伸模量大于10Gpa……要求要具体，最好有详细的数据定义。

二，根据CTQ初步筛选材质种类，比如：尼龙66，玻纤增强PC，POM等，这时候不仅要看材料生产商出具的产品手册更应该查看知料应用案例。

参考其他厂家类似产品选择材料的要求及原因可以减少项目在这一步的试错成本，缩短项目开发周期。

产品设计与制造工艺现代社会，产品的设计与制造工艺扮演着日益重要的角色。

产品的设计决定了其外观、功能和用户体验，而制造工艺则决定了产品的质量和生产效率。

本文将探讨产品设计与制造工艺在现代制造业中的重要性，并介绍一些相关的应用和发展趋势。

一、产品设计的重要性在竞争日益激烈的市场环境下，产品设计的重要性不可忽视。

一个好的产品设计可以通过独特的外观和功能吸引消费者的注意力，增强品牌形象，提高市场竞争力。

同时，良好的产品设计可以提升用户体验，满足用户的需求，增加用户黏性和口碑传播。

因此，公司需要将产品设计放在战略层面进行考虑，投入足够的资源和精力来进行研发和创新。

二、产品设计与制造工艺的协同产品设计和制造工艺是密不可分的。

产品设计要考虑到制造工艺的可行性和成本效益，而制造工艺的选择则要基于产品设计的要求和市场需求。

只有产品设计与制造工艺充分协同，才能确保产品在设计的同时具备高可制造性和高市场竞争力。

1. 产品设计对制造工艺的影响产品设计阶段需要考虑制造工艺的可行性和成本。

设计师需要充分了解所设计产品的材料特性、加工要求和制造流程，选择合适的制造工艺，并进行模拟和验证。

良好的产品设计可以简化生产过程，降低制造成本，提高制造效率。

2. 制造工艺对产品设计的影响制造工艺的选择会直接影响产品的质量和成本。

不同的制造工艺可能导致不同的制造精度、表面质量和功能性能。

因此，在产品设计阶段，需要充分考虑制造工艺的选择，以确保产品能够满足设计要求和市场需求。

三、产品设计与制造工艺的应用产品设计与制造工艺在各个行业和领域都有广泛的应用。

以下是一些典型的应用案例：1. 汽车工业在汽车工业中，产品设计与制造工艺相互融合，共同推动着汽车的不断创新和发展。

设计师通过结合流体力学、材料科学和人机工程学等相关知识，设计出外观独特、性能卓越的汽车产品。

同时，制造工艺的革新也提高了汽车的制造效率和质量。

2. 电子消费品在电子消费品行业，产品的外观设计和用户体验至关重要。