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产品造型材料与工艺

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非金属材料

一、非金属材料特性

·金属材料：高强度，高硬度，一定塑性韧性。

--缺点：难以达到满足一些特殊性能的要求【耐高温性、耐腐蚀性】

·非金属材料：

--独特性能：1、成形方法多样化

2、低温成形工艺简便

3、成形工艺与材料的制备工艺有机结合

--原料来源丰富，制造加工容易，节约能源。

(一)、高分子材料

·塑料属高分子材料，高分子材料又称高分子化合物或高分子聚合物（高聚物），是以高分子化合物为主要成分的有机材料。

·高分子材料种类：

--天然高分子材料

·蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡胶、淀粉、蛋白质等

--人工合成高分子材料

·塑料、合成橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料等

--工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。

·高分子化合物：是指分子质量和大的化合物（5000以上乃至几百万）

·低分子化合物：相对分子质量在500以下（这个数量之间的根据其性能来确定）

·一般性能：高分子化合物一般有较好的弹性、塑性和强度，低分子化合物这些性能较低。

所以，高分子化合物是相对分子质量大到使其机械性能具有工程意义的化合物。

概念扩充

·单体

--高分子化合物由低分子化合物通过聚合反应获得，组成高分子化合物的低分子化合物称

作单体。

·链节

--大分子链由许多结构相同的基本单元重复连接构成，组成大分子链的这种结构单元称作

链节。

·高分子材料:

·乙烯CH2=CH2（单体）

·聚乙烯（大分子链）...CH2--CH2--CH2--CH2...或--[-CH2--CH2-]n--

·聚合反应：加（成）聚合反应

·一种或几种单体相互加成而链结成的聚合物反应。（应用80%以上）

-例：聚乙烯的反应方程式

加聚

nCH2===CH2········→ -[-CH2--CH2-]n-

·缩（合）聚（合）反应

·一种或几种单体互相混合而连结成聚合物，同时析出（缩去）某种低分子（如：水、氨、

醇、卤化氢等）的反应。反应生成分与单体不同，反应复杂。少用。

·大分子链的化学组成、形态和聚合态

·化学组成

--组成大分子链的化学元素主要是碳、氢、氧，另外还有氮、氯、氟、硼、硫等元素，

其中碳是形成大分子链的主要元素。

--大分子链的原子以共价键结合，其组成元素不同，原子间共价键力就不同，高分子

材料的性能也不同。

·形态

--分子链的形态对聚合物性能有显著影响。

--大分子链课呈现不同的几何形状，主要有线型、支化型、和体型（或网型）三类。

线型分子链 可完全结成晶体

支化型分子链 由于存在支链，分子链之间不易形成规则排列，难于完全结晶成为晶体，

同时支链可以形成三维缠结，是塑性变形难以进行，影响高分子材料的

性能。如：低密度聚乙烯 分子带有许多支链，熔点为105°C，结晶度

为60%--70%；高密度聚乙烯 分子链几乎全部实线型，熔点135°C，结

晶度达95%。

体型（网状或交联型）分子链 网状分子链形成，是聚合物分子间不一相互流动，因而提高了聚合物的

强度、耐热性及化化学稳定性。

·高分子材料的聚合态：

--晶态

--部分结晶态

--非晶态（玻璃态）

·高分子材料的性能

·机械性能：高聚物的物理、力学状态

-线型非晶态高聚物的三种力学状态：

-线型非晶态高聚物在不同温度下表现出三种物理状态，即玻璃态、高弹态和粘流态。 1、塑料

-概念：以天然树脂或合成树脂（也称高分子化合物，因外观似天然树脂如琥珀、松香、虫胶等而得名）为原料，在一定温度和压力的条件下，可以用模具使其成型为具有一定形状和尺寸的塑料制件，当外力解除后，在常温下其形状保持不变。多数以合成树脂为基本成分，一般含有添加剂如：填料、稳定剂，增塑剂、色料或润化剂等。

·塑料的特点

·优点： ①比重小，比强度大；

②耐腐蚀，耐磨，绝缘减磨，消声，减震；

③易成型，易复合等优良的综合性能。

·缺点：易老化，耐热性差，刚性差，尺寸稳定性差。

塑料生产（树脂或半制品生产）

塑料工业

塑料制品的生产（塑料成型工业or加工工业）

塑料制品的简单生产流程

原料 树脂 塑料 塑料制品

塑料生产 塑料制品生产

·塑料制品生产系统的组成成型、机械加工、修饰三个过程。

·2、塑料的组成

·（1）合成树脂（高聚物）

-是由低分子化合物通过缩聚或加聚反应合成的高分子化合物，如酚醛树脂、聚乙烯等，是塑料的主要组成，也起粘结剂的作用。合成树脂在塑料中含量约占40%~100%，对塑料的性能起决定性作用。

·（2）添加剂

为改善性能而加入的其他组分，主要有以下几种：

·①填料或增强材料

--填料在塑料中主要起增强作用。有时也可改善或提高塑料的某些特殊性能，以扩大其应用范围。填料的用量可达20%~50%，是塑料改性最重要的组成。

--例如：

·加入石墨、石棉纤维或玻璃纤维等，可以改善塑料的机械性能；

·加入石棉粉可以提高塑料的耐热性；

·加入云母粉可以提高塑料的电绝缘性；

·加入二硫化钼等可以提高塑料的自润滑性；

·加入铝粉可以提高对光的反射能力。

·②固化剂

--它的作用在于通过交联使树脂具有体型网状结构，成为较坚硬和稳定的塑料制品。 --例如：

·在酚醛树脂中加入六亚甲基四胺；

·在环氧树脂中加入乙二氨、顺丁烯二酸酐等。

·③增塑剂

·用以提高树脂可塑性和柔软形的添加剂。常用的为液态或低熔点的固体有机化合物。

·例如：聚氯乙烯树脂中加入邻苯二甲酸二丁酯，可变为橡胶一样的软塑料。

·稳定剂

--为了防止受热、光等的作用是塑料过早老化，加入少量能稳定化作用的物质。

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浅谈产品造型材料的选择

浅谈产品造型材料的选择

浅谈产品造型材料的选择

当人们物质生活还不富裕时,对产品的要求更多地倾向于产品的功能性和机械性。当社会发展、物质生活提高到一定程度时,人们对产品的要求、产品设计的重点也随之转向造型感觉、造型个性方面。

产品的造型形象,是其自身功能的感性呈现,它表达了产品功能、结构、形态所特有的秩序感和合乎目的性。但真正体现设计师的设计水平,则取决于设计者对材料与产品结构的理解和感受程度。优秀的设计师必须善于利用这两大因素,让材料与产品的结构进入设计师的畅想之中,创造出丰富的产品以适应人们不同心理需求,并反映出具有当代特色的设计产品。科学技术的突飞猛进为材料科学的应用开辟了新的道路,新材料的层出不穷更为现代设计提供了选择的广阔天地。设计师在注意材料的使用性能时,也应注意到材料的工艺性能,经济成本以及材料的废弃再利用。同时,还应注意材料的外观特征、机理感受,只有在对材料的综合平衡和材料把握的基础上,才能让材料在新的组合、新的形态中一展风采,从而获得最佳的视觉效果。

因此,材料的合理设计、材料的灵活运用成为衡量设计成败的关键之一。笔者认为材料的合理选择,不仅关系到产品的造型设计,而且还涉及到产品的生产成本以及消费者的利益。本文将就这个问题略谈一、二。

一、材料的选择必须考虑产品的使用性能

材料的选择必须满足产品的使用性能。由于产品的功能不同,因此在性能上对材料的要求也有所差异。如;电熨斗的功能是利用电能转化为热能,从而达到熨平衣服的目的,因此,要求熨斗的底板应具有良好的导热性能和耐热性能,而把手因为必须与人直接接触,要求采用具能绝缘又能隔热且具舒适感的材料,所以电熨斗选用了不锈钢与塑料配合或直接采用塑料。

二、材料的选择必须考产品的使用环境

材料除了应满足产品的使用要求外,还应注意考虑产品的使用环境,不同的材料具有不同的环境适应性。如:聚脂材料具有较好的耐候性,适合作室外造

型材料,聚氯乙稀则因为易老化、脆化而只能作室内材料。着色铝合金是极好的造型材料,但经过不同表面处理得到的着色铝合金具有不同的适应性:有机染色的铝合金经日晒后易褪色,宜作室内餐具、灯具及装饰板,电解着色的铝合金则能耐紫外线,宜作室外装饰板材。

造型材料与工艺课程教学改革探讨

造型材料与工艺课程教学改革探讨

Ｎｏ．９　墼塞　ＴＩＭＥ　ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ　Ｓｅｖｔｅｍｂｅｒ　

造型材料与工艺课程教学改革探讨　

梁莉　

摘要：《造型材料与工艺》课程在工业设计专业教学中占有十分重要的地位，应让学生从设计应用的角度来认识和掌握材料与工艺　

的相关知识。本文通过分析课程在教学中突显出的问题，提出教学内容、教学方法和课程考核的改革模式，强化教学的实践性，既要注　

重学生对基础知识的掌握，叉注重创新实践能力的培养。　

关键词：工业设计造型材料与工艺教学改革　

中图分类号：Ｇ６４２．ｆ）　文献标识码：Ｃ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—８１８１．２０１１．０９．１１０　

工业设计是一门艺术与科学交叉融合、应用性强的新学科。　

在设计中，材料及工艺与设计密不可分，材料及工艺是产品设计　

的基础和前提，可见《造型材料与工艺》是工业设计专业中十分重　要的一门学科基础必修课，在教学中具有十分重要的地位。本校　

学生的设计思维很活跃，设计作品概念新颖但设计缺乏工艺理论　的支持，有华而不实之感。在课堂教学中，学生对工艺的讲解缺　

乏兴趣，感觉枯燥无味，与所学专业联系不大，课堂教学效果不　

佳，教学改革迫在眉睫。根据培养应用型本科人才的办学理念，　从以下几个方面改革教学。　

１转变单一课堂教学模式。采取多样化教学手段　《造型材料与工艺》课程的主要内容是材料的将胜、材料感觉　的运用和各类常见金属、非金属材料及其加工工艺，表面处理　

等。工业设计与材料加工是两个不同的专业，对材料加工工艺要　求掌握的知识深度不一样。因此在授课时，不该只重点强调各类　

材料的工艺加工方式，工艺本身的复杂性、精确性，这样会令课堂　变得沉闷，学生也不会从中得到设计的启发，甚至认为课程与所　

学专业联系不大。应让学生从设计的角度来了解材料工艺，不过　

多地涉及材料加工的专业理论，点到为止，可举一些有针对性的、　优秀的设计实例，通过讲解分析，让学生更深切地体会到材料和　

工艺的重要性，进而加深对材料和工艺的理解。避免“填鸭式”的　教学模式，师生之间的交流不应是单线式的，而应是一种互动式　

产品设计模型制作与工艺

产品设计模型制作与工艺

产品设计模型制作与工艺

产品设计模型是产品设计的一个关键环节，它是产品设计过程中的一个缩影，也是产品设计的实体化表现。产品设计模型的制作是设计师将设计思想转化为实体设计成果的关键步骤。下面介绍产品设计模型的制作过程。

1.准备工作

在制作产品设计模型前，需要准备一系列的工具和材料。首先需要准备纸张、铅笔、橡皮擦和尺子等工具，用以画出产品的草图。其次需要准备一些制作模型的常用材料，例如泡沫板、硬纸板、塑料板、塑料棒等，在选择材料时需要考虑到模型的大小、重量和制作难度等因素。还需要准备一些剪刀、刀具和胶水等工具用以切割和粘接材料。

2.绘制草图

在准备好工具和材料后，设计师需要画出产品的草图。草图是产品设计的基础，草图可以帮助设计师更直观地了解产品的结构和形态。画草图时需要考虑到产品的功能、造型、色彩和材质等因素。

3.选择制作材料

根据产品的设计要求，设计师需要选择适合的制作材料。通常选择的材料是泡沫板、硬纸板、塑料板、塑料棒等。在选择材料时需要考虑到其切割、粘接和强度等因素。

4.制作模型结构

首先需要将草图按比例放大或缩小至实际模型大小，然后再将其用作制作模型的模板。然后根据模板切割相应的材料，再用胶水粘贴起来，组成模型的结构骨架。在制作骨架时需要考虑到重心和稳定性等因素。

5.完善细节部分

在完成模型结构后，需要完善模型的细节部分。这些细节部分包括产品的外形、表面质感、配色、标识和功能部件等。设计师需要根据草图和设计要求，将细节部分逐一加入模型中。

6.抛光和表面处理

最后需要对模型进行抛光和表面处理，以提高其整体的外观表现。抛光和表面处理的主要工具是砂纸和喷漆。在进行表面处理时需要注意控制涂料的厚度和均匀性，以保证模型的表面光滑细致。 产品设计模型是以设计草图为基础，通过一系列的加工工艺，将其转化为实体制品。下面介绍产品设计模型制作的工艺流程。

设计材料及加工工艺+答案

设计材料及加工工艺+答案

2014 设计材料及加工工艺期末总结

第一章 概论

1. 产品造型设计的三个要素及相互关系。

产品设计的三要素：产品的功能、产品的形态、材料与工艺

功能与形态建立在材料与工艺基础上，各种材料的的特性因加工特性不同而体现出不同的材质美，从而影响产品造型设计。

2. 材料的特性有哪些？

固有特性：

物理特性：(1)物理性能：密度、硬度 (2)(力学)机械性能：强度、弹性和塑性、脆性和韧性、刚度、耐磨性等 (3)热性能：导热性、耐热性、热胀性、耐燃性、耐火性 (4)电性能：导电性、电绝缘性 (5)磁性能：铁磁性、顺磁性、抗磁性 (6)光性能：对光的反射、折射、透射

化学特性：(1)抗氧化性 (2)耐腐蚀性 (3)耐候性

派生特性：（1）加工特性 （2）感觉特性 （3）环境特性 （4）经济性

第二章 材料的工艺特性

1 什么是材料的工艺性？

材料适应各种工艺处理要求的能力。

材料的工艺性包括成型加工工艺、连接工艺、表面处理工艺

2 材料成型加工工艺的选择。

（1）去除成形（减法成形）

在坯料成形过程中，将多余部分去除而获得所需形态，如车削、铣削、刨削、磨削等。

（2）堆积成形（加法成形）

通过原料堆积获得所需形态。如铸造、焙烧、压制、注射成型。

（3）塑性成形

坯料在成形过程中不发生重量变化，只有形状的变化，如弯曲、压制、压延等。

3 材料表面处理的目的、工艺类型及选择。

表面处理的目的:（1）保护产品 （2) 赋予产品一定的感觉特性

工艺类型及选择

A 表面精加工

工艺技术：研磨、抛光、喷砂、蚀刻 效果：平滑、光亮、肌理

B 表面层改质

工艺技术：化学处理、阳极氧化 效果：特定的色彩、光泽

C 表面被覆

技术：镀层、涂层（PVD、CVD）、珐琅、表面覆贴

效果：覆盖产品材料，表面呈现覆贴材料的效果。

4 快速成型的原理及特点，了解几种快速成型技术。

快速成型的原理：是基于离散、堆积原理而实现快速加工原型或零件的加工技术。