工业设计专业《材料与工艺》2第二章、设计材料的分类与特性
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2材料的工艺特性材料的工艺特性是指在制备、变形和加工过程中,材料表现出来的特定性质和行为。
这些特性包括材料的形态变化、物理性能和化学性质的变化等。
本文将讨论两种材料的工艺特性:金属和塑料。
金属材料的工艺特性主要包括可塑性、韧性和导热性。
首先,金属材料具有良好的可塑性,即能够通过加工和变形来改变其形状。
这是因为金属的晶体结构通常呈层状排列,中间由金属离子组成,因而可以容易地滑动。
这使得金属材料能够进行冷、热加工、锻造和深冲等形变加工工艺。
其次,金属材料具有较高的韧性,即能够在受到外力作用下承受较大的变形而不断裂。
这是因为金属材料晶体中的金属键结构具有较强的结合力,能够抵抗外力的影响。
这种特性使金属材料广泛应用于建筑、航空航天、汽车等领域,能够保证构件的安全性和可靠性。
另外,金属材料还具有良好的导热性能。
由于金属的离子在晶体中自由移动,可以迅速传递热量。
因此,金属材料在制备过程中能够快速吸收或释放热量,确保材料加工过程中的稳定性和均匀性。
相比之下,塑料材料的工艺特性与金属材料有所不同。
首先,塑料材料具有较高的可塑性。
由于塑料没有晶体结构,分子间的键结构较弱,使得塑料更容易发生形变。
这使得塑料可以通过压制、注塑等加工工艺来制备各种形状的制品。
其次,塑料材料在具有一定的韧性的同时,也表现出一定的脆性。
塑料的韧性取决于其分子链的长度和结构。
较长的分子链可以使塑料具有较好的韧性,但如果分子链过长,塑料会变得易碎。
因此,在使用塑料材料时,需要根据具体的需求选择合适的塑料种类和加工工艺。
此外,塑料材料的导热性相对较差,热传导能力较低。
这意味着在塑料制品的制备过程中,热传导过程较为缓慢,需要更多的时间和能量来完成相同的加工过程。
综上所述,金属和塑料材料的工艺特性具有一定的差别。
金属材料具有较好的可塑性、韧性和导热性能,适用于各种复杂的加工工艺。
而塑料材料则具有更高的可塑性和较差的导热性,适用于注塑、挤出等工艺。
了解材料的工艺特性有助于选择合适的材料和加工工艺,确保产品品质和制造效率的提高。
设计材料及加工工艺(修订版)(章节总结)班级:工业设计101姓名:柳佳学号:201010131指导老师:王斌修目录第一章……………………………………………(1-2)第二章……………………………………………(2-4)第三章……………………………………………(4-5)第四章……………………………………………(5-7)第五章……………………………………………(7-9)第六章……………………………………………(9-11)第七章……………………………………………(11-12)第八章……………………………………………(12-14)第九章……………………………………………(14-15)第十章……………………………………………(15-16)第十一章…………………………………………(16-17)第一章概论纵观人类进化历史,材料的开发、使用和完善都贯穿其中,是人类文明和时代进步的标志,是社会科学技术发展水平的标志。
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得以实现的。
人类的设计意识与使用材料是并生共存的,任何设计都需要通过材料来实现。
产品造型设计的过程实际上是对材料的理解和认识的过程,是“造物”与“创新”的过程,是应用的过程。
列举古希腊的石椅,我国明代的椅子,及国外椅子的发展创新历程,说明设计造型的变化与发展和材料的应用与发展是相辅相成、相互影响、相互促进、相互制约的。
通过不断的是研究和实践,设计师们在材料的运用上给我留下了丰富而宝贵的经验。
依托着科学技术的发展,各种新材料、新工艺不断涌现,给材料运用更大的发展空间。
产品科学的发展,使产品形态产生了根本变化。
产品造型设计是工业产品技术功能设计与美学设计的结合与统一,集现代科学技术与社会文化、经济和艺术为一体。
造型设计是一种人造物的活动,是人们在一定文化艺术指导下,有意识、有目的地运用人类科学文化发展的优秀成果,用现代工业生产方式将各种材料转变为具有一定价值或具有商品性的工业产品的创造活动。
一、材料密度这我就不介绍了。
二、力学性能1、强度指材料在外力作用下抵抗明显的塑性变形或破坏作用的最大能力。
2、弹性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。
3、塑性在外力的作用下材料产生变形,当外力取消后材料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。
4、脆性和韧性韧性是指材料抵抗裂纹萌生与扩展的能力。
韧性与脆性是两个意义上完全相反的概念材料的韧性高,意味着脆性低,反之亦然。
5、硬度硬度是材料抵抗其他物体压入自己表面的能力,反映出材料局部塑性变形的能力。
6、疲劳特性材料在受到拉伸、压缩、弯曲、扭曲或这些外力的组合反复作用时,应力的振幅超过某一限度即会导致材料的断裂,这一限度称为疲劳极限。
7、耐磨性材料对磨损的抵抗能力称为材料的耐磨性。
三、热学性能1、熔点纯金属由固态转变为液态时的温度称为熔点。
2、比热容将1g质量的材料温度升高1℃所需要的热量称为该材料的比热容。
3、热胀系数材料由于温度的上升或下降会产生膨胀或收缩,此种变形如果说是以材料上两点之间的单位距离在温度升高10℃时的变化来计算即称为热胀系数。
4、热导率(导热系数)材料中将热量从一侧表面传递到另一侧表面的性质称为导热性。
5、耐热性材料长期在热环境下抵抗热破坏的能力,通常用耐热温度来表示。
6、耐燃性材料对火焰和高温的抵抗性能。
7、耐火性材料长期抵抗高热而不熔化的性能,或称耐熔性。
四、电性能1、导电性材料传导电流的能力。
2、电绝缘性与导电性相反。
五、磁性能磁性能指金属材料在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的性能。
六、光性能材料对光的反射、透射、折射的性质。
七、材料的化学性能材料在常温或高温时抵抗各介质的化学或电化学侵蚀地能力,1、耐腐蚀性2、抗氧化性3、耐候性材料在各种气候条件下,保持其物理性能和化学性能不变的性质。
设计材料与工艺知识点设计材料与工艺是现代设计领域中非常重要的组成部分,它们决定了设计作品的外观、质量和实用性。
本文将介绍一些与设计材料和工艺相关的知识点,帮助读者更好地了解和运用它们。
一、设计材料设计材料是指在设计过程中用于制作设计作品的各种物质材料。
它们可以分为自然材料和人造材料两大类。
1. 自然材料自然材料是指存在于自然界中的材料,如木材、石材、金属等。
这些材料具有天然的质感和独特的纹理,常用于室内装饰和家具制作等领域。
例如,在家居设计中,设计师经常使用实木家具来营造温馨的氛围和质感。
2. 人造材料人造材料是指通过人工合成或改造的材料,如塑料、合成纤维、玻璃等。
这些材料具有可塑性强、颜色多样的特点,广泛应用于建筑、服装、工业产品等领域。
例如,在建筑设计中,设计师常常使用塑料制品来实现各种复杂造型和立体效果。
二、常见设计工艺设计工艺是指设计师在制作设计作品时所采用的工艺方法和技术。
以下是几种常见的设计工艺。
1. 印刷工艺印刷工艺是将设计图案以印刷方式转移到特定材料上的工艺过程。
常见的印刷工艺包括平面印刷、凹版印刷、丝网印刷等。
这些工艺可以将设计作品快速、大批量地复制,并保持图案的清晰度和色彩还原度。
2. 雕刻工艺雕刻工艺是通过在材料上切割、雕琢等方式来制作出立体的设计图案。
常见的雕刻工艺包括手工雕刻、电脑数控雕刻等。
这些工艺能够为设计作品增加立体感和层次感,使其更加具有艺术价值和视觉冲击力。
3. 拼贴工艺拼贴工艺是将各种不同材质的碎片或元素拼贴在一起,形成具有独特效果的设计作品。
设计师可以利用纸张、布料、贴纸等材料进行拼贴,实现丰富多样的图案和色彩组合。
4. 热转印工艺热转印工艺是通过将设计图案印刷在转印纸上,再利用热压的方式将图案转移到目标材料上的工艺过程。
这种工艺可以实现设计作品与各种不同材质的结合,如服装、陶瓷等。
5. 功能性工艺功能性工艺是指通过特定技术手段为设计作品赋予某种特殊的功能性能。
设计工艺材料知识点设计工艺材料在产品设计中扮演着重要的角色。
通过选择合适的材料,设计师能够实现产品的外观和功能要求,并确保产品的质量和可持续性。
本文将探讨设计工艺材料的几个关键知识点。
一、材料的分类设计工艺材料可分为金属材料、塑料材料和复合材料三大类。
金属材料常用于制造结构零件,具有高强度和良好的导热性能。
塑料材料在设计中应用广泛,其轻便、耐化学腐蚀和可塑性良好的特点使其成为常见的选择。
复合材料则是由两种或两种以上不同材料组合而成,通常可以获得更好的性能。
二、材料的特性不同材料具有不同的特性,设计师需要根据产品的特点和需求选择合适的材料。
例如,金属材料具有较高的强度和硬度,但重量相对较重;塑料材料轻便易成型,但其力学性能相对较弱;复合材料具有高强度和轻质的特点,但成本相对较高。
设计师需要综合考虑这些特性,平衡产品的性能和成本。
三、材料的加工工艺设计工艺材料的选择还需要考虑到材料的加工工艺。
不同的材料需要采用不同的加工方法,如铸造、锻造、挤压等。
设计师需要了解这些加工工艺的原理和限制,以确保产品的制造过程能够顺利进行,并达到预期的效果。
四、材料的表面处理为了改善产品的表面质量和功能,设计师常常需要对材料进行表面处理。
常见的表面处理方法包括喷涂、电镀、阳极氧化等。
这些处理方法能够增加产品的耐腐蚀性、耐磨性,并赋予其特殊的外观效果。
设计师需要根据产品的需求选择合适的表面处理方法,并确保其与材料的兼容性。
五、材料的环境适应性在设计产品时,设计师还需要考虑材料的环境适应性。
不同材料对环境和使用条件的适应性有所差异,如耐热性、耐湿性、耐腐蚀性等。
设计师需要充分了解产品所处的环境,选择能够适应这些环境的材料,以确保产品的长时间稳定运行。
六、材料的可持续性随着可持续发展理念的普及,设计工艺材料的可持续性越来越受到关注。
设计师需要选择可以循环利用或回收利用的材料,减少资源浪费和环境污染。
此外,设计师还应考虑选择可降解的材料,以减少对自然环境的影响。
第一章材料与产品设计一、设计材料按照物质结构分类,并举例。
1)、金属材料:黑色金属(铸铁、碳钢、合金钢等)、有色金属(铜、铝及其合金等)、特殊金属材料2)、无机材料:石材、陶瓷、玻璃、石膏等3)、有机材料:木材、皮革、塑料、橡胶、涂料、粘合剂等4)、复合材料:玻璃钢、碳纤维复合材料等。
二、简答材料的固有特性有哪些?A.材料的物理性能1.力学性能:1)、强度是指材料在外力作用下抵抗破坏作用的能力。
由于外力作用方式不同,材料的强度可以分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等。
2)、弹性和塑性材料所承受的弹性变形量越大,则材料的弹性越好。
永久变形量大而不出现破裂现象的材料,其塑性好。
3)、脆性和韧性脆性材料容易受到冲击破坏,不能承受较高的局部应力。
韧性是两个相反的概念,材料的韧性高则意味其脆性低;反之亦然。
4)、刚度材料的抵抗变形能力越大,产生的弹性变量就越小,材料的刚度越好。
5)、硬度硬度是指材料表面抵抗塑性变形和破坏的能力。
6)、耐磨性磨损量越小,说明材料耐磨性越好。
2.热性能1)、导热性导热系数越大,是热的良导体,如金属材料;导热系数小,是热的绝缘体,如高分子材料。
2)、耐热性材料在热环境下抵抗热破坏的能力,通常用耐热温度来表示。
3)、热胀性材料由于温度变化产生膨胀或收缩的性能,通常用热胀系数表示。
热胀系数以高分子材料为最大,金属材料次之,陶瓷材料最小。
4)、耐燃性分为不然材料和易燃材料。
5)、耐火性材料长期抵抗高热而不熔化的性能,或称耐熔性。
3.导电性1)、电导体导电性是指材料传导电流的能力。
通常用电导率来衡量导电性能的好坏,电导率大的材料导电性能好。
2)、电绝缘性电阻率是电导率的倒数,电阻率大,材料电绝缘性好;击穿强度越大,材料的电绝缘性越好;介电常数越小,材料电绝缘性越好。
4.磁性能铁磁性材料——在外加磁场中,能强烈被磁化到很大程度的材料。
如铁、钴、镍等。
顺磁场材料——在外加磁场中,只是被微弱磁化的材料,如锰、铬等抗磁性材料——能够抗拒或减弱外加磁场磁化作用的材料,如铜、金、银、铅、锌等。