工业设计材料与加工工艺

第一篇：产品造型设计材料与加工工艺课程小结产品造型设计材料与加工工艺通过近几周的材料分析与加工工艺的学习，我对产品设计材料与加工工艺有了初步的了解，也了解了今后产品对材料上的具体应用。

工业设计是现代科学技术与人类文化艺术相结合而发展的产物。

它是在现代工业、科学技术及社会经济迅猛发展的背景下产生的一门崭新的边缘学科。

工业设计包括工业产品设计、环境设计及视觉传达设计。

它不仅要对产品的功能、结构、材料、工艺及形态、色彩、表面处理和装饰等方面进行设计,同时还要从社会的、经济的、技术的、艺术的及人的各方面因素进行综合处理,从而使现代工业产品既符合社会不断发展的物质需求,又能满足人们的精神需求。

因此它不同于一般的艺术设计,而是一种以工程技术与美学艺术相结合的设计体系。

工业产品本身是生产者与用户之间最重要的交流媒介。

用户往往通过产品建立起对生产商的印象,因此产品的外观造型设计质量至关重要。

作为科技与文化蕴涵相结合产物的现代工业产品,除满足人们的使用功能外,还应以物性的存在形式满足人们的精神需求。

因此,产品造型设计中所涉及到的材料及工艺将对产品造型的美感产生直接影响。

采用不同的材料、不同的工艺,所获得的结构形式也各不相同,其造型的美感效果也大不一样。

在产品造型设计中,首先要合理地选用材料,再按照材料的特点以适当的工艺去塑造它的外形。

当然在某些情况下,也可以按艺术造型需要决定产品外形,再选用相应的材料与工艺。

首先，材料是产品造型设计的物质基础。

材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质基础。

人类改造世界的创造性活动,是通过利用材料来创造各种产品才得以实现的。

而造型设计从本意上讲,是人们在生产中有意识地运用工具和手段, 将材料加工成可视的或可触及的具有一定形状的实体,使之成为具有使用价值的或具有商品性的物质。

正因为造型设计是一种人造物的活动,设计才离不开材料,它与材料是密不可分的。

在从事工业产品造型设计过程中,首先必须考虑的问题之一就是如何选择使用材料。

一
、
料 选择 的 准则 。 二 、 业 设计 专 业设 计 材 料 及 加 工 工 艺 课 程 教 学存 在 的 问题 工 我校工业 设计专业 毕业生 已有三届 。 从学生的设计作 品来看 ， 无论 毕业 的还 是在校 的大部分学生 ，对产 品设计 方案中的选 材和工艺意识
薄弱 ， 对可实现生产 的技术 问题考虑不周。 有时候看起来不错 的设计概 念， 却缺乏技术制造 的可能性 。 所以设计 材料及加 丁工艺课程必须强化 学生的产品设计 方案 生产可行性意识 。 产品设计不是 天马行空 ， 优秀设 计方案的实体化是建立在可生产加工的基础上 ，否则再优秀的设计方 案也是空中楼阁。 在设计 实践 中寻找既能满足结构上的要求 ， 又能降低 产品总成本 ， 同时符合使用环境条件和环保要求 ， 且考虑资源供应情况 的材料工艺 ， 在设计期间考虑产品全生命周期 ， 真正做到具有可持续发 展 的绿色设计 。 现 在本科教学安排 上更注重设计创 意的培养和设计理 念的训练 。 设计材料及加ＴＴ艺课程 的学 习效果表现不 明显 ， 不像 概念设计效 果
图那样直观明了地表现出来 。 品材料的多样性和设计材料 的复杂性 ， 产 在几十个课时中不可能完全展开 ， 更别说学生深入的理解 和应用 。 以 所 在有限的课堂时间内 ， 如何 让学生快速认 识和理解材料工艺 ， 并掌握产 品设计 中选择合适材料和加工工艺 的方法 ， 是教学改革的重点 。 三 、 计 材 料 及 加 工 工 艺 课程 教 学 改 革 的 内容 设 有学者把工业设计专业学生的知识结构体系这样划分 ：社会构成 是知识结构 的基础 ， 艺术构成是知识结构的特色 ， 技术构成是知识结构 的核心 。其 中技术构成是培养学生把一种设计理念转化为现实物 的能 力。与其它抽象艺术形式不同 ， 工业设计基本 的落脚点是现实 的物体 ， 它不是一个虚拟 的对象 。任何现实物 品都建立在现实 的技术基础 如材 料、 工艺等 因素之上 ，这就决定了技术构成是工业设计知识结构 的核 心。学生 的技术构成知识直接影响学生毕业后 的就业范 围和对 专业 的 适应能力 ， 这对于 当代 中国工业设计具有极大 的现实意 义， 它直接关 系 到是否 能满足社会对设计人才的“ 实用” 要求 。 本课 程瞄准实用型人才培养 目 ，针对我校Ｔ业设计专业学 生在 标 产品设计 中的选材和加工工艺知识薄弱的问题展开教学改革研究 ： （ ） 动手实践 中理解设计材料和加工方法 １在 在有条件 的院校 ，金工实 习已经普遍列入 了工业设计 专业 的教学 计划 。这 对学 生了解最基本 的金属 加Ｔ知识（ 主要是机 械加工知识 为 主） 、 培养动手能力无疑是有帮助 的。但 是 ， 金工实 习涉及 的知识面毕竟 有限 ， 如对设计材料 中的塑料 、 木材等常用材料及加 工工艺 的了解 就得 另 寻方 法 。 ① 收集 、 讨论材料１ 艺应用案例。 一 在课堂中教 师引入 的材料应用 案例毕竟 有限 ，所以在每个常用材 料特性和相应的加丁Ｔ艺讲解后 ，要求学 生收集使 用该 种材料 的产品 案例 ， 分析 为什么要用这种材料 ， 这种材料对产 品的安全性 、 耐用性 的 影响以及产品用到了该材料 的哪些加 Ｔ工 艺和表面处理方法等等。这 样学生容易理解 、 记忆材料 的属性 ， 能真正明确材料工 艺在产品 中的 也 应用。再组织演讲汇报 ， 集体讨论 ， 思广 益 ， 集 使得学生 多识广 ， 以弥 补课堂时间的不足。 这些案例 的收集和讨论比起书本上 的文字叙述 ， 对 认识材料和理解加工方 法会更有效 。 ②拆装产品 ， 由产品整体——零部件 ， 认识材料及加Ｔ方法 。 拆装产 品 ， 从产品整体到零 部件 逆 向分析材料 、 加ＴＴ艺 问题 ， 在 多个选题分析 中， 积累设计 中的选材和Ｔ艺知识 。通过对样机的拆装 、 组合 ， 不仅能分析其各个 功能部件和主要的产品构架方法 ， 而且学生还 能了解 产品的结构 、 面处理 、 同零部 件的材料 工艺等知识 ， 表 不 使得学 生从生产与造型设计结合的角度深入 了解材料及工 艺，有效地辅助产 品设计概念 的发挥 ， 推进设计方案 向现实产品转化 。如对手机 的拆装 ， 手机的结构一般包括 Ｌ ＤＬ ｎ 、 Ｃ ｅ ｓ上下壳体 、 按键 、 电池盖 、 天线 以及 电子 元器件等 。 对手机按键材料比较 ， 使得学生 明白手机按键的主要材料有 硅胶按 键 、注塑 Ｐ Ｃ键盘 和金 属键盘等 ，其表面处 理工艺有模 内装饰 （ＭＤ）电镀 、 Ｉ 、 激光雕刻等 。现在手机用 户很普遍 ， 学生还可以在此练习 过程巾 ， 通过对各 自手机按键表面处理方法和其装饰效果进行对 比， 理 科技来自息 博士・ 专家论 坛

材料受力截面 积
抗压、抗拉强度的计算式为
R=P／F
材料破坏时的最大载荷
材料的分类及特征
第一章
五、材料的分 类 六、材料的一 般性质 七、材料的工 艺特性 八、设计材料 的特性
7. 弹性与塑性Βιβλιοθήκη 在外力作用下材料产生变形，当外力除去后材料能 恢复原来形状的性能称为材料的弹性，这一变形称为弹 性变形。
在外力作用下材料产生变形，当外力除去后仍保持 变形后的形状和尺寸，但不产生裂缝，这一变形称为永 久变形，材料所能承受永久变形的能力称为材料的塑性。 材料的塑性通常用断面抗缩率和延伸率表示。
广义地说材料是指包括人们思想意识之外的所有物质。
狭义地讲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。材料是物质，但不是所有物质 都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食 物和药物，一般都不算是材料。
四、材料设计
概念及重要性
第一章
一、材料的定 义 二、设计与材 料 三、材料及工 艺的重 要性
概念及重要性
第一章
一、材料的定 义 二、设计与材 料 三、材料及工 艺的重 要性 20世纪三四十年代以后， 由于合成树脂的迅速发 展和高频胶合技术的应 用，产生了一种新的椅 子形态——胶合板椅， 赋予椅子新的造型风格。 如芬兰设计师阿尔瓦· 阿 尔托(Alvar Aalto)设计的 弯曲胶合板椅。
块状材料——石材、铸铁、石膏。
材料的分类及特征
第一讲
五、材料的分 类 六、材料的一 般性质 七、材料的工 艺特性 八、设计材料 的特性
1. 密度
材料在绝对密室状态下单位体积的质量
2. 熔点
材料由固态转变为液态时的温度
3. 比热容
将1克质量的材料温度升高1℃所需要的热 量

CMF十五种工业设计加工工艺工业设计加工工艺是指将工业设计方案转化为实际产品的具体过程，它是工业设计的最后一环，直接关系到产品的外观、结构和功能等方面。

下面我将介绍15种常见的工业设计加工工艺。

1.机械加工：机械加工是指利用机械设备对材料进行加工和成型的过程，包括切削加工、铣削加工、钻孔加工等。

2.喷涂：喷涂是将充满颜色的涂料喷洒到产品表面，形成一层均匀的涂层，提高产品的外观质量。

3.热处理：热处理是通过对金属材料加热、保温和冷却等过程，改变材料的结构和性能，提高材料的硬度和韧性。

4.塑料成型：塑料成型是把塑料材料加热到可塑性状态，通过压力和流动性使其充满模具，并通过冷却使其固化成型。

5.激光切割：激光切割是利用高能量密度的激光束将材料加热融化，通过气体或机械将其切割成所需形状和尺寸。

6.压铸：压铸是将金属材料通过高压和温度下注入模具，使其充满模腔，并通过冷却和固化得到成型的金属零件。

7.滚压：滚压是利用滚轮施加压力，使金属材料在模具中滚动压制，改变其形状和尺寸。

8.表面处理：表面处理是对产品表面进行除锈、抛光、电镀等处理，使其具有更好的耐腐蚀性和外观质量。

9.3D打印：3D打印是一种将设计文件转化为物理模型的技术，通过逐层堆叠材料，实现对复杂产品的高精度制造。

10.注塑成型：注塑成型是将熔融的塑料材料注入模具中，通过冷却和固化得到成型的塑料零件。

11.焊接：焊接是利用高温热源将金属材料熔化，然后使其相互结合，形成完整的焊缝，实现产品的连接和固定。

C加工：CNC加工是利用计算机数控技术对材料进行加工和成型的过程，具有高精度和高效率的特点。

13.冲压：冲压是利用冲床将金属板材通过模具进行冲压，改变其形状和尺寸，得到所需的成型零件。

14.透明雕刻：透明雕刻是利用激光或化学物质对透明材料进行刻蚀和雕刻，实现图案和文字的清晰显示。

15.打磨抛光：打磨抛光是利用研磨机械设备对产品表面进行打磨和抛光，提高产品的光洁度和外观质量。

2、装饰效果
不同工艺的表面处理能产生
不同的装饰效果和材质感觉。如
金属基材不同色彩的烤漆或喷漆、
电镀、拉丝、喷砂、阳极氧化等
表面处理，均产生不同的装饰或
视觉效果，可根据设计表达的需
要进行适宜的工艺选择。
3、工艺成本
表面处理的工艺成本与产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的整体成本应该有一定的谐调性 或一致性。 4、环境影响 为减少表面处理对环境带来 的影响，一是应尽量避免不必要 的装饰处理，二是尽量采用污染 小的工艺方法。
（二）工艺性原则
选择的材料须经成型加工、
表面处理等工艺环节而制得产
品，因此进行材料选择时要考
虑材料加工与现有设备和技术
的适应性问题，满足材料的工
艺性要求。
（三）经济性原则
材料的经济性，不止是指 优先选用价格比较便宜的材料， 而是应该综合考虑材料对产品 寿命周期成本的影响，以获得 最佳的技术经济效益。在确保 产品的使用性和工艺性的前提 下，应选用经济性更优的材料。
刺激并做出相应反应或变化，完成
某种执行过程的功能材料。智能材 料的发端源于仿生，其初衷是研制 具有类似于生物功能的“活”的材 料。
一般来说，智能材料具有七大 功能——传感、反馈、信息识别与 积累、响应、自诊断、自修复和自 适应。智能材料实际上是一种集材 料与结构、智能处理、执行系统、 控制系统和传感系统于一体的复杂 材料体系。智能材料的基本组成单 元包括压电材料、光导纤维、形状 记忆材料、磁致伸缩材料、电流变 液和智能高分子材料等。
第二节 材料的新发展
一、材料发展的总体态势
（一）基础材料的进一步开发
通过对塑料、金属、木材、 陶瓷、玻璃等基础性材料进行深 入的成分、结构等研究，开发新 材料，形成新类型，扩大其应用 范围。如调光玻璃、抗辐射玻璃、 新金属合金、集成木、防腐木材、 防潮木材、阻燃木材、现代陶瓷、 新型塑料，等。

工业设计中的生产工艺优化工业设计是将科学的知识和技术应用于产品的创新设计过程。

在工业设计的过程中，生产工艺的选择和优化是至关重要的一环。

通过合理的生产工艺优化，可以提高产品的生产效率、质量和成本效益。

本文将探讨工业设计中的生产工艺优化的重要性，并介绍一些常见的生产工艺优化方法。

一、生产工艺优化的重要性在工业设计中，生产工艺的选择和优化直接影响产品的质量和效率。

合理的生产工艺可以保证产品的稳定性和一致性，提高产品的使用寿命和可靠性。

此外，通过工艺优化还可以降低产品的成本，提高生产效率，实现资源的合理利用。

二、常见的生产工艺优化方法1. 材料选择与工艺匹配：在工业设计中，正确选择材料并将其与合适的生产工艺相匹配非常重要。

不同材料对应不同的工艺要求，只有将材料与工艺充分匹配，才能保证产品生产过程的高效性和质量稳定性。

2. 工艺流程优化：在产品的制造过程中，工艺流程的设计和优化对于提高生产效率和质量具有重要意义。

通过对工艺流程的分析，可以找出存在的瓶颈和问题，并针对性地进行优化改进。

3. 自动化生产技术应用：随着科技的不断进步，越来越多的自动化生产技术被应用于工业设计中。

自动化生产技术可以提高生产效率，减少人为因素的干扰，从而保证产品的质量一致性和稳定性。

4. 设备和工具的选择与优化：在工业设计中，正确选择和使用设备和工具对于产品的生产和质量控制至关重要。

对于特定的产品和生产工艺，应选择合适的设备和工具，并进行合理的配置和调整，以实现最佳的生产效果。

5. 质量控制和检测方法的优化：在产品生产过程中，质量控制和检测是不可或缺的一环。

通过合理的质量控制和检测方法的优化，可以及时发现和排除生产中存在的问题，保证产品的质量和可靠性。

三、案例分析以汽车制造为例，生产工艺优化对于提高汽车生产效率和质量具有重要意义。

汽车制造的生产工艺涉及到材料的选择与合成、零件加工和组装等多个环节，每个环节的工艺都需要进行优化。

通过合理的工艺优化，汽车制造企业可以提高生产效率，降低成本，并提升产品质量和市场竞争力。

材料名称物理特性应用领域图片塑料材质1. 丙稀晴——丁二烯－苯乙烯（ABS 工程塑料）在低温下也能保持很好的抗压强度硬度高、机械强度高抗磨损性好、比重轻相对热量指数高达80c在高温下也能保持很好的尺寸稳定性防火、工艺简单光泽度好、易于上色，相对其他热塑性塑料来说成本较低。

低成本、多种生产方式，良好的抗化学物质性，表面硬度高、防划痕，结构稳定性好、高抗压性，优秀的结构强度和硬度。

电子消费品、玩具、环保商品、汽车仪表板、门板、户外护栅。

主要工艺：钢模注铸、注射铸模、TPO注射铸模2. 最为廉价的塑料——聚丙烯（PP）透明度和颜色的多种选择,低密度、抗热性强,良好的硬度、牢度和强度平衡性,加工方式简单而灵活,优秀的抗化学物质性家具、包装、照明设备、食物包装、桌垫、文件夹、便签纸盒主要工艺：注塑成型3. 透明——有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯（PM MA）多种制造与加工方式，容易加工多种透明、半透明和不透明及色彩、表面效果可供选择，优秀的抗化学物质和抗风化性,优秀的抗化学物质和抗风化性，高度的印刷附着性，可完全回收利用，优秀的视觉清晰度，特别的色彩创意与配色，表面硬度高，耐久性好。

展示用品零售标板、室内用品、家具、照明设备、玻璃装配。

4. 柔软把手——乙酸纤维素（CA）低热传导性,灵活生产、多种视觉效果,优秀的流动性、表面光泽好,良好的电绝缘性,防静电、自体光亮、透明度高,抗压性强,独特的表面视觉, 可循环利用的材料工具手柄、发夹、玩具、护目镜及头盔、眼镜框、牙刷、餐具手把、梳子、照片底片5.软性饮料瓶——聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ）材料可回收利用(PET是可回收利用性最强的塑料树脂之一)，优秀的抗化学物质性，坚硬而耐久、优秀的表面磨光，良好的抗压性食物包装、电子产品、软性饮料瓶、米勒啤酒瓶6. 下水管道——聚聚氯乙稀（PVC ）有弹性、容易上色，有多种硬度供选择，能够挤压成型、注铸和吹塑，能用玻璃纤素强化，能在低温下保持其特性，可以印刷、回收利用，良好的抗撕拉和磨损性，良好的抗晒和防海水性，良好的抗油和化学物质性食物包装、电子产品、软性饮料瓶、米勒啤酒瓶7. 像皮肤——样的感觉－聚氨酯Techn oge （PU）良好的散压性，透气(吸收和释放性好)，恢复能力强,易与装饰性材料混合,吸震性强、吸压性强，可调整硬度,高弹性、不褪色、可粘贴，不刺激皮肤,可进行注铸自行车座、整形外科座垫子、鞋垫、办公室用椅、网球拍的手把8. 弹跳球——硅树脂聚合物在地球引力下逐渐变扁，弹跳度为80%(相对被抛下的位置)，一种膨胀化合物：当迅速施压时为固体并保，持其形状；当逐步施压时为液体并容易铸模，冷却可增加弹跳性，做成船形后可以在水面漂浮，做成球形后会下沉，无毒、无刺激性、高弹性，多种颜色可供选择。

不是一种培养艺术家的手段 ， 是一种设计手段与设计文化 ， 是一种整合创新 ， 而绝非象仅
仅绘 制几张电脑效果 图那样简单 。 文章主要提 出了在教授 工业设计知识 的过程中 ， 让 学生 学习一种 设计方法学 ， 系统研 究法 重点 陈述了 Ｆ 与技术相关的一些设 计教学分析 ， 从文化的角度上分析了
业， 设 计 已经打 破 了原先 的条条框框 ， 趋于 同质化 。 正如中国工业设 计 课堂 上展示ｐ ｐ ｔ ， 说 明每 个个体的加工方法 ， 整 体归纳为 “ 分 体加工” 对 之父柳冠中教授所 说 ： 中国社会如今是一 个混 杂体， 既有根深 蒂固的农 材 料进行设计 研究 、 构思方 案 、 分析。 体 现一种创新 型的教 学思路 ， 清 业文化的残余意识 ， 也有 “ 拷贝” 西方文化 “ 重温” 封建 帝王 ， 而滋生 华 的这种教 学思 路： 本质 在于试验 。 追 求感官刺激 的 “ 物 欲横流 ” ， 同时还 在玩 味着个性信息 文化 的表象 。 如 图１ 、 ２ 所示 ： 济南大学工业设 计系师生共 同创作 的作品 ， 是老 师 当代设 计的 表现 更成为 一种 “ 多元 化” 趋势 ， 在 “ 全球化 ” 设 计隆隆 声 在上课 过程中， 根据 学生的兴趣 ， 让学生 在充分了解产品的加工工艺 的 中， 不同国家、 不同地域之 间， 同时代下 的设计风正 日 趋模糊 。 … 基础 之上 ， 进 行的创新型 设计。 学生 自由组织 搭配 ， 其 中也包含机械 专 好的设计一 定是 “ 问题 ” 的良好协调统 一体。 好的设计一定 是带 有 业的学生， 充分 的利用了课 上学习， 课－ Ｆ Ｎ新的机制对对产品进行研发 ， 悖论 的设计， 并非完 美无 暇的 。 如： 设 计结 果不 符合用户需 求 ； 设计 思 学生可以通过课下 的成 果来激发上课的积极性。 其主要功能 ： 对废纸 的 路 缺乏创新 ； 造型 语言无序 ； 功能与形态过 渡不当 ； 工艺性与成型性 矛 回收放入不 高于 １ ０ ｋ ｇ 的废 纸， 进行称重 ， 根 据放入的重量 和废纸价格， 盾； 形态 受力不合 理 ； 使 用方 式与结构 原理 不协调等 等。 韩国 的Ｋ Ａ Ｉ Ｓ Ｔ 使操作者可刷卡获益 。 塑料瓶的 回收： 投 入的各种饮料瓶在进行检测合 大学著名教授 白桑 明先 生讲述 ： 设计不是在做一 个好的外表 ， 设计是 发 格后， 设 备会有相应 的语音提示 ， 操作者可通过刷卡获得相应的收益。 现 问题 ， 提出问题 的一 个过程 ， 并 将问题 带给公 众。 基 于此 ， 我 们的教 ２ 、 现代设计的可持续 价值观与思维的思辨性 。 学过程 一定是将设计 中的 问题 不断提出， 并不断优化。 每一 个设计都 是 这一点， 关 于设计 的创新与 设计 的价 值观也是 教学过程 老生常谈 在 某个阶段 的适 应品 ， 等 过几年 ， 原有设计 将被新的设 计代替 ， 因为有

⼯业设计师必懂的百⼤加⼯⼯艺！来源：新材料在线作为⼀个⼯业设计师，各种材料的加⼯⼯艺是必须要了解的。

所以今天，为⼤家带来成型、表⾯加⼯、连接、切割等四个⽅⾯共100⼤⼯艺动图，希望能对⼤家有所帮助！~塑料成型01注塑—⼀种⼯业产品⽣产造型的⽅法。

产品通常使⽤橡胶注塑和塑料注塑。

注塑还可分注塑成型模压法和压铸法。

注射成型机(简称注射机或注塑机)是将热塑性塑料或热固性料利⽤塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备，注塑成型是通过注塑机和模具来实现的。

02挤出—物料通过挤出机料筒和螺杆间的作⽤，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头⽽制成各种截⾯制品或半制品的⼀种加⼯⽅法。

03旋转成型—⼜称滚塑成型、旋塑、旋转模塑、旋转铸塑、回转成型等，该成型⽅法是先将计量的塑料(液态或粉料)到加⼊模具中，在模具闭合后，使之沿两垂直旋转轴旋转，同时使模具加热，模内的塑料原料在重⼒和热能的作⽤下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表⾯上，成型为与模腔相同的形状，再经冷却定型、脱模制得所需形状的制品。

04吹塑—也称中空吹塑，是⼀种发展迅速的塑料加⼯⽅法。

热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热（或加热到软化状态），置于对开模中，闭模后⽴即在型坯内通⼊压缩空⽓，使塑料型坯吹胀⽽紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。

05吸塑—⼀种塑料加⼯⼯艺，主要原理是将平展的塑料硬⽚材加热变软后，采⽤真空吸附于模具表⾯，冷却后成型，并应⽤于各⾏各业的⼀种技术⼯艺。

06模压成型—⼜称压制成型或压缩成型，是先将粉状,粒状或纤维状的塑料放⼊成型温度下的模具型腔中,然后闭模加压⽽使其成型并固化的作业.模压成型可兼⽤于热固性塑料,热塑性塑料和橡胶材料。

07压延成型—将熔融塑化的热塑性塑料通过两个以上的平⾏异向旋转辊筒间隙，使熔体受到辊筒挤压延展、拉伸⽽成为具有⼀定规格尺⼨和符合质量要求的连续⽚状制品，最后经⾃然冷却成型的⽅法。

材料加工和成型工艺课程名称：材料加工和成型工艺课程代码：0934第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点材料加工和成型工艺是高等教育自学考试工业设计专业所开设的专业基础课程之一，它是一门理论联系实际、理论性较强的课程。

本课程使考生全面了解工业造型材料的种类、性能、质感和工艺对产品造型设计的阻碍，以及常用材料的选用、加工技术和工艺。

应用于产品造型设计中材料和加工工艺的选用，以便实现设计的目的和要求。

二、课程目标与差不多要求设置本课程，为了使考生能够熟悉造型设计与材料的关系，把握各种材料的性能特点及其加工工艺，了解新型材料，从而运用设计手段，充分利用材料的内在功能和表面特点，制造出功能好、技术性能高、款式新颖的工业产品通过本课程的学习，要求考生把握产品开发设计中有关材料和加工工艺的差不多知识、差不多原理和方法，把握产品造型设计材料与工艺的学习方法及理论联系实际方法，提高分析问题和解决问题能力。

三、与本专业其它课程的关系材料加工和成型工艺是工业设计专业大学专科学生必修的专业基础课，它与工业设计专业的许多其它课程有着紧密的关系，是产品改良设计、产品开发设计的先导课程。

第二部分考核内容与考核目标第一章概论一、学习目的与要求通过本章学习，了解造型设计与材料和工艺性的关系，以及造型材料的差不多概念，明白得质感设计的形式、原那么和作用，对造型材料有一个差不多的认识。

二、考核知识点与考核目标〔一〕产品造型设计与材料〔重点〕识记：造型材料的特性、应用与进展明白得：材料与造型造型材料的种类与差不多性能造型材料应具备的特性造型材料的应用与进展〔二〕工业造型材料的美学基础〔重点〕明白得：质感的概念质感设计在造型设计中的作用应用：造型质感设计形式与原那么〔三〕产品造型设计与工艺性〔次重点〕明白得：造型设计与加工工艺造型设计与装配工艺造型设计与装饰工艺第二章金属材料及其加工技术一、学习目的与要求通过本章学习，明白得金属材料是最重要、应用最广泛的工业造型材料，把握常用金属的差不多知识，能够依照设计需要正确选用金属材料。

一、填空题（共13小题，共40空，每空1分，共40分）1、金属材料的使用性能是指材料在使用过程中表现出来的性能，它包括、和性能等。

2、材料按照其化学组成可以分为、、和四类。

3、材料基本性能包括和。

4、金属材料的性能包括和。

5、陶瓷制品的工艺过程一般包括、和三个主要工序。

6、陶瓷制品的旋压成型可以分为和两种。

7、金属焊接按其过程特点可分为3大类：、、。

8、材料按照其化学组成可以分为、、和四类。

9、材料基本性能包括和。

10、材料的工艺性能包、、、、等。

11、工业产品造型材料应具备的特殊性能包括、、和。

12、钢铁材料按照其化学组成可以分为钢材、和三大类；其中钢材按照化学组成可以分为和两大类；13、铸铁材料按照石墨的形态可以分为可锻铸铁、和三种。

二、选择题（共3小题，每小题2分，共6分）1.从材料性能考虑，要设计具有切削硬质材料功能的产品部件，以下钢铁材料中最为适宜的是（ )，要加工制作弹簧零件，最适宜选用 60Mn。

A. 60MnB. T12AC. T8AD. Q255A2.下列材料中最适合用于制作飞机结构梁的是（ ) 。

A. 铸造铝合金B. 锻铝C. 防锈铝合金D. 硬铝3. 以下塑料材料中成型后不可以重复加工利用的是（ ) ，电镀性能最好。

A. 聚苯乙烯B. ABS工程塑料C. 酚醛塑料D. 有机玻璃三、名称解释（共2小题，每小题5分，共10分）1、铸造：2、静力强度：四、简答题（共2小题，每小题10分，共20分）1、简述金属的熔模铸造工艺。

2、什么叫热固性塑料和热塑性塑料？其代表材料都有哪些？五、论述题（共2小题，每题12分，共24分）1、材质美是产品美的一个重要方面，产品的材质美可通过哪些方式来体现？2、简述材料的质感及其构成。

1、金属材料的性能包括使用性能和工艺性能;2、金属材料的使用性能是指材料在使用过程中表现出来的性能,它包括机械性能、物理性能和化学性能等;3、金属材料的工艺性能是指材料对各种加工工艺适应的能力,它包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能和切削加工性能等;4、根据载荷作用性质不同,载荷可分为静载荷、冲击载荷、疲劳载荷等三种;5、材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、复合材料和有机材料四类;6、材料基本性能包括固有特性和派生特性 ;7、材料的工艺性能包括切削加工工艺性能、铸造工艺性能、锻造工艺性能、焊接工艺性能、热处理工艺性能等;8、工业产品造型材料应具备的特殊性能包括感觉物性、加工成型性、表面工艺性和环境耐候性 ;9、钢铁材料按化学组成分为钢材、纯铁和铸铁；其中钢材按化学组成分为碳素钢和合金钢;10．铸铁材料按照石墨的形态可分为可锻铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁三种;11、变形铝合金主要包括锻铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和防锈铝合金 ;12、金属制品的常用铸造工艺包括砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造等;13、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理 ;14、塑料按照其重复加工利用性能可以分为热塑性塑料和热固性塑料 ;15、塑料制品的成型工艺主要包括吹塑成型、挤塑成型、吸塑成型、注塑成型等;16、陶瓷材料根据其原料、工艺和用途,可以分为传统陶瓷和近代陶瓷两大类;17、陶瓷制品的工艺过程一般包括原配料、坯料成型和窑炉烧结三个主要工序;18、陶瓷制品的坯体成型方法主要有压制成型、可塑成型和注浆成型三种;19、陶瓷制品的旋压成型可以分为覆旋旋压法和仰旋旋压法两种;20、日用陶瓷制品可以分为陶器、瓷器和炻器;其中陶器的气孔率和吸水率介于炻器和瓷器之间;21、玻璃按用途可分为日用器皿玻璃、技术用玻璃、建筑用玻璃、和玻璃纤维四大类;22、玻璃的加工工艺包括原料装配、加热熔融、成型加工、热处理和表面装饰 ;23、玻璃成型工艺包括压制、拉制、吹制、压延、浇注和结烧等;24、锻造是利用手锤锻锤或压力设备上的模具对加热的金属抷料施力,使金属材料在不分离条件下产生变形 ,以获得形状尺寸和性能符合要求的零件;25、金属焊接按其过程特点可分为3大类：熔焊、压焊、钎焊26、金属切削加工可分为钳工和机械加工两部分;27、木材与其他材料相比,具有多孔性、各向异性、湿涨干缩性、燃烧性和生物降解性等独特性质;28、木材在横切面上硬度大,耐磨损 ,但易折断 ,难刨削 ,加工后不易获得光洁表面;29、塑料的基本性能：质轻比强度高,优异的电绝缘性能,减摩耐磨性能好,优良的化学性能,透光及防护性能,减震消音性能好,独特的造型工艺性能,良好的质感和光泽度;30、塑料的挤出成型也称挤压模塑和挤塑,它是在挤出机中通过加热,加压而使物料以流动状态连续通过挤出模成型的方法;31、按照陶瓷材料的性能功用可分为普通陶瓷和特种陶瓷两种;32、玻璃的熔制过程分为：硅酸盐的形成,玻璃的形成,澄清和均化,冷却;33、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理 ;34、金属件的连接工艺可以分为机械性连接、金属性连接和化学性连接三种类型;35、涂料由主要成膜物质、次要成膜物质和辅助材料三部分组成;1．铸造：是熔炼金属、制造铸型并将熔融金属流入铸型、凝固后获得一定形状和性能的铸件的成型方法;锻造：是将要加工的工件坯料在熔炉中加热到一定温度,然后用工具取出在不同的设备上锻打加工;2.弹性：是指材料受外力作用而发生变形,当外力除去后,材料能恢复到原来状态的性能;塑性：是指在外力作用下产生变形,当外力除去后,不能恢复原状,保留永久变形的性能;3．硬度：是材料表面抵抗穿透和刮划的能力;静力强度：在缓慢加力条件下,金属材料抵抗变形和断裂的能力;4.挤塑：又称挤出成型,是将物料加热熔融成粘流态,借助螺杆挤压作用,推动粘流态的物料,使其通过口模而成为截面与口模形状相仿的连续体的一种成型方法;5. 电镀：指在直流电的作用下,电解液中的金属离子还原并沉积在零件表面形成一定性能的金属镀层的过程;6.熔模铸造：又称失蜡铸造、因其铸件表面光滑精细又称为精密铸造,因可以获得无分型面的铸型,所以又称为整体铸造;7.陶瓷的可塑成型：是用各种不同的外力对具有可塑性的坯料进行加工,迫使坯料在外力作用下发生可塑变形而制成生坯的成型方法;8.金属的弹性：是指当外力去除后,材料能迅速恢复到原来的形状和尺寸的性能;9.金属压力加工：是在外力作用下,使金属坯料产生塑性变形,从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的加工方法;10.注塑成型：又叫注射成型,适用于热塑性塑料和部分流动性好的热固性塑料制品的成型;注塑成型是将粒状或粉状的塑料原料加进注射机料筒,塑料在热很机械减切力的作用下塑化成具有良好流动性的熔体,随后在住塞或螺杆的推动下熔体快速进入温度较低的模具内,冷却固化形成与模腔形状一致的塑料制品;1.简述金属的熔模铸造工艺;答：熔模铸造又称失蜡铸造,因其铸件表面光滑精细又称为精密铸造,因可以获得五分型面的铸造,所以又称为整体铸造;铸造的过程是：用易熔材料制成模型,在模型表面涂挂耐火涂料后硬化,反复多次并将模型熔出来,焙烧硬壳,即可得到天分型面的铸型,用这种铸型浇注后即可获得尺寸准确和表面光洁的铸件;2什么叫热固性塑料和热塑性塑料其代表材料都有哪些答：热固性塑料是在受热或其他条件下能固化或具有不溶熔特性的塑料;代表有：酚醛塑料PE环氧塑料EP氨基塑料不饱和聚酯UP热塑性塑料是在加热到一定温度后软化,而且有一定的可塑性,冷却后变硬,可反复加热冷却,其性能不发生变化的塑料;代表有：聚乙烯PE聚氯乙烯PVC聚苯乙烯PS聚丙烯PPABS 聚酰胺PA3,简述工程材料的分类及主要用途;答：工程材料有各种不同的分类方法;若将工程材料按化学成分可分为金属材料,无机非金属材料,有机高分子材料和复合材料四大类;工程材料被广泛的应用到人类活动的各个不同领域,为人类的生产,生活服务;4.材料的使用性能有哪些答：材料的使用性能包括物理性能和化学性能, 材料的物理性能包括密度,力学性能,热性能,电性能,磁性能,光性能等;材料的力学性能包括强度和塑性,脆性和韧性,硬度,耐磨性等,材料的化学性能包括耐腐蚀性,抗氧化性和耐候性;5,陶瓷材料的基本性能有哪些答：基本性能包括：光学性质：白度、透光度、光泽度；力学性质：硬度高、抗拉强度低、熔点高,热硬度高,脆性大、几乎没有塑性,抗压强度高,但稍受外力便发生脆裂,抗冲击强度远低于抗压强度；热性能：碰着系数和导热系数小,承受温度快速变化的能力差；化学性质：能耐无机酸和有机酸及盐,耐碱能力较弱；气孔率和吸水率：吸水率小;6.玻璃有哪些基本性能答：玻璃强度：是一种脆性材料,抗张强度较低；硬度：硬度较大;仅次于金刚石,比一般金属要硬；光学特性：是一种高度透明的物质,具有吸收和透过紫外线,红外线,感光,变色,防辐射等一系列重要的光学性能；电学性能：常温下,玻璃一般是电的不良导体,有些是半导体；玻璃的热性能很差,一般经受不了温度的急剧变化；化学性质较稳定,大多数工业玻璃都能抵抗除氢氟酸以外酸的侵蚀,耐碱性腐蚀能力较差7.木材有哪些综合性能答：木材是在一定条件下生长起来的,具有复杂的综合性能,质轻,易加工,木材对空气中的水分敏感,具有平衡、自动调节的作用,具有美力的花纹和光泽,导热导电性能差,具有一定可塑性,易变形,易燃,具有各向异性8.简述材料的质感及其构成;答：材料的感觉特性又称材料质感,是人的感觉系统因生理刺激对材料做出反应或由人的知觉系统从材料表面特征得出的信息,是人对材料的生理和心理活动;材料的感觉特性按人的感觉可分为触觉质感和视觉质感,按材料本身的构成可分为自然质感和人为质感;触觉质感是人们通过手和皮肤触及材料而感知材料表面特性,是人们感知和体验材料的主要感受;视觉质感是通过眼睛的视觉来感知材料表面特征,是材料被视觉感受后经大脑综合处理产生的一种对材料表面特征的感觉和印象;自然质感是材料本身固有的自然质感,是材料的成分,物理,化学特性和表面肌理等物面组织所显示的特征;人为质感是人有目的的对于材料表面进行技术性和艺术性加工处理,使其具有材料自身非固有的表面特征;人为质感突出人为的工艺特性,强调工艺美和技术创造性;9简述材料和工业设计的关系;答：材料是一切工业设计的载体,工业设计与材料密不可分;形态,功能和材料是构成产品的三大要素,三者互为影响;新材料,新技术的出现以及创新性的运用材料对于产品发展产生过重要影响;材料的不断创新实现着人们对于产品的种种梦想,同时也使产品的生命周期越来越短;现代设计的竞争在一定程度上是材料和工艺的竞争;新产品设计都应该考虑用何种材料以及相应的加工工艺;一方面,要考虑材料是否满足设计的功能要求,既满足其物理,化学,机械性质等方面的要求;另一方面,要考虑所选用的材料能否表达设计的高层次的要求,包括各种感情,文化等的表达;在这,应从经济角度考虑选用何种材料,三者不可缺;成功的设计是将三者巧妙、有机的结合;10.什么是金属材料的力学性能其衡量指标有哪些说明其含义.答;是指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能;常用的力学性能主要有：强度,塑性,硬度,刚度,弹性,韧性和疲劳强度等;强度：材料在载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度;塑性：是指材料在断裂前产生永久变形而不被破坏的能力;硬度：是指材料表面抵抗穿透和刮划的能力;刚度：是指材料抵抗变形的能力这种变形往往指的是弹性变形弹性：是指当外力去除后,材料能迅速恢复到原来的形状和尺寸的性能;韧性：就是材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力;疲劳程度：是指材料在交变载荷作用下而不破坏的最大应力值;。

主要工序和吹制法类似。做成料泡后，粘结在顶盘上，一边吹气一边拉制成 玻璃管。
图片赏析
实例四
压花玻璃又称花纹玻璃或滚花玻璃，压花玻璃是采用压延方法制造的一种平 板玻璃，制造工艺分为单辊法和双辊法。 单辊法是将玻璃液浇注到压延成型台上，台面可以用铸铁或铸钢制成，台面 或轧辊刻有花纹，轧辊在玻璃液面碾压，制成的压花玻璃再送入退火窑。 双辊法生产压花玻璃又分为半连续压延和连续压延两种工艺，玻璃液通过水 冷的一对轧辊，随辊子转动向前拉引至退火窑，一般下辊表面有凹凸花纹， 上辊是抛光辊，从而制成单面有图案的压花玻璃。
能力。含Mn、Cr、Ni等合金元素的合金钢淬透性比较好，碳钢的淬透性比较
金属铸造成型工艺

离心铸造
铸型并凝固成型。离心铸造的铸型分为金属型和砂型两种。
离心铸造是将熔融金属浇入旋转的铸型中，是液态金属在离心的作艺：
冷模撞砂离心铸造工艺，其工艺流程是：工艺设计→设计工装→制造工装→
(三)化学稳定性和玻璃的光学性能
玻璃具有较高的化学稳定性，但长期遭受侵蚀性介质的腐蚀，也能导致变质 和破坏。 玻璃既能透过光线，又能反射光线和吸收光线，所以厚玻璃和多层重叠玻璃， 往往是不易透光的：玻璃反射光能与投射光能之比称为反射系数。反射系数 的大小决定于反射面的光滑程度、折射率、投射光线入射角的大小、玻璃表 面是否镀膜及膜层的种类等因素。 玻璃吸收光能与投射光能之比称为吸收系
数；透射光能与投射光能之比称为透射系数。反射系数、透射系数和吸收系
数之和为l00％。普通3mm厚的窗玻璃在太阳光垂直投射的情况下，反射系 数为7%，吸收系数为8％．透射系数为85%。 将透过3mm厚标准透明玻璃
的太阳辐射能量作为1.0，其它玻璃在同样条件下透过太阳辐射能的相对值称

工业设计必须知道的表面材料及表面处理工艺材料及表面处理化学镀（自催化镀）autocalytic plating在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。

这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。

电镀electroplating利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。

电铸electroforming通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开）的过程。

这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。

棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。

真空镀vacuum plating真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层，例如作为内部屏蔽层使用。

塑料电镀------塑料电镀的特点塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。

它的比重小，耐腐蚀性能良好，成型简便，具有金属光泽和金属的质感，还有导电、导磁和焊接等特性。

它可以节省繁杂的机械加工工序、节省金属材料，而且美观，装饰性强，同时，它还提高了塑料伯的机械强度。