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第八章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程技術(shù)原理,1,一個(gè)設(shè)計(jì)師必須具有文化藝術(shù)修養(yǎng)，具備良好的藝術(shù)鑒賞能力和審美意識(shí)，才能使產(chǎn)品除了具有好的功能和好的外觀品質(zhì)，還需要具有科學(xué)技術(shù)知識(shí)，具有相當(dāng)?shù)墓こ碳夹g(shù)知識(shí)。工業(yè)設(shè)計(jì)的本質(zhì)特點(diǎn),決定了工業(yè)設(shè)計(jì)教育是工程技術(shù)和藝術(shù)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合的完整統(tǒng)一體 。工程技術(shù)和藝術(shù)設(shè)計(jì)是同一天平上的兩個(gè)砝碼,只有相輔相成才能保持平衡。任何“藝強(qiáng)工弱”或“工強(qiáng)藝弱”的教學(xué)模式，都是不科學(xué)的，會(huì)造成被教育者知識(shí)結(jié)構(gòu)的殘缺。,圖為 Klara SJ?LèN設(shè)計(jì)的醫(yī)療器械, 瑞典默奧設(shè)計(jì)學(xué)院05本科畢業(yè)設(shè)計(jì),2,目 錄 8.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的材料原理 8.1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ) 8.1.2 材料的分類 8.1.3 材料的特性原理 8.1.4 材料的選擇與開發(fā)原理 8.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成型原理 8.2.1 金屬材料的成型 8.2.2 塑料的成型工藝 8.2.3 玻璃的成型 8.2.4 木材的成型,,3,8.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的材料原理 8.1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)是工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)功能設(shè)計(jì)與美學(xué)設(shè)計(jì)的結(jié)合與統(tǒng)一，集現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與社會(huì)文化、經(jīng)濟(jì)和藝術(shù)為一體。是人們?cè)谝欢ㄎ幕囆g(shù)指導(dǎo)下，有意識(shí)、有目的地運(yùn)用人類科學(xué)文化發(fā)展的優(yōu)秀成果，用現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式將各種材料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ㄊ褂脙r(jià)值或具有商品性的工業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)造活動(dòng)。 產(chǎn)品是由一定的材料經(jīng)過一定的加工工藝而構(gòu)成的。一件完美的產(chǎn)品必須是功能、形態(tài)和材料三要素的和諧統(tǒng)一，是在綜合考慮材料、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝等物質(zhì)技術(shù)條件和滿足使用功能的前提下，將現(xiàn)代社會(huì)可能提供的新材料、新技術(shù)創(chuàng)造性地加以運(yùn)用，使之滿足人類日益增長的物質(zhì)和精神需求。,,,芬蘭Tonfisk“暖”套杯,4,在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中，材料是用以構(gòu)成產(chǎn)品造型，且不依賴于人的意識(shí)而客觀存在的物質(zhì)，無論是傳統(tǒng)材料還是現(xiàn)代材料、天然材料還是人工材料、單一材料還是復(fù)合材料、均是工業(yè)造型設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。工藝是指材料的成型工藝、加工工藝和表面處理工藝，是人們認(rèn)識(shí)、利用和改造材料并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品造型的技術(shù)手段。材料通過工藝過程成為具有一定形態(tài)、結(jié)構(gòu)、尺寸和表面特征的產(chǎn)品，將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)變成具有使用價(jià)值和審美價(jià)值的實(shí)體。 材料與工藝是設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)條件，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前提，它與產(chǎn)品的功能、形態(tài)構(gòu)成了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三大要素，而產(chǎn)品的功能和造型的實(shí)現(xiàn)都建立在材料和工藝上。 在諸多的造型材料中，各種材料都有其自身的材料特性，并因加工性能和裝飾處理各異而體現(xiàn)出不同的材質(zhì)美，從而影響著產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)。任何一種產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)只有與選用材料的性能特點(diǎn)及其工藝特性相一致，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求。,,,,意大利阿萊西Miriammirri設(shè)計(jì)的咖啡杯,5,8.1.2 材料的分類 在工業(yè)設(shè)計(jì)范疇內(nèi)，材料是指用于工業(yè)設(shè)計(jì)并且不依賴人的意識(shí)而客觀存在的所有物質(zhì)。因此，設(shè)計(jì)材料所涉及的范圍十分廣泛，從氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)，從單質(zhì)到化合物，無論是傳統(tǒng)材料還是現(xiàn)代材料，天然材料還是人工材料，單一材料還是復(fù)合材料，均是設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。我們可以從以下幾個(gè)角度對(duì)材料進(jìn)行分類。,,,高檔商務(wù)車內(nèi)室運(yùn)用了各種材料來凸現(xiàn)奢華,6,（1）按材料來源分類 第一代的天然材料——不改變?cè)谧匀唤缰兴３值臓顟B(tài)，或只施加低度加工的材料，如木材、竹、棉、毛、皮革、石材等。 第二代的加工材料——利用天然材料經(jīng)不同程度的加工而得到的材料，加工程度從低到高，有人造板、紙、水泥、金屬、陶瓷、玻璃等。 第三代的合成材料——利用化學(xué)合成方法將石油、天然氣和煤等原料制造而得到的高分子材料，如塑料、橡膠、纖維等 第四代的復(fù)合材料——用有機(jī)、無機(jī)金屬乃至金屬等各種原材料復(fù)合而成的材料。 第五代的智能材料或應(yīng)變材料——隨環(huán)境條件的變化具有應(yīng)變能力，擁有潛在功能的高級(jí)形式的復(fù)合材料。,,,,天然木質(zhì)的汽車中扶手 日產(chǎn)汽車-天籟,2002年斯特法林·赫林設(shè)計(jì)的鏤空瓷碗,馬可·紐森設(shè)計(jì)的塑料椅,7,（2）按材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類 1）金屬材料——黑色金屬（鑄鐵、碳鋼、合金鋼等）、有色金屬（銅、鋁及合金等） 2）無機(jī)材料——石材、陶瓷、玻璃、石膏等 3）有機(jī)材料——木材、皮革、塑料、橡膠等 4）復(fù)合材料——玻璃鋼、碳纖維復(fù)合材料 （3）按材料的形態(tài)分類 1）線狀材料 常用的有鋼管、鋼絲、鋁管、金屬棒、塑料管、塑料棒、木條、竹條、藤條等。 2）板狀材料 常用的有金屬板、木板、塑料板、合成板、金屬網(wǎng)板、皮革、紡織布、玻璃板、紙板等。 3）塊狀材料 常用的有木材、石材、泡沫塑料、混凝土、鑄鋼、鑄鐵、鑄鋁、油泥、石膏等。,,,,玻璃鋼材料的汽車前保險(xiǎn)杠,8,8.1.3 材料的特性原理 材料特性包括兩方面：一是材料的固有特性，即材料的物理特性和化學(xué)特性，如力學(xué)性能、熱性能、電磁性能、光學(xué)性能和防腐性能等；二是材料的派生特性，它是由材料的固有特性派生而來的，即材料的加工特性、材料的感覺特性和經(jīng)濟(jì)特性。這些特性的綜合效應(yīng)從某種角度講決定著產(chǎn)品的基本特點(diǎn) 材料感覺特性又稱材料質(zhì)感，是人的感覺系統(tǒng)因生理刺激對(duì)材料作出的反映或由人的知覺系統(tǒng)從材料表面特征得出的信息，是人對(duì)材料的心理和生理活動(dòng)，它建立在生理基礎(chǔ)上，是人們通過感覺器官對(duì)材料作出的綜合印象。,,,,高檔商務(wù)車內(nèi)室運(yùn)用了各種材料來凸現(xiàn)奢華,9,材料感覺特性包含兩個(gè)基本屬性： 生理心理屬性：即材料表面作用于人的觸覺和視覺系統(tǒng)的刺激性信息，如粗獷與光滑、溫暖與寒冷、華麗與樸素、混重與單薄、沉重與輕巧、堅(jiān)硬與柔軟、干澀與滑潤、粗俗與典雅、透明與不透明等基本感覺特征。 物理屬性：即材料表面?zhèn)鬟_(dá)給人的知覺系統(tǒng)的意義信息，也就是材料的類別、性能等。主要體現(xiàn)為材料表面的幾何特征和理化類別特征，如肌理、色彩、光澤、質(zhì)地等。,,,,,高雅、明亮、時(shí)髦、整齊、精致、涼爽,陶瓷,柔軟、感性、浪漫、手工、溫暖,皮革,人造、輕巧、細(xì)膩、艷麗、優(yōu)雅、理性,塑料,高雅、明亮、光滑、時(shí)髦、干凈、整齊、協(xié)調(diào)、自由、精致、活潑,玻璃,人造、堅(jiān)硬、光滑、理性、拘謹(jǐn)、現(xiàn)代、科技、冷漠、涼爽、笨重,金屬,自然、協(xié)調(diào)、親切、古典、手工、溫暖、粗糙、感性,木材,感覺特性,材料,,,,,,,,,,,,材料的感覺特性,10,8.1.4 材料的選擇與開發(fā) 設(shè)計(jì)是一種復(fù)雜的行為，材料的選擇是最基本的。設(shè)計(jì)師在選擇材料的時(shí)候，除必須考慮材料的固有特性外，還必須著眼于材料與人、環(huán)境的有機(jī)聯(lián)系?？偟膩碚f，設(shè)計(jì)材料的選擇應(yīng)遵循以下原則： （1）材料的外觀：考慮材料的感覺特性。根據(jù)產(chǎn)品的造型特點(diǎn)、民族風(fēng)格、時(shí)代特征及區(qū)域特征，選擇不同質(zhì)感、不同風(fēng)格的材料。 （2）材料的固有特性：材料的固有特性滿足產(chǎn)品功能、使用環(huán)境、作業(yè)條件和環(huán)境保護(hù)的需要。 （3）材料的工藝性：材料應(yīng)具有良好的工藝性能，符合造型設(shè)計(jì)中成型工藝、加工工藝和表面處理的要求，應(yīng)與加工設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)相適應(yīng)。 （4）材料的生產(chǎn)成本及環(huán)境因素：在滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，盡量降低成本，優(yōu)先選用資源豐富、價(jià)格低廉、有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的材料。 （5）材料的創(chuàng)新：新材料的出現(xiàn)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供更廣闊的前提，滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求。,,,,,,,材料特性分析圖,11,1）材料選擇的一般原則 ①供應(yīng)來源廣泛性 選用材料既要考慮有廣泛的供應(yīng)來源, 同時(shí)又要考慮材料能夠供應(yīng)的批量, 因?yàn)椴牧瞎?yīng)批量, 直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。 ②生產(chǎn)加工的廉價(jià)性 選用材料要便于生產(chǎn)加工, 同時(shí)費(fèi)用要低, 而且最好是選用可二次再生利用的材料。 ③安全可靠性 材料要有足夠的強(qiáng)度和堅(jiān)硬度, 在所使用的溫度、濕度等范圍內(nèi)尺寸穩(wěn)定, 在服役周期內(nèi)安全可靠。 ④良好的環(huán)保性 選用材料要求對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生有害的影響, 同時(shí), 要有可降解性, 便于廢棄處理。,,,,,,防蝕性、耐熱性、耐水性、耐油性,廚房用具,防蝕性、耐寒性、耐水性、硬度、耐黃變性,電冰箱、冰藏柜、空調(diào),防蝕性、耐堿性、耐水性、耐黃變性,洗衣機(jī),色彩的照明度、硬度、附著性,電風(fēng)扇、縫紉機(jī),防蝕性、耐熱性、耐水性、附著性、耐污染性,金屬家具,防蝕性、耐磨性、耐沖擊性,光學(xué)機(jī)械,防蝕性、耐磨性,計(jì)算機(jī),耐酒精性、耐油性、附著性,醫(yī)療器械,防蝕性、耐候性、附著性、難燃性、涂飾性,其它車輛,防蝕性、耐候性、耐水性、附著性,汽車、自行車,耐油性、耐蝕性,機(jī)床等,涂飾應(yīng)考慮的條件,產(chǎn)品名稱,產(chǎn)品的用途與涂飾應(yīng)考慮的條件,,,,,,,,,,,,,,,,,,各種不同產(chǎn)品需考慮的使用環(huán)境,12,2）材料選擇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則 材料的選擇在一般原則的指導(dǎo)下, 還必須從材料的使用性能、工藝性能及使用材料的經(jīng)濟(jì)性來考慮。 ①使用性能選材準(zhǔn)則 產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中, 應(yīng)根據(jù)其構(gòu)件應(yīng)有的功能、預(yù)計(jì)的行為以及構(gòu)性的工作環(huán)境, 明確規(guī)定對(duì)材料性能的要求, 并把對(duì)材料的一些定性要求, 進(jìn)一步確定出具體的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能指標(biāo), 使這些指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求的技術(shù)參數(shù), 保證在服役周期內(nèi)不出現(xiàn)意外現(xiàn)象。如產(chǎn)品的表面涂飾，就要考慮環(huán)境的因素。 ②工藝性能選材準(zhǔn)則 材料的工藝性能, 是材料被加工成成品構(gòu)件形狀的能力的尺寸, 就金屬材料來說, 根據(jù)特定的制造加工方法, 其工藝性的要求主要包括: 可焊性、可鑄性、可壓力加工性、可切削性和熱處理性等。從機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)類型來看, 材料工藝性能的好壞, 在單件批量生產(chǎn)條件下, 并不顯得十分突出, 而對(duì)大批量生產(chǎn)條件下, 達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模要求等成為材料選擇中起決定性作用的因素之一。,,,,,,RADO制造的陶瓷手表,13,③經(jīng)濟(jì)性選材準(zhǔn)則 材料的經(jīng)濟(jì)性, 不僅指優(yōu)先考慮選用價(jià)格比較便宜的材料, 而且要綜合考慮——材料對(duì)產(chǎn)品整個(gè)壽命周期成本的影響, 以使達(dá)到最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益, 這對(duì)材料的最終選擇有決定性意義。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)與材料的關(guān)系是互相刺激、互相促進(jìn)的。時(shí)代的變遷、意識(shí)的變化，會(huì)帶來人們對(duì)材料需求的變化，從而促進(jìn)設(shè)計(jì)材料的改進(jìn)和開發(fā)。從現(xiàn)代設(shè)計(jì)的概念變化與新材料開發(fā)的關(guān)系來看，當(dāng)人們物質(zhì)生活還不豐富時(shí)，設(shè)計(jì)更多的追求功能和機(jī)械性，而當(dāng)人們物質(zhì)生活達(dá)到一定水平時(shí)，設(shè)計(jì)隨之將其側(cè)重點(diǎn)偏向于造型感覺等方面。 滿足人類文明的需求是材料研制和開發(fā)的出發(fā)點(diǎn)和回歸點(diǎn)，出發(fā)點(diǎn)和回歸點(diǎn)的重合是通過若干個(gè)中間環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。材料的開發(fā)經(jīng)理從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用再到實(shí)用的過程。,,,,,,商務(wù)汽車內(nèi)部裝飾件，盡顯奢華,14,8.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成型原理 產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，材料在通過加工后，必須能構(gòu)成并且長期“記憶”住設(shè)計(jì)所賦予它的應(yīng)有形態(tài)，從而才能最終成為產(chǎn)品。材料的成型加工性是衡量產(chǎn)品造型材料優(yōu)劣的重要標(biāo)志。產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)材料必須具有良好的成型加工性能。材料通過成型加工才能成為產(chǎn)品，并體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想。如果沒有先進(jìn)、合理、可行的工藝手段，多么先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和美觀的造型，也只是紙上談兵而實(shí)現(xiàn)不了。 美觀的造型設(shè)計(jì)，必須通過各種工藝手段將其制作成為物質(zhì)產(chǎn)品，此外，即使是同一種款式的造型設(shè)計(jì)，采用相同的材料，由于工藝方法與水平的差異，也會(huì)產(chǎn)生相差十分懸殊的質(zhì)量效果。因此，在造型設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)造型的工藝手段是重要因素。工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)必須有一定的工藝技術(shù)來保證。造型設(shè)計(jì)應(yīng)該依據(jù)切實(shí)可行的工藝條件、工藝方法來進(jìn)行造型設(shè)計(jì)構(gòu)思。,,,,,,,瑞典默奧設(shè)計(jì)學(xué)院為本田公司設(shè)計(jì)的概念摩托車,15,8.2.1 金屬材料成型 在鋼、鐵和合金為代表的現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)，金屬材料以其優(yōu)良的力學(xué)特性、加工性能和獨(dú)特的表面特性，成為現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一大主流材質(zhì)。金屬材料的工藝性能優(yōu)良，能夠按照設(shè)計(jì)者的構(gòu)思實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多種造型，廣泛應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。（圖8－12罐頭） 金屬的成型方法可區(qū)分為鑄造、塑性加工、切削加工、焊接與粉末冶金五類： （1）鑄造 將熔融態(tài)金屬澆入鑄型后，冷卻凝固成為具有一定形狀鑄件的工藝方法。 （2）金屬塑性加工 又稱金屬壓力加工。在外力作用下，金屬坯料發(fā)生塑性形變，從而獲得具有一定形狀、尺寸和機(jī)械性能的毛坯或零件的加工方法。,,,,,,,,2002年斯蒂芬·紐拜設(shè)計(jì)的拋光不銹鋼容器,16,(3)切削加工 又成為冷加工。利用切削工具在切削機(jī)床上（或用手工）將金屬工件的多余加工量切去，以達(dá)到規(guī)定的形狀、尺寸、和表面質(zhì)量的工藝過程。 (4)焊接加工 焊接加工是充分利用金屬材料在高溫作用下易熔化的特性，使金屬與金屬發(fā)生相互連接的一種工藝，是金屬加工的一種輔助手段。 (5)粉末冶金 是以金屬粉末或金屬化合物粉末為原料，經(jīng)混合、成型和燒結(jié)，獲得所需形狀和性能的材料或制品的工藝方法。,,,,,材料成型流程,17,8.2.2 塑料成型工藝 塑料的原料廣，性能優(yōu)良（質(zhì)輕、具有電絕緣性、絕熱性等），加工成型方便，具有裝飾性和現(xiàn)代質(zhì)感，而且塑料的品種繁多，價(jià)格比較低廉，是一種具有多種特性的應(yīng)用廣泛的使用材料。 塑料的工藝特性是指將塑料原料轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰现破返墓に囂匦?，即塑料的成型加工性。主要包括：注射成型、擠出成型、壓制成型、吹塑成型、壓延成型、滾塑成型、鑄塑成型、搪塑成型、醮涂成型、流延成型、傳遞塑模成型、反應(yīng)注塑成型、手糊成型、纏繞成型、噴射成型。 這里特別需要指出的是快速原型工藝。近年來由于數(shù)控加工技、特殊的功能塑料以及激光等其他相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,快速原形制造技術(shù)（ Rapid Prototyping 簡寫作RP）日趨成熟, 它可以將計(jì)算機(jī)所設(shè)計(jì)的三維圖形快速、精確地制造出三維實(shí)體模型。,,,,,,,,,瓦德絡(luò)耶爾制造的柔軟的燈,快速原型制作的電動(dòng)工具模型,18,8.2.3 玻璃的成型 玻璃具有一系列的優(yōu)良特性，如堅(jiān)硬、透明、氣密性、不透性、裝飾性、化學(xué)耐蝕性、耐熱性及電學(xué)、光學(xué)等性能，而且能用吹、拉、壓、鑄、槽沉等多種成型和加工方法制成各種形狀和大小的制品。玻璃作為現(xiàn)代設(shè)計(jì)中一大媒介材料，已經(jīng)成為人們現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中不可缺少的重要材料。此外，從環(huán)境保護(hù)的角度看，玻璃作為“綠色”材料，將是21世紀(jì)普遍看好的材料。 玻璃的成型是將熔融的玻璃液加工成具有一定形狀和尺寸的玻璃制品的工藝過程。其成型方法有：(1)壓制成型(2)吹制成型(3)拉制成型(4)壓延成型,,,,,,,哈里·柯士南設(shè)計(jì)的矩形燈,19,8.2.4 木材成型 木材成型的基本加工方法包括鋸切、銑削、刨削、鉆削、磨削等。加工木材的手工小型工具有斧、鋸、刨、鑿、鉆、螺絲刀、鉗、銼、錘和釘沖、夾具、量具和劃線工具等。機(jī)械加工工具包括帶鋸機(jī)、電子開料鋸、圓鋸機(jī)、平刨床、壓刨床、雙面刨床、銑床、鉆床、車床、壓機(jī)、封邊機(jī)、旋切機(jī)、刨切機(jī)、電動(dòng)鋸、電動(dòng)刨、電磨機(jī)、電鉆等等。 木材成型的高級(jí)工藝是實(shí)木彎曲技術(shù)。實(shí)木彎曲成型是一種無屑實(shí)木成型加工工藝，它可以分成三個(gè)階段：塑化(軟化)、彎曲和定型(在模型框架中干燥冷卻)。,,,,,,,,帶木扇葉的電風(fēng)扇,20,,,,,,,知識(shí)點(diǎn) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ) 產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)是工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)功能設(shè)計(jì)與美學(xué)設(shè)計(jì)的結(jié)合與統(tǒng)一，用現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式將各種材料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ㄊ褂脙r(jià)值或具有商品性的工業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)造活動(dòng)。 在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中，材料是用以構(gòu)成產(chǎn)品造型，且不依賴于人的意識(shí)而客觀存在的物質(zhì)，無論是傳統(tǒng)材料還是現(xiàn)代材料、天然材料還是人工材料、單一材料還是復(fù)合材料、均是工業(yè)造型設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 材料、功能、形態(tài)構(gòu)成了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三大要素，而產(chǎn)品的功能和造型的實(shí)現(xiàn)都建立在材料和工藝上。 材料的分類 按材料來源分類--天然材料、加工材料、合成材料、復(fù)合材料、智能材料 按材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類--金屬材料、無機(jī)材料、有機(jī)材料、復(fù)合材料 按材料的形態(tài)分類--線狀材料、板狀材料、塊狀材料 材料的特性原理 固有特性，既材料的物理特性和化學(xué)特性。 派生特性，既材料的加工特性、材料的感覺特性和經(jīng)濟(jì)特性。 感覺特性，包括1：生理心理屬性，既材料表面作用于人的觸覺和視覺系統(tǒng)的刺激性信息。 2：物理屬性：既材料表面?zhèn)鬟_(dá)給人的知覺系統(tǒng)的意義信息，也就是材料的類別、性能等。 材料的選擇與開發(fā)原理 設(shè)計(jì)是一種復(fù)雜的行為，材料的選擇是最基本的。設(shè)計(jì)師在選擇材料的時(shí)候，除必須考慮材料的固有特性外，還必須著眼于材料與人、環(huán)境的有機(jī)聯(lián)系。從外觀、固有特性、工藝性、生產(chǎn)成本及環(huán)境因素、創(chuàng)新等方面進(jìn)行考慮。材料的選擇從一般性原則和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性原則考慮,21,,,,,,,產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成型原理 產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，材料在通過加工后，必須能構(gòu)成并且長期“記憶”住設(shè)計(jì)所賦予它的應(yīng)有形態(tài)，從而才能最終成為產(chǎn)品。材料的成型加工性是衡量產(chǎn)品造型材料優(yōu)劣的重要標(biāo)志。產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)材料必須具有良好的成型加工性能。材料通過成型加工才能成為產(chǎn)品，并體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想。在造型設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)造型的工藝手段是重要因素。工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)必須有一定的工藝技術(shù)來保證。 金屬材料的成型 金屬的成型方法可區(qū)分為鑄造、塑性加工、切削加工、焊接與粉末冶金五類。 塑料的成型工藝 注射成型、擠出成型、壓制成型、吹塑成型、壓延成型、滾塑成型、鑄塑成型、搪塑成型、醮涂成型、流延成型、傳遞塑模成型、反應(yīng)注塑成型、手糊成型、纏繞成型、噴射成型 玻璃的成型 玻璃的成型是將熔融的玻璃液加工成具有一定形狀和尺寸的玻璃制品的工藝過程。其成型方法有： 1：壓制成型 2：吹制成型 3：拉制成型 4：壓延成型 木材成型 木材成型的高級(jí)工藝是實(shí)木彎曲技術(shù)。實(shí)木彎曲成型是一種無屑實(shí)木成型加工工藝，它可以分成三個(gè)階段：塑化(軟化)、彎曲和定型(在模型框架中干燥冷卻)。,22,,,,,,,測(cè)試題 一、選擇題 1．按材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類，下列那種材料不屬于金屬材料？（） a)鑄鐵 b)碳鋼 c)合金鋼 d)玻璃鋼 2．下列那種方法不屬于玻璃的成型方法（） a)壓制成型 b)吹制成型 c)壓延成型 d)流延成型 3.模型制作的第一個(gè)步驟是（） a)部件完成處理與涂裝 b)模型加工 c)模型信息確認(rèn) d)模型組裝 4．使用下列哪種材料的產(chǎn)品能使人感到現(xiàn)代感與科技感？( ) a)木材 b)金屬 c)玻璃 d)橡膠,23,,,,,測(cè)試題 一、選擇題 5. 下列哪組詞語屬于材料感覺特性中的生理心理屬性( ) a)肌理 b)質(zhì)地 c)粗俗與典雅 d)色彩、光澤 二、簡答題 1．工業(yè)設(shè)計(jì)中的材料可以按哪幾種方式分類？ A：按材料來源分類——第一代的天然材料、第二代的加工材料、第三代的合成材料、第四代的復(fù)合材料、第五代的智能、材料或應(yīng)變材料 B：按材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類--1：金屬材料、2：無機(jī)材料、3：有機(jī)材料、4：復(fù)合材料 C：按材料的形態(tài)分類--1：線狀材料、2：板狀材料、3：塊狀材料 2．在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，材料的選擇應(yīng)遵循哪幾個(gè)原則？ 材料的外觀、材料的固有特性、材料的工藝性、材料的生產(chǎn)成本及環(huán)境因素、材料的創(chuàng)新 3. 木材作為產(chǎn)品材料的感覺特性有哪些？ 生理心理屬性：既材料表面作用于人的觸覺和視覺系統(tǒng)的刺激性信息，如粗獷與光滑、溫暖與寒冷、華麗與樸素、混重與單薄、沉重與輕巧、堅(jiān)硬與柔軟、干澀與滑潤、粗俗與典雅、透明與不透明等基本感覺特征。 物理屬性：既材料表面?zhèn)鬟_(dá)給人的知覺系統(tǒng)的意義信息，也就是材料的類別、性能等。主要體現(xiàn)為材料表面的幾何特征和理化類別特征，如肌理、色彩、光澤、質(zhì)地等。,24,,,,,,,測(cè)試題 二、簡答題 4. 模型制作中模型信息確認(rèn)的步驟。 A:圖面確認(rèn)、B.數(shù)據(jù)確認(rèn)、C:參照品確認(rèn)、D.材質(zhì)確認(rèn)、E:替代材質(zhì)確認(rèn)、F：機(jī)構(gòu)確認(rèn)、G:表面處理確認(rèn)、H:顯示部分確認(rèn) 5.人機(jī)工程學(xué)中應(yīng)用了哪些學(xué)科的研究方法？ 人機(jī)工程學(xué)應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)、人體力學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、勞動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的研究方法，對(duì)人體結(jié)構(gòu)特征和機(jī)能特征進(jìn)行研究。 三、思考題 1、淺析科技的發(fā)展對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料的影響 2、淺談新材料的開發(fā)與研究，對(duì)未來產(chǎn)品設(shè)計(jì)趨勢(shì)的影響 3、簡析產(chǎn)品設(shè)計(jì)中材料設(shè)計(jì)與人機(jī)工程的相互作用與影響,25,小 結(jié) 1、一件成功的工業(yè)產(chǎn)品是工程技術(shù)和藝術(shù)共同作用的結(jié)果。材料是它的物質(zhì)基礎(chǔ)。 2、材料的選擇應(yīng)建立在產(chǎn)品所要傳遞的客觀和心理感受，同時(shí)兼顧技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、 環(huán)保等因素。 3、材料的選擇也不可一味強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)，特別是一些奢侈品的設(shè)計(jì)。它們不是絕對(duì)的主流，但卻同樣擁有一定的市場(chǎng)。不容忽視。 4、材料選擇更應(yīng)體現(xiàn)個(gè)性化、自然化。這是大的趨勢(shì)，也體現(xiàn)了環(huán)保的思想，但要避免走極端，以免損害自然界中的稀有物種。,,Becker Belmadur IF材料獎(jiǎng) 櫸樹膠合板椅子,LED lamp 能耗低、隨意組合 個(gè)性化裝飾,26,