设计材料及加工工艺设计整理_机械制造-制造加工工艺.pdf

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1、.设计材料及加工工艺 章节总结 第一章概论 1.1 设计与材料 纵观人类的进化史，与人类的生活和社会开展密不可分的有很多因素，其中材料的的开发、使用和完善就是其中之一。材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质根底。可以说我们生活的周围任何物品都离开材料。材料科学的开展，使产品形态产生了根本变化，材料的开展，更是推动了人们生活的进步。1.2 产品造型设计的物质根底 材料在产品造型设计中，是用以构成产品造型，不依赖于人的意识而客观存在的物质，所以材料是工业造型设计的物质根底。工艺：材料的成型工艺、加工工艺和外表处理工艺。是人类认识、利用和改造材料并实现产品造型的技术手段。材料与工艺是设计的

2、物质技术条件，与产品的功能、形态构成了产品设计的三大要素。而产品的功能和造型的实现都建立在材料和工艺上。1.3 材料设计 1.材料设计的容 产品造型中的材料设计，以物人环境的材料系统为对象，将材料的性能、使用、选择、制造、开发、废弃处理和环境保护啊看成一个整体，着重研究材料特性与人、社会、环境的协调关系，对材料的工学性，社会性、经济性、历史性、生理性、心理性和环境性等问题进展平衡和把握，积极评价各种材料在设计中的使用和审美价值，是材料的特性和产品的物理功能和犀利功能到达高度的和谐统一，是材料具有开发新产品和新功能的可行性，并从各种材料的质感中获取最完美的结合和表现，给人以自然，丰富、亲切的视觉

3、和触觉的综合感受。产品造型的材料选择中，我们不仅要从材料本身的角度考虑材料的功能特性，还要考虑整个材料设计系统。材料设计的方式 出发点：原材料所具有的特性与产品所需性能之间的比较。两种主要方式：(从产品的功能用途出发，思考如何选择和研制相应材料(从原料出发，思考如何发挥材料的特性，开拓产品的新功能，甚至创造全新的产品。材料与产品的匹配关系 产品设计包含功能设计、形式设计，在产品设计中都要匹配。材料性能的三个层次：核心局部是材料的固有性能；中间层次世人的感觉器官能直接感受的材料性能；外层是材料性能中能直接赋予视觉的外表性能。产品功能设计所要求的是与核心局部的材料固有性能相匹配，而在产品设计中除了

4、材料的形态之外，还必须考虑材料与使用者的触觉、视觉相匹配。1.4 设计材料的分类 1.按材料的来源分类：天然材料技工材料合成材料复合材料智能材料或应变材料 按材料的物质构造分类：金属材料无机材料有机材料复合材料 按材料的形态分类：线状材料板状材料块状材料 1.5 材料特性的根本特性 从材料特性包括:材料的固有特性，即材料的物理化学特性材料的派生特性，即材料的加工特性材料的感觉特性和经济特性。特性的综合效应从*种角度讲决定着产品的根本特点。.材料特性的评价 材料特性的评价：根底评价，即以单一因素评价综合评价，即以组合因素进展评价。材料的固有特性 材料的固有特性是由材料本身的组成、机构所决定的，是

5、指材料在使用条件下表现出来的性能，他受外界条件的制约。材料的派生特性 材料的派生特性包括材料的加工特性、材料的感觉特性、环境特性和材料的经济性。第二章材料的工艺特性 材料的工艺特性是指：材料适应各种工艺处理要求的能力，材料的工艺性包括材料的成型工艺、加工工艺和外表处理工艺。他是材料固有特性的综合反映，是决定材料能否进展加工或如何进展加工的重要因素，直接关系到加工效率、产品质量和生产本钱等。2.1 材料的成型加工 2.1.1 成形加工工艺 材料的成型加工性是衡量产品造型材料优劣的重要标志 成型加工工艺对设计效果的影响因素很多，主要从以下几个方面表现出来：工艺方法 2.工艺水平 3.新工艺的采用；

6、4.工艺方法的综合运用 材料成型工艺的选择原则 是高效、优质、低本钱，即应在规定的周期，经济地生产出符合技术要求的产品，其核心是产品品质。必须指出，产品的本钱运算是以生产合格产品为根底的。根据零件类别、用途、功能、使用性能要求、构造形状与复杂程度、尺寸大小、技术要求等，可根本确定零件应选用的材料与成型方法。2.2 材料的连接工艺 材料的连接工艺包括机械连接、焊接、粘接技术、静连接、动连接。2.3 材料的外表处理 具体说就是要处理注入色彩、光泽、纹理、质地等直接赋予视觉与触觉的一切外表造型要素。在产品造型设计时要根据产品的性能、使用环境、材料性质，正确选择外表处理工艺和面饰材料。外表处理的目的

7、一是保护产品，即保护材料本身赋予产品外表的光泽、色彩、肌理等而呈现出的外观美，并提高产品的耐用性，确保产品的平安性，由此有效的利用材料资源：二是根据产品造型设计的意图，改变产品外表状态，赋予外表更丰富的色彩、光泽、肌理等，提高外表装饰效果，改善外表的物理性能、化学性能及生物学性能，使产品外表有更好的感觉特性。外表处理技术，即可以是一样材料具有不同的感觉特性，又可是不同材料获得一样的感觉特性。外表处理类型 设计中所采用的三类外表处理技术：外表被覆：镀层被覆涂层被覆；目的：保护作用、装饰作用、特殊作用如隔热、杀菌等。涂装工艺一般包括制件外表涂装前处理、涂敷涂料及涂层枯燥三大步骤。珐琅被覆；广泛应用

8、于厨房用具、医疗用具等。外表层改质：化成处理，形成的膜对基物体具有耐蚀保护性耐磨性，不会从基体金属上脱离阳极氧化处理；得到不同硬度、弹性、孔隙率孔径的氧化膜。外表精加工 材料外表处理工艺的选择原则 形态的时代性求简的单纯性功能的合理性情感的审美性产品档次的经济性本多因素其中材料的的开发使用和完善就是其中之一材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质根底可以说我们生活的周围任何物品都离开材料材料科学的开展使产品形态产生了根本变化材料的开展更是推动了人们生活的以材料是工业造型设计的物质根底工艺材料的成型工艺加工工艺和外表处理工艺是人类认识利用和改造材料并实现产品造型的技术手段材料与工艺是设计

9、的物质技术条件与产品的功能形态构成了产品设计的三大要素而产品的功能和料的性能使用选择制造开发废弃处理和环境保护啊看成一个整体着重研究材料特性与人社会环境的协调关系对材料的工学性社会性经济性历史性生理性心理性和环境性等问题进展平衡和把握积极评价各种材料在设计中的使用和审美.钱环境保护 2.4 新材料成形技术快速成形技术 快速成型，又称快速原型制造技术、快速制样或实体自由形式制造。快速成型是一种用材料逐层堆积出制件的制造方法。2.4.1 快速成型的原理及特点 原理：快速成型是基于离散、堆积原理而实现快速加工原型或零件的加工技术。特点：1、改变了传统模式的制造方式，设计制造一体化。2、设计的易达性。

10、3、快速性。4、材料的广泛性。2.4.2 快速成型的根本方法 光固化成型SLA成型工艺 2、选择性激光少杰成型SLS 成型技术 3、熔积堆积成型FDM 成型技术 4、分层实体成型LOM 成型技术 2.4.3 快速成型技术在设计领域的应用 快速成型技术在设计领域的应用包括：1、优化产品设计；2、支持同步并行工程的实施；3、对产品性能进展及时、准确的校验与分析；4、快捷、经济地制作各种模型。第三章材料感觉特性的应用 3.1 材料感觉特性的概念 材料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的反映或由人的知觉系统从材料外表特征得出的信息，是人对材料的生理和心理活动，他建立在生理根底上，

11、是人通过感觉器官对材料做出的综合印象。材料感觉特性的容 两个根本属性：生理心理属性、物理属性 材料感觉特性按人的感觉可分为触觉质感和视觉质感，按材料本身的构成特性可分为自然质感和人为质感。材料的触觉质感：生理心理构成物理构成 材料的视觉质感：生理构成、物理构成、间接性、距离效应 材料的自然质感；关注材料的天然性、真实性、价值性 材料的人为质感：突出认为的工艺特性，强调工艺没和技术创造性 材料感觉特性的评价 材料感觉特性的描述:自然-人造、高雅-低俗、明亮-阴暗、柔软-坚硬、光滑-粗糙、时髦-保守、干净-肮脏、整齐-杂乱、鲜艳-平淡、感性-理性、浪漫-拘谨、协调-冲突、亲切-冷漠、自由-束缚、古

12、典-现代、轻巧-笨拙、细致-粗略、活泼-呆板、科技-手工、温暖-凉爽 材料感觉特性的测定 选取玻璃、瓷、木材、金属、塑料、橡胶、皮革比较，表 3-3 材料感觉特性的差异。影响材料感觉特性的相关因素 材料感觉特性构成因素众多，通常表现为：1.材料种类 2.材料成型加工工艺和外表处理工艺 同质异感、异质同感：不同加工方法和工艺技巧会产生不同的外观效果，从而获得不同的感觉特性：铸造工艺、焊接工艺、编织工艺、车削工艺、磨削工艺、电镀工艺、喷砂工艺 其他因素：时代的科技水平、审美标准、流行时尚 3.2 质感设计 质感设计是对工艺产品造型设计的技术性和艺术性的先期规划，是一个符合设计规的认材-选材-配材-

13、理材-用材的有机过程。质感设计的形式美法则 实际上是各种材质有规律组合的根本法则：1、调和与比照法则，即，使整体中各部位的物多因素其中材料的的开发使用和完善就是其中之一材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质根底可以说我们生活的周围任何物品都离开材料材料科学的开展使产品形态产生了根本变化材料的开展更是推动了人们生活的以材料是工业造型设计的物质根底工艺材料的成型工艺加工工艺和外表处理工艺是人类认识利用和改造材料并实现产品造型的技术手段材料与工艺是设计的物质技术条件与产品的功能形态构成了产品设计的三大要素而产品的功能和料的性能使用选择制造开发废弃处理和环境保护啊看成一个整体着重研究材料特性

14、与人社会环境的协调关系对材料的工学性社会性经济性历史性生理性心理性和环境性等问题进展平衡和把握积极评价各种材料在设计中的使用和审美.面质感统一和谐。2、主从法则，即强调在产品的质感设计上要有重点 质感设计的运用原则 合理的使用材料、艺术性的使用材料、创造性的使用材料 质感设计的主要作用 提高适用性、增加宜人性、塑造产品的精神品味、到达产品的多样性和经济性、创造全新的产品风格 3.3 材料的抽象表达 材料的抽象表达定义：是将材料的*些特性加以提炼，升华为具有*种审美价值的意象，并沿着抽象表达的共同方向，是材料成为能唤起人们*种感情的具有抽象意义的材料。抽象思维是材料抽象表达的根底 材料的抽象表达

15、对设计有直接的意义 3.4 材料的美感 材料的美感与材料本身的组成、性质、外表构造及使用状态有关 材料的色彩美感 材料的色彩可分为材料的固有色彩和材料的人为色彩 只有运用色彩规律将材料色彩进展组合和协调，才会产生明度比照、色相比照、和面积效应以及冷暖效应等现象，突出和丰富材料的色彩表现力。相似色材料组合2比照色材料组合 材料的肌理美感 肌理是由天然材料自身的组织构造或人工材料的人为组织设计而形成的，在视觉或触觉上可感受到的一种外表材质效果。根据材料外表形态的构造特征，肌理可分为自然肌理和再造肌理；根据材料外表给人以知觉方面的感受，吉利还可分为视觉肌理和触觉肌理。材料肌理形态的组合方式主要有：同

16、一肌理材料组合、相似肌理材料组合、比照肌理材料组合。材料的光泽美感 根据材料受光特性可分为透光材料和反光材料 材料的质地美感 材料的质地美是材料本身的固有特性所引起的一种赏心悦目的心理综合感受，具有较强的感情色彩。材料的质地是材料在的本质特征，主要由材料自身的组成、构造、物理化学特性来表现，主要表现为材料的软硬、轻重、冷暖、干湿、粗细等。质地是与任何材料有关的造型要素，一般分为天然质地与人工质地。产品材料质地特性及美感的表现力实在材料的选择和配置中实现的。分为两种：相似质地的材料配置、比照质地的材料配置 材料的形态美感 设计材料的形态通常分为线材、片材和块材 线材具有长度和方向感，运用线材进展

17、设计构思时，应把握线材的形态变化和组合特征；片材具有延伸感和空间的叙事干，其侧面具有线材的特性；块材具有重量感、充实感和较强的视觉表现力。第四章材料与环境 4.1 环境意识 环境意识是现代社会的产物，也是也是后工业社会开展的必然要求。4.2 绿色设计 绿色设计的根本思想就是维护地球绿色生态环境的设计，就是在设计阶段将生态环境因素和多因素其中材料的的开发使用和完善就是其中之一材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质根底可以说我们生活的周围任何物品都离开材料材料科学的开展使产品形态产生了根本变化材料的开展更是推动了人们生活的以材料是工业造型设计的物质根底工艺材料的成型工艺加工工艺和外表处理

18、工艺是人类认识利用和改造材料并实现产品造型的技术手段材料与工艺是设计的物质技术条件与产品的功能形态构成了产品设计的三大要素而产品的功能和料的性能使用选择制造开发废弃处理和环境保护啊看成一个整体着重研究材料特性与人社会环境的协调关系对材料的工学性社会性经济性历史性生理性心理性和环境性等问题进展平衡和把握积极评价各种材料在设计中的使用和审美.预防污染的措施纳入产品设计中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求产品对环境的影响最小。绿色设计的根本特征 环境协调性；是指产品开发与使用过程中，对人类生态环境与资源环境的协调有益程度。加价值创造性；表达在：构造与零部件设计中的构造技术的更新与进步变化，

19、材料与工艺选择中的污染防技术的应用，人与环境整体关系中的创新设计和提高产品总体价值的措施。功能全程性；绿色设计的根本原则6R设计原则 6R设计原则：研究保护减量化回收重复使用再生 产品设计的绿色观念 绿色设计与传统设计在设计依据、设计人员、设计技术与工艺、设计目的、产品、产品生命周期之间的比较。产品设计的绿色观念的四个层次：目标层、容层、主要阶段层、设计因素层。针对产品绿色设计的观念，设计师应考虑的方面：平安性节能型生态型社会性。绿色设计的开展方向 绿色产品的设计：产品的简约设计、产品的可拆卸设计 绿色包装设计：无包装设计、再利用包装 绿色能源的开发 创造有生命的材料 4.3 绿色材料 绿色材

20、料是绿色设计的根底，绿色设计首先要选择绿色材料。绿色材料的主要涵 绿色材料是指具有良好使用性能。对资源和能源消耗少，对生态环境污染小，可再生利用率或可降解循环利用率高，在材料的备置、使用、废弃及到再循环利用的整个过程中，都与环境协调共存的材料。绿色材料的明显特征：先进展、环境协调性、舒适性 典型的绿色材料 生物降解材料；目前市场上主要两种：淀粉基热塑性塑料制品、脂肪族聚酯塑料制品 循环与再生材料；特征：可屡次重复循环使用，废弃物可作为再生资源，废弃物处理消耗能量少，废弃物的处理对环境不产生二次污染或对环境的影响少。净化材料；几种实例说明：瓷过滤器、吸附材料、有害气体转换技术、废水净化材料 绿色

21、建筑材料；分类：根本型、用废弃物型的建材、节能型建材、安康性材料、抗菌材料 绿色能源材料 绿色材料的评价方法LCA 4.4 材料选择对环境保护的考虑 选择适合产品使用方式的材料，对各种材料的种类、使用量和使用条件都加以严格的限制 减少使用材料对环境破坏和污染，防止使用有毒有害成分的原料 材料使用单纯化、少量化，尽量防止多种材料的混合使用，限制产品中材料的种类 尽量选用可回收再生或重复使用的材料，防止抛弃式的设计 选用废弃后能自然分解并为自然界吸收的材料 减少不必要的外表装饰，尽量选用外表不加任何涂饰、渡覆、贴覆的原材料，便于回收处理和再利用的目的 4.5 影响材料选择的环境因素 冲击与震动温度

22、与湿度人为破坏火灾危害生物危害污损气候影响噪声 多因素其中材料的的开发使用和完善就是其中之一材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质根底可以说我们生活的周围任何物品都离开材料材料科学的开展使产品形态产生了根本变化材料的开展更是推动了人们生活的以材料是工业造型设计的物质根底工艺材料的成型工艺加工工艺和外表处理工艺是人类认识利用和改造材料并实现产品造型的技术手段材料与工艺是设计的物质技术条件与产品的功能形态构成了产品设计的三大要素而产品的功能和料的性能使用选择制造开发废弃处理和环境保护啊看成一个整体着重研究材料特性与人社会环境的协调关系对材料的工学性社会性经济性历史性生理性心理性和环境性等

23、问题进展平衡和把握积极评价各种材料在设计中的使用和审美.第五章金属材料及加工工艺 5.1 金属材料的分类及特性 1、金属的分类：金属材料是金属及其合金的总成。金属材料种类繁多，按照不同的要求又有许多分类的方法。可以按照金属材料构成元素、金属材料主要性能和用途、金属材料加工工艺和金属材料密度对金属材料进展不同反面的分类。2、金属的根本特性：1、金属材料外表具有金属所特有的色彩、良好的反射能力、不透明性及金属光泽2、优良的力学性能3、优良的加工性能4、外表工艺幸好5、金属材料是电与热的良导体6、金属合金7、金属的氧化 5.2 金属材料的工艺特性 金属材料的工业特性包括金属材料的成型加工、金属材料的

24、热处理和金属材料的外表处理技术。金属材料的成型加工 铸造 好处：本钱低，工艺灵活性大，适应性强，适合生产不同材料、形状和重量的铸件，并适合于批量生产。缺点：公差较大，容易产生部缺陷。铸造按铸型所用材料及浇铸方式分为砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和离心铸造。2 金属塑性加工 特点：在成型的同时能改伤感材料的组织构造和性能，产品可直接制取或便于加工，无切削，金属损耗小。适用于专业化大规模生产，但须专门的设备和工具，不宜与加工脆性材料或形状复杂的制品 金属塑性加工按加工方式分为锻造、轧制、挤压、拔制和冲压加工 切削加工按加工方式分为车削、铣削、刨削、磨削、钻削、镗削和钳工等 焊接加工常见的

25、焊接方法有熔焊、压焊和钎焊 粉末冶金 金属材料的热处理 普通热处理；包括退火、正火、淬火和回火处理 外表热处理；包括外表淬火和化学热处理 特殊热处理 金属材料的外表处理技术 作用：保护、装饰 金属材料外表处理前-应有前处理或预处理工序，应使金属材料或制品的外表到达-可以进展外表处理的状态。其方法主要有：机械处理、化学处理和电化学处理 金属材料的外表装饰技术 1金属外表着色工艺 化学着色电解着色阳极氧化染色渡覆着色涂覆着色珐琅着色热处理着色传统着色技术 2金属外表肌理工艺 是通过锻打、刻划、打磨腐蚀等工艺在金属外表制作出肌理效果外表锻打外表抛光外表镶嵌外表蚀刻 5.3 常用的金属材料 金属材料按

26、不同要求的不同分类方法：按金属材料构成元素分为黑色金属材料和有色金属材料按金属材料主要性能和用途分为金属构造材料和金属功能材料按金属材料加工工多因素其中材料的的开发使用和完善就是其中之一材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质根底可以说我们生活的周围任何物品都离开材料材料科学的开展使产品形态产生了根本变化材料的开展更是推动了人们生活的以材料是工业造型设计的物质根底工艺材料的成型工艺加工工艺和外表处理工艺是人类认识利用和改造材料并实现产品造型的技术手段材料与工艺是设计的物质技术条件与产品的功能形态构成了产品设计的三大要素而产品的功能和料的性能使用选择制造开发废弃处理和环境保护啊看成一个整

27、体着重研究材料特性与人社会环境的协调关系对材料的工学性社会性经济性历史性生理性心理性和环境性等问题进展平衡和把握积极评价各种材料在设计中的使用和审美.艺分为铸造金属材料、变形金属材料和粉末冶金材料按金属材料密度分为轻金属和重金属 钢铁材料 根据含碳量多少，钢铁材料可分为三大类：工业纯钢钢铸铁 钢的分类：碳素钢、合金钢 2.常用钢材的品种及用途 型钢。2钢板3钢管4钢丝 常用的有色金属材料 铝及铝合金 纯铝密度小，属于轻金属，导电性、导热性良好 铝合金的分类变形铝合金铸造铝合金 常见铝合金品种 铝合金型材，铝合金装饰板铝箔铝塑复合膜真空镀铝膜 铜及铜合金 纯铜的导电性、导热性极好 1黄铜2青铜3

28、白铜 其他合金金属 钛及钛合金，按用途可分为耐热合金、耐蚀合金、高强合金、低温合金和特殊功能合金。广泛应用于航空、化工、机械等工业，还可做渡覆材料，具有耐腐蚀性和良好的装饰性。锡和锡合金 熔点低，导热性好耐蚀性和减磨性好，可作为焊料和轴承材料，可用来做电容器、电器仪表零件以及装饰品和包装材料。5.4 金属材料在设计中的应用 设计实例：金属椅、柔韧度良好的扶手椅、褶皱花瓶、猫鱼剪子、鹿特丹桌、明月椅子、ZEN 灯具、孔洞椅、铝制座椅、钦奇塔茶几 第六章高分子材料及加工工艺 6.1 高分子聚合物的根本知识 高分子聚合物的特点：具有可分割型、具有弹性、具有可塑性、具有绝缘性 高分子聚合物的组成和构造

29、 1高分子聚合物的组成，化学组是有简单的构造单元以重复的方式连接而成。2高分子聚合物的构造，包括分子链构造和聚集态构造 3.高分子聚合物的分类，表 7-1 4.高分子聚合物的力学状态 随着温度的变化，呈现不同状态。在应用上，材料的耐热性、耐寒性有着重要意义。在现行聚合物中，由于链断热运动程度不同，一般可出现三种不同的力学状态：玻璃态、高弹态和粘流态。6.2 塑料的根本特性 塑料的组成：塑料是以合成树脂为主要成分，适当参加填料，增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂，在一定温度和压力下塑制成型的一类高分子材料。塑料的分类 按热行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。按其应用可分为通用塑料、工程塑料和特种

30、塑料。塑料的一般特性 优点1塑料质轻，比强度高2)多数塑料制品有透明性，并富有光泽，能着鲜艳色彩3优质的电绝缘性(4)耐磨、自润滑性能好5塑有耐化学药品性6塑料成型加工方便，多因素其中材料的的开发使用和完善就是其中之一材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质根底可以说我们生活的周围任何物品都离开材料材料科学的开展使产品形态产生了根本变化材料的开展更是推动了人们生活的以材料是工业造型设计的物质根底工艺材料的成型工艺加工工艺和外表处理工艺是人类认识利用和改造材料并实现产品造型的技术手段材料与工艺是设计的物质技术条件与产品的功能形态构成了产品设计的三大要素而产品的功能和料的性能使用选择制造开

31、发废弃处理和环境保护啊看成一个整体着重研究材料特性与人社会环境的协调关系对材料的工学性社会性经济性历史性生理性心理性和环境性等问题进展平衡和把握积极评价各种材料在设计中的使用和审美.能大批量生产。缺点：1塑料不耐高温，低温容易发脆2塑料制品易变形3塑料有老化现象 6.3 塑料的工艺特性 塑料的工艺特性是指将塑料转变为塑料制品的工艺特性。处于玻璃态的塑料，车、铣、钻、刨等机械加工方法和电镀、喷涂等外表处理方法 当塑料处于高弹态时，可采用热压、弯曲、真空成型等加工方法 把塑料加工到粘流态时，可以进展注射成型、挤出成型、吹塑成型等加工 塑料的成型工艺 注射成型 2.挤出成型 3.压制成型 4.吹塑成

32、型 5.压延成型;6.流延成型；7.传递模塑成型；塑料的二次加工 塑料机械加工 加工时应注意：塑料的导热性很差，加工中散热不良，一旦温度过高易造成软化发粘，以至分解烧焦，制件的回弹性大，易变形，加工外表较粗糙，尺寸误差大，加工有方向性的层状塑料制件是易开裂、分层、起毛或崩落。塑料热成型：根据所用的模具可分为无模成型、阳模成型、阴模成型和对模成型。主要成型方法有模压热成型和真空成型 塑料连接：分为塑料焊接、塑料熔剂粘结、塑料胶结 塑料外表处理：包括：涂饰、镀饰、印刷、烫印、压花、彩饰。6.4 常用的塑料材料 1 通用塑料 2.工程塑料 3 增强塑料 4 泡沫塑料 6.5 塑料产品的构造设计 在塑

33、料产品的构造设计中必须遵循的根本原则：1、在满足使用要求和性能的前提下，力求塑料产品构造简单、壁厚均匀、连接可靠、安装和使用方便2、应尽量使构造合理，便于模具和成型工艺的实事，使用最简单的工序和设备来完成产品的成型加工3、产品要求外形美观，既满足外观又要构造合理4、高效率、低消耗，尽量减少产品成型前后的辅助工作量，并防止成型后的二次机械加工 塑料产品的构造要素 壁厚 2、脱模斜度 3、圆角 4、加强筋 5、支撑面 6、孔 7、嵌件 8、分模线 9、凸台 10、雕刻 6.5.2 塑料构造设计的应用 6.6 塑料在设计中的应用 设计实例：生态垃圾桶、4300桌、线龟缠线器、令人惊异花瓶、TOHOT

34、 盐和胡椒摇罐、SKUD医生苍蝇怕、Dune衣物挂钩、翼式台灯、苍鹭台灯、灯站灯具。6.7 橡胶材料及加工工艺 橡胶也属于高分子材料具有高分子材料的共性。6.7.1 橡胶的特性及分类 橡胶根本特性：橡胶材料是指在较大变形之后能迅速有力恢复到原状的材料。橡胶的高弹性表现为，在外力作用下具有较大的弹性变形，最高可达 1000%，除去外力后变形很快恢复。此外，橡胶比较柔软，硬度低，还具有良好的疲劳强度、电绝缘性、耐化学腐蚀、环境老化性、耐磨性以及密封性等。分类：通常分类分为天然橡胶和合成橡胶。合成橡胶又分为通用合成橡胶和特种合成橡胶 6.7.2 橡胶的加工工艺 橡胶产品的制备工艺过程复杂，一般包括塑

35、炼、混炼、压延、压出、成型、硫化等加工工艺 多因素其中材料的的开发使用和完善就是其中之一材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质根底可以说我们生活的周围任何物品都离开材料材料科学的开展使产品形态产生了根本变化材料的开展更是推动了人们生活的以材料是工业造型设计的物质根底工艺材料的成型工艺加工工艺和外表处理工艺是人类认识利用和改造材料并实现产品造型的技术手段材料与工艺是设计的物质技术条件与产品的功能形态构成了产品设计的三大要素而产品的功能和料的性能使用选择制造开发废弃处理和环境保护啊看成一个整体着重研究材料特性与人社会环境的协调关系对材料的工学性社会性经济性历史性生理性心理性和环境性等问题

36、进展平衡和把握积极评价各种材料在设计中的使用和审美.6.7.3 常用橡胶材料 天然橡胶 合成橡胶材料主要有：丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶等 6.7.4 橡胶材料在设计中的应用 Eye 数码相机、硅橡胶罐子、线龟缠线器、Mollle 台灯、令人惊异的花瓶、弹性瓶盖、保鲜软盖、下落壁灯、O*O GoodGrips 削皮刀、防水收音机等 第七章木材及加工工艺 7.1 木材的根本性能 7.1.1 木材的组织构造 7.1.2 木材的根本性能 质轻具有天然的色泽和美丽的花纹具有调湿性隔声吸音性具有可塑性易加工和涂饰对热、电具有良好的绝缘性易变形、易燃各向异性 7.2

37、木材的工艺特性 木材的加工成型 木材加工的工艺流程：配料基准面的加工相对面的加工划线榫头、榫眼及形面的加工外表修正 木材加工的根本方法：木材的锯割木材的刨削木材的凿削木材的铣削 木制品的装配：木制品的构件间的结合方式，常见的有榫结合、胶结合、螺钉结合、圆钉结合、金属或硬质塑料联结件结合，以及混合结合 木制品的外表装饰技术 木制品的外表涂饰；(1 目的：装饰作用和保护作用。2涂饰前的外表处理：枯燥去毛刺脱色消除木材含杂物3底层涂饰；目的：改善木制品外表的平整度，提高透明涂饰及模拟木纹和色彩的显示程度，获得纹理优美、颜色均匀的木质外表4面层涂饰；一般可分为透明涂饰和不透明涂饰5涂层常见缺陷及其消除

38、方法 木制品外表覆贴 其工艺方法是：以木质人造板为基材，将基材按设计要求加工成所需的形状，覆贴的平衡板，然后用一整装饰贴面材料对板面和端面进展覆贴封边。7.3 常用木材 原木 分为直接使用的原木和加工使用的原木 人造板材 常见的有胶合板、刨花板、纤维板、细木工板及各种轻质板 新颖木材 特硬木材、有色木材、瓷木材、染色木材、防火木材、鉄化木材、模压木材、浇铸木材、脱色木材、工艺品用人造木材 7.4 木材在设计中的应用 设计中木材的选用 按木材的特性应考虑如下设计条件：有一定的强度及韧性，刚度和硬度，重量适中，材质构造应细致有美丽的自然纹理，材质感悦目干缩，湿胀性和翘曲变形性小易加工，切削性良好胶

39、合、着色及涂饰性能好弯曲性能好有抗气候和虫害性 木材的感觉特性 视觉木纹色彩2触觉冷暖感干湿感 设计实例 多因素其中材料的的开发使用和完善就是其中之一材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质根底可以说我们生活的周围任何物品都离开材料材料科学的开展使产品形态产生了根本变化材料的开展更是推动了人们生活的以材料是工业造型设计的物质根底工艺材料的成型工艺加工工艺和外表处理工艺是人类认识利用和改造材料并实现产品造型的技术手段材料与工艺是设计的物质技术条件与产品的功能形态构成了产品设计的三大要素而产品的功能和料的性能使用选择制造开发废弃处理和环境保护啊看成一个整体着重研究材料特性与人社会环境的协调

40、关系对材料的工学性社会性经济性历史性生理性心理性和环境性等问题进展平衡和把握积极评价各种材料在设计中的使用和审美.红蓝椅(2)穿插扶手椅3谜题扶手椅4玛丽-洛尔桌5半靠背椅6靠背椅 第八章无机非金属材料及加工工艺 在金属材料、有机高分子材料和无机非金属材料三大类材料中，无机非金属材料因其具有金属材料和高分子材料所无可比较的优异性，在现代技术中占有越来越重要的地位。主要包括玻璃、瓷、石材等。8.1 玻璃材料 8.1.1 玻璃的根本性能 玻璃是以石英砂、长石、石灰石等为主要原料，参加*些金属氧化物、化合物等辅助原料，经高温加热融化、冷却凝固所得的非晶态无机材料。其物理性质和力学性质具有各向异性。玻

41、璃的根本性能包括：玻璃的强度取决于其化学组成、杂质含量及分布、制品的形状、外表状态和性质、加工等方法。玻璃的硬度较大，仅次于金刚石，碳化硅，不能用普通道具切割。具有一定的光学常数、光谱特性，具有吸收或透过紫外线和红外线、感光、光变色、光储存和显示等重要光学性能。电学性能；常温下试点的不良导体。热性质，导热性很差，受不了温度的急剧变化 化学稳定性；能抵抗除氢氟酸以外的酸的侵蚀，耐碱腐蚀性较差 玻璃的工艺特性 1、玻璃原料：由主要原料和辅助原料 2、玻璃的熔制，是获得优质玻璃制品的重要保障 3、玻璃的成型：压制成型、吹制成型、拉制成型、压延成型 4、玻璃的热处理：一般包括退火和淬火两种工艺 5、玻

42、璃制品的二次加工：分为冷加工、热加工、外表处理 8.1.3 常用玻璃材料 1、玻璃材料的分类，可根据其用途和使用环境、特性、化学成分、制造方法分 2、常用玻璃品种：平板玻璃、磨砂玻璃磨光玻璃夹层玻璃钢化玻璃夹丝玻璃彩色玻璃釉面玻璃花纹玻璃中空玻璃热反射玻璃吸热玻璃光栅玻璃光致变色玻璃日用玻璃、泡沫玻璃、微晶玻璃等 3、新颖奇特的玻璃：可钉玻璃、天线玻璃、灭菌玻璃、导电玻璃、发电玻璃、折光玻璃、调光玻璃、薄纸玻璃、自净玻璃、放到玻璃 玻璃在设计中的应用 玻璃的透明性等特性，给人以不同的材质美。常见的有玻璃器皿，家具玻璃，建筑用玻璃都给人以很强的感染力，诗人在视觉和触觉上，有特殊的感受。8.2 瓷

43、材料 瓷的开展已经有数千年的历史，以其优异的物理化学性能，自始至终伴随着人类社会的繁衍、生产力水平的进步和产品设计理念的日益开展而提升，成为现代工程材料的重要支柱之一。8.2.1 瓷的根本知识 瓷的组成和分类：瓷是以天然矿物质和人工制成的化合物为原料，按一定配比称量配料，经成型、高温烧制而成的制品的总成。瓷可分为传统瓷和特种瓷两大类。瓷的根本特性：高化学稳定性、耐高温、耐腐蚀、高强度等根本属性。8.2.2 瓷的成型工艺 瓷制品的生产流程比较复杂，各品种的生产工艺不尽一样，瓷制品的成型工艺通常包括原料配制、坯料成型、枯燥、施釉、窑炉烧结和后续加工等主要工序。多因素其中材料的的开发使用和完善就是其

44、中之一材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质根底可以说我们生活的周围任何物品都离开材料材料科学的开展使产品形态产生了根本变化材料的开展更是推动了人们生活的以材料是工业造型设计的物质根底工艺材料的成型工艺加工工艺和外表处理工艺是人类认识利用和改造材料并实现产品造型的技术手段材料与工艺是设计的物质技术条件与产品的功能形态构成了产品设计的三大要素而产品的功能和料的性能使用选择制造开发废弃处理和环境保护啊看成一个整体着重研究材料特性与人社会环境的协调关系对材料的工学性社会性经济性历史性生理性心理性和环境性等问题进展平衡和把握积极评价各种材料在设计中的使用和审美.8.2.3 常用瓷制品 常用的

45、瓷制品有日用瓷、建筑瓷、卫生瓷、美术瓷、园林艺和特种瓷。8.2.4 瓷材料在设计中的应用 Polar Molar牙签架、海绵花瓶、瓷花插椅、白化拼板玩具灯、Zero 瓷餐具、雷达银钻计时瓷手表、瓷手机、PhonofoneII瓷扬声器、瓷编织墙、不烫手的被子和 Tonfisk Oma柠檬榨汁机。第九章复合材料及加工工艺 随着现代科学技术的开展，对材料性能的要求越来越高，越来越全面。复合技术，把一些不同性能的材料复合起来，取长补短，来实现这些性能要求，于是就出现了复合材料。9.1 复合材料的根本特征 9.1.1 复合材料的概念 复合材料是指两种或两种以上不同化学性质或不同组织构造的材料，通过不同的

46、工 艺方法组成的多相材料，一般是由高强度、高模量和脆性很大的增强材料和硬度低，韧性 好、低模量的基体所组成。常用玻璃纤维、碳纤维、硼纤维等做增强材料，以塑料，树脂，橡胶，金属等做基体组成的各种复合材料。复合材料保存了单一材料的各自优点，弥补了单一材料的弱点。9.1.2 复合材料的特点 由于复合材料能集中和发扬组成材料的优点，并能实行最正确构造设计，所以具有许多优越的特性。复合材料的特点包括：1、比强度，比模量高 2、良好的抗疲劳性能 3、良好的减磨，耐磨性能 3、减震能力强 4、高温性能好 5、化学稳定性好 6、成型工艺简单灵活。9.1.3 复合材料的分类 复合材料一般由基体相和强化相两局部材

47、料组成。基体材料起黏结作用，增强材料起强化作用。复合材料的分类方法有很多，主要有以下分类：1、按使用性分类、2、按基体类型分类、3、按增强体形分类、4、按复合形式及构造特点分类。9.2 常用复合材料 9.2.1 纤维强化复合材料 纤维强化复合材料一般有：1、玻璃纤维增强塑料 2、碳纤维复合材料 3、其他纤维复合材料主要有：硼纤维复合材料、晶须增强复合材料、石棉增强材料 9.2.2 层和复合材料 层和复合材料是由两层或两层以上的不同材料结合而成，其目的是为了将组分层的最正确性能组合起来以得到更为有用的造型材料。层和复合材料有：1、金属层压复合材料 2、塑料金属多层复合材料 3、夹层构造复合材料

48、9.2.3 颗粒复合材料 颗粒复合材料是由一种或多种材料的颗粒均匀分散在根本材料所组成的材料。9.3 复合材料的成型工艺 复合材料的产品化过程与一般材料的产品化过程不同，原材料加工和材料加工形成产品两个根本过程是同时实现的，复合材料的设计过程就是产品的设计过程，并且不同的产品即使采用一样的复合材料也有不同的成型方法和条件。主要成型方法有：1、手糊成型 2、纤维缠绕成型 3、模压成型 4、喷射成型 5、其他成型方法包括：连续成型、离心成型、树脂注射成型、回转成型、裱衬成型等 9.4 复合材料在设计中的应用 多因素其中材料的的开发使用和完善就是其中之一材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物

49、质根底可以说我们生活的周围任何物品都离开材料材料科学的开展使产品形态产生了根本变化材料的开展更是推动了人们生活的以材料是工业造型设计的物质根底工艺材料的成型工艺加工工艺和外表处理工艺是人类认识利用和改造材料并实现产品造型的技术手段材料与工艺是设计的物质技术条件与产品的功能形态构成了产品设计的三大要素而产品的功能和料的性能使用选择制造开发废弃处理和环境保护啊看成一个整体着重研究材料特性与人社会环境的协调关系对材料的工学性社会性经济性历史性生理性心理性和环境性等问题进展平衡和把握积极评价各种材料在设计中的使用和审美.复合材料在设计中的应用非常广泛，其中包括：Random吊灯、玻璃钢椅、轻轻型手扶椅

50、、Sirius Mushroom吊灯、苍鹭台灯、球椅、E.T.A.外太空天使落地灯、诺基亚 8800 CA手机、VAIO G系列笔记本、invicta S1超级跑车。产品设计中材料的选择与开发 10.1 设计材料的选用 设计材料的选用提供了设计的起点。与设计的其他方面相比，材料的选择是最根本的。材料选择的得当与否对产品的关系非常大。设计师在选择材料时，除必须考虑材料的固有特性外，还必须着眼于材料与人、环境的有机联系。10.1.1 设计材料的选择原则 设计材料的选择应遵循以下原则：1、实用性原则 2、公艺性原则 3、经济性原则 4、环境性原则 5、创新性原则 10.1.2 影响材料选择的根本因素