工业产品模型制作工艺

工业产品模型制作工艺（一）石膏材料的模型制作技法一、石膏模型的成型方法一般常用的成型方法有浇注成型法，塑造加工成型法，刮削成型法（模板、刮型箱、旋转）。

1．浇注成型法（1）湿法浇注石膏型坯在浇注石膏型坯时，将水的比例适当增加一些，使模坯不易很快干，便于雕削塑造，视气温高低，每次工作结束后，用块湿布盖上以保持湿润，以利下一次再继续塑造加工。

（2）干法浇注石膏型坯浇注、翻模方法与湿法浇注相同，所不同的是，水的比例少一些，凝固时间快。

为增加强度，可在浇注厚度范围内加入一些纤维或绒麻，注意不要使其暴露在加工表面部分，以免影响加工。

（3）平板浮雕浇注成型采用黏土或油泥塑造，再用石膏浇注而成，属于一种浮雕半立体形象。

加工技法是依照图纸尺寸，用一块稍大于图形的表面平滑的垫板，如做一个方形的模坯，用四块围板或围框，再将围块用钢筋夹子夹好，底部一半布满和熟了的黏土，也可采用经过筛选的细砂做垫底（用少量水混合均匀，不能太湿或大干。

切记用砂垫底塑造形体时，不要涂刷脱模剂）。

根据设计图形，在围板内的形体塑造好后，经反复观察不再修改时，涂刷一层脱模剂，若用肥皂溶液、片胶漆或凡土林等涂刷，应多涂几遍，直到表现出光亮时为止。

余留在边角地方的脱模剂液，应用海绵或吸水纸吸干，以免影响形体轮廓。

待稍干后可以浇注翻模，称一定数量的石膏粉（视形态大小而定），准备适量比例的水，先将水倒入桶内，再将石膏粉慢慢倒入，徐徐搅拌，在较短时间内（2～5分钟），清除硬块与坨状石膏粉（根据需要在板内形体上可放少量麻城纤维丝，以增加强度），而后浇注在塑造形体上，一般15～30分钟，此时石膏表面有些发热，可进行脱模，稍加修饰后，平板浮雕模型完成。

2．塑造加工成型法即“减法”成型，将浇注好的基本模坯，进行“毛坯”加工。

此法与干湿浇注成型法相似，不同的是要在毛坯上绘制出图形轮廓线，用雕刻刀直接在石膏上雕刻成型，步骤为先方后圆，先整体后局部，逐步完成。

3．模板刮削成型法用模板挤压已制好的并相当湿润的石膏毛坯初塑成型。

模板成型的用具由滑动模板和模板架构成。

使用模板挤压石膏毛坯前，首先在毛坯上画好与导边的距离，挤压时用双手平衡地拉动整个模板，紧贴着导边慢慢地在石膏毛坯处逐层地刮削，切出所要的形状。

拉动时按同一方向进行，不可来回刮动。

每次刮削后，应迅速把模板上的石膏清除，并常在毛坯上喷洒些水雾，以使切削边缘更加光滑。

4．刮型箱刮削成型法将石膏浇注成初形后，再用刮形箱刮削成型。

5旋转刮削成型法是将石膏毛坯固定在旋转成型机转轮上，制作者手持刀具或样板在刀架上进行石膏（或泥坯）的切削加工，这种方法可用于制作各种圆、平面、圆筒、圆柱形状的回转体模型二、石膏模具的种类与制作石膏模具大致分为三种，即阴模、阳模、对合模，也可分为死模与活模，死模为一次性模，又叫破碎模，翻制一次性脱模后，就不再用了，活模可以连续批量使用。

（1）阴模与阳模采用单开口的模具来浇注成品，这种模子具有内四的空腔称阴模。

可浇注实心的制品，常用于制作单面浮雕或某些无倒角制品。

阳模又称凸模，模具呈凸出形状，制品的凹入外壳，即是与凸模接触的地方。

（2）对合模是由阴模和阳模所组成的模具，当凹凸两半模件对合时，其中留有空腔部分，就是制品的厚度。

（3）脱模与分模线的确定石膏模型按制品的不同形状和要求，可采用一件模、两件模、三件模等，模子的件数愈少愈容易分模，一般多采用两件模。

两件以上的分模的模具设计，关键是定出合理的“分模线”。

如制作圆球体时，可受“自然位置”的约束，尽量考虑两个模件能以相对（相反）方向抽脱开为前提，要找出原型上的倒角，并要避开倒角，找出便于脱模的位置，再定出分模线。

两件模的分模线的取得方法是：在基准平面上，采用直角尺沿着原型边缘接触平行移动画线法，其操作是在直角尺的一边涂上颜色，然后沿工作台面平行地移动直角尺，利用直角尺经着色的角边接触到模型外边的最高处，画出痕迹，这种迹线就是两件模件的分模线。

特种模型的分模线的确定，主要靠观察分析。

一般从“原型”的前后、左右、上下六个方向，作为基础进行观察分析，特殊情况可用倾斜方向脱模。

通过分析后，用铅笔在原型的最高点面画出分模线，再定出所需的模件块数。

三、石膏模型的制作方法与步骤下面以中型面包客车的石膏模型制作为例，介绍其成型全过程。

1．准备工作（1）图纸准备从构思的草图中，精选l～2张作比较，最后筛选确定定型方案，绘制效果图及零件尺寸图和组装图。

（2）材料准备作出详尽的材料需求计划，列出材料清单，将明细表中各种材料名称、规格、型号。

数量或代用品等，分类注清楚，利于采购人员按先后顺序和需求进行采购。

（3）工具与设备塑料盆、塑料提桶。

水勺、量筒、毛刷、脱模剂盛装盆、分模胶片（数片）、围板多块。

雕塑工具一套。

量度尺、钢板铲。

钢丝夹（数只）、木锤、效刀、钢丝钳、喷枪、喷灯、电烙铁等。

还有砂轮机、烘烤箱、空压机、电焊机等设备。

2、塑造形态（1）先塑造出厚型胎模，大多以黏土或油泥材料进行制作。

塑造形态以浇注石膏浆成型，先翻出阴模，然后再以湿法翻制浇注一块稍大于原型的实体，或用减法雕塑加工成型。

3．制作步骤（1）先将塑造完工的黏土（或油泥）“原型胎模”，放置在一个平台或平板桌上，作翻模前的修整，将细部轮廓凹槽凸面缝隙处作进一步清理。

采用以多块“活模”（破碎模）形式来浇注阴模，这种制模快速省工，较容易脱模。

（2）根据“分模线”插脱膜胶片。

如一台小型面包车模型，可看成是一个长方体形状，四个侧面，一个盖板，一个进出车门，整个车型共分六个大面，每个面的边缘处，就成为自然“分模线”。

为便于脱模，可采用薄塑料片或废X光胶片、金属薄片等，根据形体大小剪切成长条形分模胶片，插于“原型胎模”中的“分模线”处。

在“原型胎膜”及胶片两面，涂刷脱模剂l～2遍（隔离剂），大多以浓肥皂溶液或凡上林替代。

（3）分两次浇注阴模。

配比汽车模用的石膏与水混合比为100：30～10O：40。

调配时先用盆盛装适量水，操作时将石膏粉慢慢倒人水盆中，用木棒或手迅速搅拌，使浆内无块状为宜，为增加强度，可适当加入一点乳白胶和匀。

一般石膏与水的配比关系是：注浆用模，石膏粉与水的比例为100：70～100：80；压坯用石膏粉与水的比例为100：60～100：70；石膏母模石膏粉与水的比例为100：30～100：40；根据一般的经验，常采用1：2：1或1．35：1比例，这样的比例软硬程度适当。

分两次浇注阴模，第一次迅速按“分模线”一块～块地将石膏浆泼洒到胎模表面，此层不要太厚。

第二次石膏浆要采用配比浓度稍大点的石膏浆进行。

一般浇到l～3cm厚度时即可停止。

分模处和大面积处可稍厚一些。

（4）阴模脱模约30分钟左右，浇注的石膏浆凝固后产生热量（用手即可感觉到）便可进行脱模。

脱模时用手持平口钳，把插入分模线内的胶片拔出，并用铲刀将模边沿铲齐，直到能看见分模线为止。

可在缝隙中灌一些水然后轻轻敲击，直到松动模块全部脱开。

（5）修整阴模表面。

在翻模过程中，石膏模内壁会出现一些气泡及凹凸面等缺陷，需要进行修补。

铲去多余部分，用石膏粉调浆填补洞孔，修整轮廓边线。

常用粘接修补的方法有：①在粘接件本身较湿时，用石膏粉调浆自行粘接效果较好。

注意要将两个断面或粘面除去灰尘和污物，把浆倒入两个粘接面粘接，用稍重物压紧或用绳子捆紧，待干后即会牢固。

②以石膏粉与乳白胶调和匀，然后倒入两端粘接面压紧捆牢，干后即可牢固。

③石膏模件或模型本身已于透，将两个被粘面清理干净，并抹徐乳白胶，压紧或捆牢，干后即可牢固。

填补的方法是，将回坑缝隙、气泡等处理清理干净，然后用水湿润，再用毛笔或小毛刷蘸石膏粉填补，干后用砂磨平即可。

④喷刷脱模剂。

将捆绑牢靠的模块翻转，放置一平台上，将下部填塞泥土垫稳，再将阴模内腔表面喷刷脱模剂。

（6）组装阴模及浇注阳模实体用浇注阴模的方法进行，只是调配石膏粉与水的比例时，水稍多一点（浆稀些），泼洒石膏浆至内壁上，步骤是先左后右，先角边后大面积，最后将底部按顺序泼洒l～3遍。

对人型石膏模，为增强模型整体强度，应在模型内壁上放一些细钢筋或粗铁丝，作加强骨架的筋条，再用石膏粉浸沾麻绒或纤维丝，粘附在筋条表面，然后泼洒石膏浆2～3遍，一般厚度达2．5cm左右即可。

（7）表面修补与涂饰。

开模时首先将模型翻转放平，松开绳索或铁丝，用铲刀清出堵塞在缝隙中的粘泥，以及边缘的石膏碎屑。

打开阴模取出实体模型，方法与上述开阴模一样，同时也要注意外形修补，使之达到设计要求。

①涂饰前必须把模型上的大小缺陷修补好，打磨抛光，并使其干燥，可利用太阳照晒、自然通风或用电吹风、电烘烤箱来烤干，切记不能升温太急和太高。

②涂饰底漆。

待石膏阴模于透后，进行粗砂磨，再刮涂腻子灰修平。

刮涂多次，再刷漆，效果更好。

③配色与涂饰。

可以配色图或效果图为依据，合理调配，采用各类油漆和广告颜料进行。

刷涂颜料一定要调一点树脂胶溶液，或罩刷一层透明清漆，以增强粘附能力。

由于里面含油质膜的缘故，其色彩的纯度、明度都会降低。

④喷涂面漆一般都要进行2～3次。

每次喷完后，以水磨砂纸带水磨。

如有高档的光泽要求，可利用砂蜡细磨，然后用油蜡反复多次抛光，就会获得最佳的细腻肌理表现。

⑤混合着色。

模件还未成型前，在水中加入某种颜色后调石膏粉，这样具有颜色均匀，内外不变色，不脱落之优点。

也可用调色粉同时着色，虽颜色不均匀，但能获得美丽的大理石花纹效果。

如果石膏模型不涂饰颜色，要保持原来肌理效果，只要稍加磨光，而后再用粗布蘸石膏粉在表面来回擦拭，便可得到一定光泽。

内外部件配套及装饰，首先对整体模型按总图纸要求进行统一规划和修整，然后根据设计要求，按比例尺寸作内外部件配套，如汽车的方向盘、仪表。

座椅、灯具及挡风玻璃、刮水器、后槽玻璃等。

还可对一些细小装饰部分作装饰材料纸贴表现，并配以适当的标志，整件设计制作就告结束。

（二）木质材料的模型制作技法木材工艺在产品样机模型制作中是重要的加工手段，由于木材资源丰富，其材质特性优越，坚韧适中易加工，给产品设计带来了很大的方便。

将木材原材料通过木工手工工具或木工机械设备加工成构件，并将其组装成制品，再经过表面处理、徐饰，最后形成一件完整的木制品的技术过程，称为木材的成型加工工艺。

在工业产品中，有时为了取得木材的优美的天然肌理和质感效果，对一些受力不大，工作环境条件良好的零件，常可应用木材直接制作，例如室内使用的仪器的外壳、工作台面、日常用具等。

木材制成品的加工过程中，需要经过多种加工工艺，其中包括锯削、刨削、尺寸量度和画线、凿削、钻削、拼接以及装配和成型后的表面修饰等。

常用的工具有锯、刨、凿、铲以及各种锯割机、样孔机、刨床、铣床等。

一、木制品的基本结构木制品构件间的结合方式称为制品的结构，传统的木制品最基本的结构形式是框架样孔结构。