设计材料工艺学

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。

产品设计专业材料工艺与模型制作课程教学研究1. 引言1.1 背景介绍产品设计专业是一门旨在培养学生创新能力和实践技能的专业，材料工艺与模型制作课程是该专业的重要课程之一。

这门课程旨在为学生提供专业的材料工艺知识和模型制作技能，帮助他们在今后的设计实践中更加灵活和熟练地运用所学知识。

随着现代社会对产品设计的需求不断增加，产品设计专业的发展也越来越受到重视。

而材料工艺和模型制作作为产品设计中不可或缺的环节，对学生的综合能力和创造力提出了更高的要求。

深入研究材料工艺与模型制作课程的教学方法和效果，对于提高学生的实践能力和创新能力具有重要意义。

在这样的背景下，本文将对产品设计专业材料工艺与模型制作课程的教学内容、教学方法、案例分析以及教学效果进行深入研究，旨在探讨如何进一步完善课程教学，提高教学质量，促进学生的综合能力和创新能力的发展。

1.2 研究目的研究目的旨在深入探讨产品设计专业材料工艺与模型制作课程的教学研究，从而提高教学质量和效果。

具体目的包括：探讨课程教学内容的优化与改进，提升学生对材料工艺和模型制作的理解和实践能力；研究不同的教学方法，探索更加有效的教学策略，以激发学生的学习兴趣和潜力；通过案例分析，深入了解学生在模型制作过程中遇到的问题和挑战，为教学改进提供参考；评价课程教学效果，分析学生的学习成果和发展情况，为未来的教学提供指导和参考；最终旨在为产品设计专业材料工艺与模型制作课程的教学提供宝贵的经验和建议，促进教学质量的提升和学生能力的全面发展。

1.3 研究意义产品设计专业材料工艺与模型制作课程是产品设计专业中的重要课程之一，通过学习该课程，学生能够掌握产品制作过程中所需的材料选用、工艺操作技能以及模型制作技术。

这门课程不仅涵盖了产品设计的基本理论知识，还能够帮助学生提高实践能力，培养创新思维和解决问题的能力。

研究对产品设计专业材料工艺与模型制作课程的教学进行深入探讨，具有重要的理论意义和实践价值。

材料工艺学作业一、设计师若何依照须要选择材料工业设计师在进行产品设计时，材料的选择是以机能为依照的。

材料的机能又受到外界前提和应用前提的制约。

因此，设计师在设计工业产品时决定材料所要求的机能时，要推敲产品所处的外界情形和应用情形。

材料的差不多机能可分为应用机能和工艺机能。

应用机能是指材料在应用前提下表示出的机能。

具体如：力学机能、物理机能和化学机能等；工艺机能则是指材料在加工过程中表示出的机能。

如：切削加工机能、锻造机能、压力加工机能、焊接机能、热处理机能等。

是以，工业设计师在设计产品时必须把握好材料的机能以及产品的办事范畴和对象，才能在造型设计中更好地选择和应用各类材料，进步工业造型设计的后果。

工业造型材料的全然特点重要包含：感到物性、加工成型性、别处工艺性以及情形耐候性等。

1、感到物性，在产品设计中，对材料的感到物性的熟悉专门重要，合理应用材料的感到物性会给产品带来新的特点。

例如：木材具有温顺感，它的纹理给人以天然、柔和、舒服的感到。

2、加工成型性，工业设计师的职责是进行产品设计，而产品则是经由过程对特定的材料加工成型而付诸实现的。

工业造型材料必须是轻易加工成型的材料，必须具备优良的加工成型性。

因此加工成型性是衡量工业造型材料的重要身分之一。

关于不合的材料，其加工成型性不合。

3、别处工艺性，任何设计都不克不及直截了当应用全然材料和毛坯。

还应当经由过程一系列的别处处理，改变材料的别处状况。

其目标除了防腐化、防化学药品、防污染、进步产品的应用寿命外，还可进步材料别处的美化后果、改变产品的视觉后果、晋升产品的视觉后果价值。

因此，依照材料本身的性质和产品应用情形，精确选择别处处理和别处装潢工艺是进步产品外不雅质量的重要门路。

4、情形耐候性，关于不合的应用情形，不仅要合理选择材料，同时要有响应的别处处理方法。

使产品经得起情形身分的考查。

产品设计还要服从一系列轨则：1、调和轨则，确实是使产品整体的各个部分同一调和，使人感到各部位材料融合、调和。

材料课程设计与工艺实习一、课程目标知识目标：1. 学生能理解材料科学的基本原理，掌握不同材料的性质、分类及应用场景。

2. 学生能了解工艺实习的基本流程，掌握基本的工艺操作方法。

3. 学生能了解材料加工过程中可能出现的质量问题，并学会分析和解决方法。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，对给定材料进行合理选型，并设计出符合实际需求的制品。

2. 学生能在工艺实习过程中，熟练操作相关设备，完成制品的加工制作。

3. 学生能通过小组合作，解决实际问题，提高团队协作能力和沟通能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对材料科学产生兴趣，激发探索精神和创新意识。

2. 学生认识到材料科学在日常生活和国家发展中的重要性，培养社会责任感和使命感。

3. 学生通过工艺实习，体会到劳动的艰辛和快乐，培养敬业精神和工匠精神。

课程性质：本课程为实践性课程，结合理论教学和工艺实习，使学生在实践中掌握材料科学知识。

学生特点：学生处于高年级阶段，具有一定的理论基础，好奇心强，动手能力逐渐提高。

教学要求：教师需关注学生的个体差异，因材施教，引导学生将理论知识应用于实践，培养其解决问题的能力。

同时，注重培养学生的团队协作精神和职业素养，为将来的职业生涯打下坚实基础。

通过本课程的学习，学生应达到上述课程目标，为后续相关课程的学习和实际工作奠定基础。

二、教学内容本课程教学内容分为理论教学和实践教学两部分，依据课程目标，科学系统地组织以下内容：1. 理论教学：a. 材料科学基础：包括材料的性质、结构、制备方法等，对应教材第1-3章。

b. 材料分类及性能：介绍金属材料、无机非金属材料、高分子材料等，对应教材第4-6章。

c. 材料选型与应用：分析不同应用场景下材料的选择原则，对应教材第7章。

2. 实践教学：a. 工艺实习：包括设备操作、工艺流程、制品加工等，对应教材第8章。

b. 质量控制：分析材料加工过程中可能出现的质量问题及解决方法，对应教材第9章。

1、设计材料的分类按材料的来源分类：第一代的天然材料——不改变在自然界中所保持的状态，或只施加低度加工的材料，入木材、竹、棉、毛、皮革、石材等。

第二代的加工材料——利用天然材料经不同程度的加工而得到的材料，加工程度从低到高，有人造板、纸、水泥、金属、陶瓷、玻璃等。

第三代的合成材料——利用化学合成方法将石油、天然气和煤等原材料制造而得的高分子材料，入塑料、橡胶、纤维等。

第四代的复合材料——用有机、无机非金属乃至金属等各种原材料复合而成的材料。

第五代的智能材料或应变材料——随环境条件变化具有应变能力，拥有潜在功能的高级形式的复合材料。

2、按材料的物质结构分类黑色金属（铸铁，碳钢，合金钢）金属材料有色金属（铜，铝，及合金等）无机材料：石材，陶瓷，玻璃，石膏等有机材料：木材，皮革，塑料，橡胶等复合材料：玻璃钢，碳纤维复合材料3、按材料的形态分类：线状材料：钢管，钢丝，铝管，金属棒，塑料管等板状材料：木材，石材，泡沫塑料，混凝土，铸钢，铸铁，油泥，石膏等块状材料:4、金属材料的特性：（1）具有晶格结构的固体，由金属键结合而成(2)是电和热的良导体（3）具有金属所特有的色彩与光泽(3)具有良好的展延性(4)可以制成金属间化合物，可以与其他金属或氢，硼，碳、磷等非金属元素在熔融状态下形成合金，改善金属的性能(5)化学性能比较为活泼，易氧化生锈，生成腐蚀。

5、金属成型加工（1）铸造（2）塑性加工（3）切削加工（4）焊接（5）粉末治金6、金属铸造的分类及工艺特点（1）砂型铸造：适应性强，不受铸件形状，尺寸，重量及金属的种类的限制，工艺设备简单，成本低（2）熔模铸造：尺寸精确，表面光洁，无分型面，不必加工，或少加工，工序转多，生产周期长受型壳强度的限制，铸件的重量不超过25公斤。

（3）金属型铸造：表面光洁度和尺寸精度均优于砂型铸件，组织结构致密，力学性能高（4）压力铸造：尺寸精确，表面光洁，组织致密，生产效率高（5）离心铸造：组织致密，力学性能好，可减少气孔夹渣等缺陷7、金属塑性加工方法，以及相应工艺特点和用途（1）总特点：改善材料饿组织结构和性能，产品可直接制取或便于加工，无切削，金属损耗小（2）方法：Ａ、锻造，可做金属工艺品，刀具，机械零件B、轧制：热轧变形抗力小，变形量大，生产效率高，适合轧制大断面尺寸，塑性较差或变形量较大的材料，如圆钢，方钢，角钢，工字钢等。

材料制备工艺课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解材料制备工艺的基本概念，掌握不同材料的制备方法和工艺流程。

2. 使学生了解材料性能与制备工艺之间的关系，能够分析常见材料制备工艺对材料性能的影响。

3. 帮助学生掌握材料制备过程中的安全操作规范，了解实验仪器的使用方法。

技能目标：1. 培养学生独立设计简单的材料制备实验方案的能力，并能熟练操作实验仪器。

2. 提高学生分析实验结果，总结材料制备规律的能力。

3. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，提高创新意识和动手实践能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对材料制备工艺的兴趣，培养认真细致的科学态度。

2. 培养学生团队协作意识，学会分享与合作，提高沟通能力。

3. 增强学生环保意识，认识到材料制备工艺在环境保护和资源利用方面的重要性。

本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

同时，关注学生的个性差异，鼓励学生积极参与，发挥主动性和创造性，实现课程目标。

通过本课程的学习，使学生能够掌握材料制备工艺的基本知识和技能，培养科学素养，提高解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 基本概念：材料制备工艺的定义、分类及特点；材料结构与性能的基本关系。

2. 制备方法：介绍物理制备、化学制备、生物制备等方法，以及各种制备方法的优缺点。

3. 工艺流程：分析不同材料（如金属、陶瓷、高分子材料等）的制备工艺流程，包括原料处理、成型、烧结等环节。

4. 实验操作：学习实验仪器的使用方法，进行材料制备实验操作，掌握基本实验技能。

5. 材料性能分析：了解材料性能测试方法，通过实验数据分析材料制备工艺对材料性能的影响。

6. 安全与环保：学习材料制备过程中的安全操作规范，了解环境保护和资源利用的重要性。

教学内容依据教材章节进行安排，具体包括：第一章：材料制备工艺概述第二章：物理制备方法第三章：化学制备方法第四章：生物制备方法第五章：材料制备工艺流程第六章：实验操作技能第七章：材料性能测试与分析第八章：安全与环保教学进度根据课程目标和教学内容进行制定，注重理论与实践相结合，确保学生在掌握基本知识的同时，能够进行实际操作，提高综合能力。

思考题：1.什么是材料的感觉物性？指通过人的感知系统对材料作出的综合印象，包括人的感觉系统因生理刺激对材料做出的反映，或由人的知觉系统从材料表面得出的信息。

2.材料的质感及其构成。

是指物体表面的构成材料和构成形式作用于人的视觉和触觉而产生的心理反映，即表面质地的粗细程度在视觉和触觉上的直观感受。

包括：形态、色彩、质地和肌理等肌理：材料本身的肌体形态和表面纹理。

是质感的形式要素，反映材料表面的形态特征，使材料质感体现更具体形象。

质地：是质感的内容要素。

是物面的理化特征。

构成：质感的表情、质感的物理构成、3.材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、复合材料和天然材料四类。

4.材料基本性能包括工艺性能和使用性能。

5.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。

6.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。

7. 材料的使用性能有哪些？其主要的参数指标分别是什么？主要包含：材料的力学性能和材料的物理化学性能力学性能包括：1.强度-抵抗塑性变形和破坏的能力。

2.弹性-产生弹性变形的能力。

3.塑性-产生永久变形而不破坏的能力。

4.硬度-抵抗其他物体压入的能力。

5冲击韧性6疲劳强度7蠕变8松弛8.钢铁材料按照其化学组成可以分为钢材、纯铁和铸铁三大类；其中钢材按照化学组成可以分为碳素钢和合金钢两大类；9. 铸铁材料按照石墨的形态可以分为可锻铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁三种。

10.变形铝合金材料主要包括锻铝、硬铝、超硬铝和防锈铝合金。

11. 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。

12. 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。

13. 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。

（“。

”表示对，“？”表示错）14. T8A表示含碳量约为0.8％的高级优质碳素结构钢。

材料工艺学复习题一、选择题1.普通纸面石膏板厚度是〔〕A.1.2厘米B.1.0厘米C.0.95厘米D.0.75厘米2.现代建筑中常用的线管及水管主要材料为〔〕A.橡胶材料B.陶瓷材料C.塑料材料D.木质材料3.石材地面的铺贴顺序为〔〕Ａ.清理基层—选料弹线—摊铺水泥砂浆—铺贴—灌浆清理—养护B.清理基层—找平弹线—板材洒水—铺贴标准块—摊铺水泥砂浆—铺贴—灌浆清理—养护C.清理基层—找平弹线—摊铺水泥砂浆—铺贴—板材洒水—灌浆清理—养护D.清理基层—铺贴标准块—找平弹线—摊铺水泥砂浆—铺贴—灌浆清理—养护4.玻璃是以〔〕、纯碱、石灰石等无机氧化物为主要原料，与某些辅助性原料经高温熔融，成型后经过冷却而成的固体。

A.碎玻璃B. 石英砂C.氧化钠D.氧化硅5.宜兴紫砂壶属于什么材料〔〕A.陶器B.瓷器C.无釉细炻器D.复合陶器6.钢化玻璃可以分为物理钢化与〔〕A.冷热钢化B.化学钢化C.强化钢化D.特殊钢化7.黄铜为铜与〔〕的合金体A.锌B.镍C.铝D.金8.通常所说的PVC材料就是( )A. 聚苯乙烯B. 聚氯乙烯C. 聚乙烯D.聚酰胺9.复合强化地板外表的耐磨层主要含有 ( )A.三氧化二铝B. 酚醛树脂C.氧化钠D.碳化钠10.复合强化木地板首先是具有很高的耐磨性，外表耐磨耗为普通油漆木地板的〔〕倍。

A.5-10B.10-30C.30-50D.5011.墙纸制止在〔〕处拼缝A.阴角B.阳角C.石膏板缝D.材料拼接处12.有机玻璃板材，俗称有机玻璃。

它是一种具有极好透光率的热塑性塑料。

以下哪个不是有机玻璃的属性〔〕A. 透光性极好B. 质地较脆C. 抗寒性及耐候性都较好D.机械强度很高13. 钢材外表通常通过何种处理防锈〔〕A.镀锌B.镀镍C.镀铬D.镀铜14. 以下哪个不属于合成纤维的是〔〕A. 涤纶B.锦纶C. 腈纶D. 人造丝15. 以下何种地面需要铺设龙骨安装〔〕A.复合地板B.塑料地板C.实木地板D.羊毛地毯16.以下哪个是实木地板进口树种的〔〕A.榉木B.柞木C.白桦D.紫檀木17. 铝合金经过何种处理可以着色做成装饰品〔〕Ａ.阳极氧化处理 B.染料浸泡 C.涂料涂刷 D.色彩贴纸裱贴18. 户外台阶的石材外表经常做一些处理起到防滑的作用，以下哪种石材外表处理不适宜做户外楼梯踏步〔〕A. 剁斧板材B.机刨板材C.磨光板材D.粗磨板材19.中空玻璃的夹层中充入〔〕A.氮气B.枯燥空气C.氦气D.氢气20. 人造大理石通常分为水泥型人造石材，树脂型人造石材，复合型人造石材和烧结型人造石材，人造大理石不具备以下哪个特点〔〕A. 重量轻B.强度低(应该是强度大)C.耐腐蚀耐污染D. 耐污染21.陶瓷可以分为〔〕A.陶器和瓷器B.陶器和玉器C.瓷器和玉器D.陶土和瓷土22.将玻璃加热到一定温度后迅速冷却处理的玻璃称为〔〕A.浮法玻璃B.弹性玻璃C.钢化玻璃D.冷热玻璃23.在陶瓷制品外表用彩料绘制图案花纹是陶瓷的传统装饰方法，分为〔〕A. 釉下彩绘和釉上彩绘B. 釉下彩绘和饰金C. 釉上彩绘和饰金D. 饰金和釉中彩绘24.以下何种材料的吸音功能最强〔〕A.玻璃B.钢板C.海绵D.花岗岩25.通常用作楼梯踏步的玻璃为〔〕A.浮法玻璃B.夹胶玻璃C.彩绘玻璃D.钢化玻璃26. 普通实木地板主要使用何种木材〔〕A.松木B.柚木C.紫檀木D.水曲柳27. 铝合金门窗的特点〔〕A质量重 B.密封性差 C.色泽较差 D.耐腐蚀28.纸面石膏板采用何种材料固定于轻钢龙骨上〔〕A.自攻螺丝B.水泥钢钉C.膨胀螺栓D.铆钉29. 木工板基层如何裱贴陶瓷面砖〔〕A.水泥砂浆裱贴B.金属网加水泥砂浆C.901胶粘D.107胶粘30.装饰材料的性能与以下哪种属性无关〔〕A.孔隙率B.吸水性与吸湿性C.密度与强度D.色彩31. 石膏线条属于〔〕A.纺织品装饰材料B.陶瓷装饰材料C.无机矿物装饰材料D.木质装饰材料32.以下哪种材料具有良好的防火性能〔〕Ａ.石膏板 B.木工板 C.橡胶垫 D.无纺布窗帘33.以下哪个是铝合金吊顶龙骨的特点〔〕A.易生锈B.质量重C.易腐蚀D.易安装34.不锈钢是加以下那种元素为主并加其他元素的合金钢，其含量越高，钢的抗腐蚀性越好。