工业设计材料与加工工艺
产品造型设计材料与加工工艺课程小结[修改版]
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第一篇：产品造型设计材料与加工工艺课程小结产品造型设计材料与加工工艺通过近几周的材料分析与加工工艺的学习，我对产品设计材料与加工工艺有了初步的了解，也了解了今后产品对材料上的具体应用。
工业设计是现代科学技术与人类文化艺术相结合而发展的产物。
它是在现代工业、科学技术及社会经济迅猛发展的背景下产生的一门崭新的边缘学科。
工业设计包括工业产品设计、环境设计及视觉传达设计。
它不仅要对产品的功能、结构、材料、工艺及形态、色彩、表面处理和装饰等方面进行设计,同时还要从社会的、经济的、技术的、艺术的及人的各方面因素进行综合处理,从而使现代工业产品既符合社会不断发展的物质需求,又能满足人们的精神需求。
因此它不同于一般的艺术设计,而是一种以工程技术与美学艺术相结合的设计体系。
工业产品本身是生产者与用户之间最重要的交流媒介。
用户往往通过产品建立起对生产商的印象,因此产品的外观造型设计质量至关重要。
作为科技与文化蕴涵相结合产物的现代工业产品,除满足人们的使用功能外,还应以物性的存在形式满足人们的精神需求。
因此,产品造型设计中所涉及到的材料及工艺将对产品造型的美感产生直接影响。
采用不同的材料、不同的工艺,所获得的结构形式也各不相同,其造型的美感效果也大不一样。
在产品造型设计中,首先要合理地选用材料,再按照材料的特点以适当的工艺去塑造它的外形。
当然在某些情况下,也可以按艺术造型需要决定产品外形,再选用相应的材料与工艺。
首先，材料是产品造型设计的物质基础。
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才得以实现的。
而造型设计从本意上讲,是人们在生产中有意识地运用工具和手段, 将材料加工成可视的或可触及的具有一定形状的实体,使之成为具有使用价值的或具有商品性的物质。
正因为造型设计是一种人造物的活动,设计才离不开材料,它与材料是密不可分的。
在从事工业产品造型设计过程中,首先必须考虑的问题之一就是如何选择使用材料。
工业设计专业《设计材料及加工工艺》课程教学的思考
、
料 选择 的 准则 。 二 、 业 设计 专 业设 计 材 料 及 加 工 工 艺 课 程 教 学存 在 的 问题 工 我校工业 设计专业 毕业生 已有三届 。 从学生的设计作 品来看 ， 无论 毕业 的还 是在校 的大部分学生 ，对产 品设计 方案中的选 材和工艺意识
薄弱 ， 对可实现生产 的技术 问题考虑不周。 有时候看起来不错 的设计概 念， 却缺乏技术制造 的可能性 。 所以设计 材料及加 丁工艺课程必须强化 学生的产品设计 方案 生产可行性意识 。 产品设计不是 天马行空 ， 优秀设 计方案的实体化是建立在可生产加工的基础上 ，否则再优秀的设计方 案也是空中楼阁。 在设计 实践 中寻找既能满足结构上的要求 ， 又能降低 产品总成本 ， 同时符合使用环境条件和环保要求 ， 且考虑资源供应情况 的材料工艺 ， 在设计期间考虑产品全生命周期 ， 真正做到具有可持续发 展 的绿色设计 。 现 在本科教学安排 上更注重设计创 意的培养和设计理 念的训练 。 设计材料及加ＴＴ艺课程 的学 习效果表现不 明显 ， 不像 概念设计效 果
图那样直观明了地表现出来 。 品材料的多样性和设计材料 的复杂性 ， 产 在几十个课时中不可能完全展开 ， 更别说学生深入的理解 和应用 。 以 所 在有限的课堂时间内 ， 如何 让学生快速认 识和理解材料工艺 ， 并掌握产 品设计 中选择合适材料和加工工艺 的方法 ， 是教学改革的重点 。 三 、 计 材 料 及 加 工 工 艺 课程 教 学 改 革 的 内容 设 有学者把工业设计专业学生的知识结构体系这样划分 ：社会构成 是知识结构 的基础 ， 艺术构成是知识结构的特色 ， 技术构成是知识结构 的核心 。其 中技术构成是培养学生把一种设计理念转化为现实物 的能 力。与其它抽象艺术形式不同 ， 工业设计基本 的落脚点是现实 的物体 ， 它不是一个虚拟 的对象 。任何现实物 品都建立在现实 的技术基础 如材 料、 工艺等 因素之上 ，这就决定了技术构成是工业设计知识结构 的核 心。学生 的技术构成知识直接影响学生毕业后 的就业范 围和对 专业 的 适应能力 ， 这对于 当代 中国工业设计具有极大 的现实意 义， 它直接关 系 到是否 能满足社会对设计人才的“ 实用” 要求 。 本课 程瞄准实用型人才培养 目 ，针对我校Ｔ业设计专业学 生在 标 产品设计 中的选材和加工工艺知识薄弱的问题展开教学改革研究 ： （ ） 动手实践 中理解设计材料和加工方法 １在 在有条件 的院校 ，金工实 习已经普遍列入 了工业设计 专业 的教学 计划 。这 对学 生了解最基本 的金属 加Ｔ知识（ 主要是机 械加工知识 为 主） 、 培养动手能力无疑是有帮助 的。但 是 ， 金工实 习涉及 的知识面毕竟 有限 ， 如对设计材料 中的塑料 、 木材等常用材料及加 工工艺 的了解 就得 另 寻方 法 。 ① 收集 、 讨论材料１ 艺应用案例。 一 在课堂中教 师引入 的材料应用 案例毕竟 有限 ，所以在每个常用材 料特性和相应的加丁Ｔ艺讲解后 ，要求学 生收集使 用该 种材料 的产品 案例 ， 分析 为什么要用这种材料 ， 这种材料对产 品的安全性 、 耐用性 的 影响以及产品用到了该材料 的哪些加 Ｔ工 艺和表面处理方法等等。这 样学生容易理解 、 记忆材料 的属性 ， 能真正明确材料工 艺在产品 中的 也 应用。再组织演讲汇报 ， 集体讨论 ， 思广 益 ， 集 使得学生 多识广 ， 以弥 补课堂时间的不足。 这些案例 的收集和讨论比起书本上 的文字叙述 ， 对 认识材料和理解加工方 法会更有效 。 ②拆装产品 ， 由产品整体——零部件 ， 认识材料及加Ｔ方法 。 拆装产 品 ， 从产品整体到零 部件 逆 向分析材料 、 加ＴＴ艺 问题 ， 在 多个选题分析 中， 积累设计 中的选材和Ｔ艺知识 。通过对样机的拆装 、 组合 ， 不仅能分析其各个 功能部件和主要的产品构架方法 ， 而且学生还 能了解 产品的结构 、 面处理 、 同零部 件的材料 工艺等知识 ， 表 不 使得学 生从生产与造型设计结合的角度深入 了解材料及工 艺，有效地辅助产 品设计概念 的发挥 ， 推进设计方案 向现实产品转化 。如对手机 的拆装 ， 手机的结构一般包括 Ｌ ＤＬ ｎ 、 Ｃ ｅ ｓ上下壳体 、 按键 、 电池盖 、 天线 以及 电子 元器件等 。 对手机按键材料比较 ， 使得学生 明白手机按键的主要材料有 硅胶按 键 、注塑 Ｐ Ｃ键盘 和金 属键盘等 ，其表面处 理工艺有模 内装饰 （ＭＤ）电镀 、 Ｉ 、 激光雕刻等 。现在手机用 户很普遍 ， 学生还可以在此练习 过程巾 ， 通过对各 自手机按键表面处理方法和其装饰效果进行对 比， 理 科技来自息 博士・ 专家论 坛
1设计材料与加工工艺-概论
抗压、抗拉强度的计算式为
R=P／F
材料破坏时的最大载荷
材料的分类及特征
第一章
五、材料的分 类 六、材料的一 般性质 七、材料的工 艺特性 八、设计材料 的特性
7. 弹性与塑性Βιβλιοθήκη 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，这一变形称为弹 性变形。
在外力作用下材料产生变形，当外力除去后仍保持 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。 材料的塑性通常用断面抗缩率和延伸率表示。
广义地说材料是指包括人们思想意识之外的所有物质。
狭义地讲材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器 或其他产品的那些物质。材料是物质，但不是所有物质 都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食 物和药物，一般都不算是材料。
四、材料设计
概念及重要性
第一章
一、材料的定 义 二、设计与材 料 三、材料及工 艺的重 要性
概念及重要性
第一章
一、材料的定 义 二、设计与材 料 三、材料及工 艺的重 要性 20世纪三四十年代以后， 由于合成树脂的迅速发 展和高频胶合技术的应 用，产生了一种新的椅 子形态——胶合板椅， 赋予椅子新的造型风格。 如芬兰设计师阿尔瓦· 阿 尔托(Alvar Aalto)设计的 弯曲胶合板椅。
块状材料——石材、铸铁、石膏。
材料的分类及特征
第一讲
五、材料的分 类 六、材料的一 般性质 七、材料的工 艺特性 八、设计材料 的特性
1. 密度
材料在绝对密室状态下单位体积的质量
2. 熔点
材料由固态转变为液态时的温度
3. 比热容
将1克质量的材料温度升高1℃所需要的热 量
CMF十五种工业设计加工工艺
CMF十五种工业设计加工工艺工业设计加工工艺是指将工业设计方案转化为实际产品的具体过程，它是工业设计的最后一环，直接关系到产品的外观、结构和功能等方面。
下面我将介绍15种常见的工业设计加工工艺。
1.机械加工：机械加工是指利用机械设备对材料进行加工和成型的过程，包括切削加工、铣削加工、钻孔加工等。
2.喷涂：喷涂是将充满颜色的涂料喷洒到产品表面，形成一层均匀的涂层，提高产品的外观质量。
3.热处理：热处理是通过对金属材料加热、保温和冷却等过程，改变材料的结构和性能，提高材料的硬度和韧性。
4.塑料成型：塑料成型是把塑料材料加热到可塑性状态，通过压力和流动性使其充满模具，并通过冷却使其固化成型。
5.激光切割：激光切割是利用高能量密度的激光束将材料加热融化，通过气体或机械将其切割成所需形状和尺寸。
6.压铸：压铸是将金属材料通过高压和温度下注入模具，使其充满模腔，并通过冷却和固化得到成型的金属零件。
7.滚压：滚压是利用滚轮施加压力，使金属材料在模具中滚动压制，改变其形状和尺寸。
8.表面处理：表面处理是对产品表面进行除锈、抛光、电镀等处理，使其具有更好的耐腐蚀性和外观质量。
9.3D打印：3D打印是一种将设计文件转化为物理模型的技术，通过逐层堆叠材料，实现对复杂产品的高精度制造。
10.注塑成型：注塑成型是将熔融的塑料材料注入模具中，通过冷却和固化得到成型的塑料零件。
11.焊接：焊接是利用高温热源将金属材料熔化，然后使其相互结合，形成完整的焊缝，实现产品的连接和固定。
C加工：CNC加工是利用计算机数控技术对材料进行加工和成型的过程，具有高精度和高效率的特点。
13.冲压：冲压是利用冲床将金属板材通过模具进行冲压，改变其形状和尺寸，得到所需的成型零件。
14.透明雕刻：透明雕刻是利用激光或化学物质对透明材料进行刻蚀和雕刻，实现图案和文字的清晰显示。
15.打磨抛光：打磨抛光是利用研磨机械设备对产品表面进行打磨和抛光，提高产品的光洁度和外观质量。
9材料及加工工艺的选用
2、装饰效果
不同工艺的表面处理能产生
不同的装饰效果和材质感觉。如
金属基材不同色彩的烤漆或喷漆、
电镀、拉丝、喷砂、阳极氧化等
表面处理，均产生不同的装饰或
视觉效果，可根据设计表达的需
要进行适宜的工艺选择。
3、工艺成本
表面处理的工艺成本与产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的整体成本应该有一定的谐调性 或一致性。 4、环境影响 为减少表面处理对环境带来 的影响，一是应尽量避免不必要 的装饰处理，二是尽量采用污染 小的工艺方法。
（二）工艺性原则
选择的材料须经成型加工、
表面处理等工艺环节而制得产
品，因此进行材料选择时要考
虑材料加工与现有设备和技术
的适应性问题，满足材料的工
艺性要求。
（三）经济性原则
材料的经济性，不止是指 优先选用价格比较便宜的材料， 而是应该综合考虑材料对产品 寿命周期成本的影响，以获得 最佳的技术经济效益。在确保 产品的使用性和工艺性的前提 下，应选用经济性更优的材料。
刺激并做出相应反应或变化，完成
某种执行过程的功能材料。智能材 料的发端源于仿生，其初衷是研制 具有类似于生物功能的“活”的材 料。
一般来说，智能材料具有七大 功能——传感、反馈、信息识别与 积累、响应、自诊断、自修复和自 适应。智能材料实际上是一种集材 料与结构、智能处理、执行系统、 控制系统和传感系统于一体的复杂 材料体系。智能材料的基本组成单 元包括压电材料、光导纤维、形状 记忆材料、磁致伸缩材料、电流变 液和智能高分子材料等。
第二节 材料的新发展
一、材料发展的总体态势
（一）基础材料的进一步开发
通过对塑料、金属、木材、 陶瓷、玻璃等基础性材料进行深 入的成分、结构等研究，开发新 材料，形成新类型，扩大其应用 范围。如调光玻璃、抗辐射玻璃、 新金属合金、集成木、防腐木材、 防潮木材、阻燃木材、现代陶瓷、 新型塑料，等。
工业设计中的生产工艺优化
工业设计中的生产工艺优化工业设计是将科学的知识和技术应用于产品的创新设计过程。
在工业设计的过程中，生产工艺的选择和优化是至关重要的一环。
通过合理的生产工艺优化，可以提高产品的生产效率、质量和成本效益。
本文将探讨工业设计中的生产工艺优化的重要性，并介绍一些常见的生产工艺优化方法。
一、生产工艺优化的重要性在工业设计中，生产工艺的选择和优化直接影响产品的质量和效率。
合理的生产工艺可以保证产品的稳定性和一致性，提高产品的使用寿命和可靠性。
此外，通过工艺优化还可以降低产品的成本，提高生产效率，实现资源的合理利用。
二、常见的生产工艺优化方法1. 材料选择与工艺匹配：在工业设计中，正确选择材料并将其与合适的生产工艺相匹配非常重要。
不同材料对应不同的工艺要求，只有将材料与工艺充分匹配，才能保证产品生产过程的高效性和质量稳定性。
2. 工艺流程优化：在产品的制造过程中，工艺流程的设计和优化对于提高生产效率和质量具有重要意义。
通过对工艺流程的分析，可以找出存在的瓶颈和问题，并针对性地进行优化改进。
3. 自动化生产技术应用：随着科技的不断进步，越来越多的自动化生产技术被应用于工业设计中。
自动化生产技术可以提高生产效率，减少人为因素的干扰，从而保证产品的质量一致性和稳定性。
4. 设备和工具的选择与优化：在工业设计中，正确选择和使用设备和工具对于产品的生产和质量控制至关重要。
对于特定的产品和生产工艺，应选择合适的设备和工具，并进行合理的配置和调整，以实现最佳的生产效果。
5. 质量控制和检测方法的优化：在产品生产过程中，质量控制和检测是不可或缺的一环。
通过合理的质量控制和检测方法的优化，可以及时发现和排除生产中存在的问题，保证产品的质量和可靠性。
三、案例分析以汽车制造为例，生产工艺优化对于提高汽车生产效率和质量具有重要意义。
汽车制造的生产工艺涉及到材料的选择与合成、零件加工和组装等多个环节，每个环节的工艺都需要进行优化。
通过合理的工艺优化，汽车制造企业可以提高生产效率，降低成本，并提升产品质量和市场竞争力。
工业设计材料和制作工艺分析,内附图表、产品举例分析
材料名称物理特性应用领域图片塑料材质1. 丙稀晴——丁二烯－苯乙烯（ABS 工程塑料）在低温下也能保持很好的抗压强度硬度高、机械强度高抗磨损性好、比重轻相对热量指数高达80c在高温下也能保持很好的尺寸稳定性防火、工艺简单光泽度好、易于上色，相对其他热塑性塑料来说成本较低。
低成本、多种生产方式，良好的抗化学物质性，表面硬度高、防划痕，结构稳定性好、高抗压性，优秀的结构强度和硬度。
电子消费品、玩具、环保商品、汽车仪表板、门板、户外护栅。
主要工艺：钢模注铸、注射铸模、TPO注射铸模2. 最为廉价的塑料——聚丙烯（PP）透明度和颜色的多种选择,低密度、抗热性强,良好的硬度、牢度和强度平衡性,加工方式简单而灵活,优秀的抗化学物质性家具、包装、照明设备、食物包装、桌垫、文件夹、便签纸盒主要工艺：注塑成型3. 透明——有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯（PM MA）多种制造与加工方式，容易加工多种透明、半透明和不透明及色彩、表面效果可供选择，优秀的抗化学物质和抗风化性,优秀的抗化学物质和抗风化性，高度的印刷附着性，可完全回收利用，优秀的视觉清晰度，特别的色彩创意与配色，表面硬度高，耐久性好。
展示用品零售标板、室内用品、家具、照明设备、玻璃装配。
4. 柔软把手——乙酸纤维素（CA）低热传导性,灵活生产、多种视觉效果,优秀的流动性、表面光泽好,良好的电绝缘性,防静电、自体光亮、透明度高,抗压性强,独特的表面视觉, 可循环利用的材料工具手柄、发夹、玩具、护目镜及头盔、眼镜框、牙刷、餐具手把、梳子、照片底片5.软性饮料瓶——聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ）材料可回收利用(PET是可回收利用性最强的塑料树脂之一)，优秀的抗化学物质性，坚硬而耐久、优秀的表面磨光，良好的抗压性食物包装、电子产品、软性饮料瓶、米勒啤酒瓶6. 下水管道——聚聚氯乙稀（PVC ）有弹性、容易上色，有多种硬度供选择，能够挤压成型、注铸和吹塑，能用玻璃纤素强化，能在低温下保持其特性，可以印刷、回收利用，良好的抗撕拉和磨损性，良好的抗晒和防海水性，良好的抗油和化学物质性食物包装、电子产品、软性饮料瓶、米勒啤酒瓶7. 像皮肤——样的感觉－聚氨酯Techn oge （PU）良好的散压性，透气(吸收和释放性好)，恢复能力强,易与装饰性材料混合,吸震性强、吸压性强，可调整硬度,高弹性、不褪色、可粘贴，不刺激皮肤,可进行注铸自行车座、整形外科座垫子、鞋垫、办公室用椅、网球拍的手把8. 弹跳球——硅树脂聚合物在地球引力下逐渐变扁，弹跳度为80%(相对被抛下的位置)，一种膨胀化合物：当迅速施压时为固体并保，持其形状；当逐步施压时为液体并容易铸模，冷却可增加弹跳性，做成船形后可以在水面漂浮，做成球形后会下沉，无毒、无刺激性、高弹性，多种颜色可供选择。
工业设计专业设计材料与加工方法教学探讨
仅绘 制几张电脑效果 图那样简单 。 文章主要提 出了在教授 工业设计知识 的过程中 ， 让 学生 学习一种 设计方法学 ， 系统研 究法 重点 陈述了 Ｆ 与技术相关的一些设 计教学分析 ， 从文化的角度上分析了
业， 设 计 已经打 破 了原先 的条条框框 ， 趋于 同质化 。 正如中国工业设 计 课堂 上展示ｐ ｐ ｔ ， 说 明每 个个体的加工方法 ， 整 体归纳为 “ 分 体加工” 对 之父柳冠中教授所 说 ： 中国社会如今是一 个混 杂体， 既有根深 蒂固的农 材 料进行设计 研究 、 构思方 案 、 分析。 体 现一种创新 型的教 学思路 ， 清 业文化的残余意识 ， 也有 “ 拷贝” 西方文化 “ 重温” 封建 帝王 ， 而滋生 华 的这种教 学思 路： 本质 在于试验 。 追 求感官刺激 的 “ 物 欲横流 ” ， 同时还 在玩 味着个性信息 文化 的表象 。 如 图１ 、 ２ 所示 ： 济南大学工业设 计系师生共 同创作 的作品 ， 是老 师 当代设 计的 表现 更成为 一种 “ 多元 化” 趋势 ， 在 “ 全球化 ” 设 计隆隆 声 在上课 过程中， 根据 学生的兴趣 ， 让学生 在充分了解产品的加工工艺 的 中， 不同国家、 不同地域之 间， 同时代下 的设计风正 日 趋模糊 。 … 基础 之上 ， 进 行的创新型 设计。 学生 自由组织 搭配 ， 其 中也包含机械 专 好的设计一 定是 “ 问题 ” 的良好协调统 一体。 好的设计一定 是带 有 业的学生， 充分 的利用了课 上学习， 课－ Ｆ Ｎ新的机制对对产品进行研发 ， 悖论 的设计， 并非完 美无 暇的 。 如： 设 计结 果不 符合用户需 求 ； 设计 思 学生可以通过课下 的成 果来激发上课的积极性。 其主要功能 ： 对废纸 的 路 缺乏创新 ； 造型 语言无序 ； 功能与形态过 渡不当 ； 工艺性与成型性 矛 回收放入不 高于 １ ０ ｋ ｇ 的废 纸， 进行称重 ， 根 据放入的重量 和废纸价格， 盾； 形态 受力不合 理 ； 使 用方 式与结构 原理 不协调等 等。 韩国 的Ｋ Ａ Ｉ Ｓ Ｔ 使操作者可刷卡获益 。 塑料瓶的 回收： 投 入的各种饮料瓶在进行检测合 大学著名教授 白桑 明先 生讲述 ： 设计不是在做一 个好的外表 ， 设计是 发 格后， 设 备会有相应 的语音提示 ， 操作者可通过刷卡获得相应的收益。 现 问题 ， 提出问题 的一 个过程 ， 并 将问题 带给公 众。 基 于此 ， 我 们的教 ２ 、 现代设计的可持续 价值观与思维的思辨性 。 学过程 一定是将设计 中的 问题 不断提出， 并不断优化。 每一 个设计都 是 这一点， 关 于设计 的创新与 设计 的价 值观也是 教学过程 老生常谈 在 某个阶段 的适 应品 ， 等 过几年 ， 原有设计 将被新的设 计代替 ， 因为有