产品设计材料复习资料

表面处理技术，一般可分为三类，如图所示。材料复习提纲

材料在产品设计中的重要性

1、材料是产品造型设计的物质基础；

2、材质感是产品三大感觉要素之一

3、新材料、新工艺的出现对产品设计的影响

产品的三大感觉要素：形态、色彩、材料

产品设计的三大要素：功能、形态、材料

任何设计内容都是通过材料来创造内容，设计的结果由加工后的特定的材料得以保证，设计在很大程度上取决于材料的固有特性。

材料的工艺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

和表面处理工艺。它是材料固有属性的综合反应，是决定材料能否进行加工或如何进行加工的重要因素，它直接关系到加工效率、产品质量和生产成本等。材料通过工艺过程成为具有一定形态、结构、

尺寸和表面特性的工业产品，将设计方案转变为具有使用和审美价值的实体。

珐琅技术:珐琅被覆是用玻璃质材料在金属制品表面形成一被覆层，然后在800℃左右进行烧制而成。

陶瓷表面的釉是什么，釉的作用

釉是覆盖在陶瓷坯体表面的硅酸盐玻璃层。

釉的作用在于改善陶瓷制品的表面性能，使制品表面光滑，具有不透气性，不易玷污；赋予陶瓷制品装饰功能；其次，可提高制品的机械强度、电学性能、化学稳定性和热稳定性

设计材料的种类多，量大面广。在设计中如何正确、合理地选用材料是一个实际而又重要的问题。设计材料的选择应

遵循以下原则。

①材料的外观：考虑材料的感觉特性。根据产品的造型特点、民族风格、时代特征及区域特征，选择不同质感、不同风格的材料。

②材料的固有特性：材料的固有特性应满足产品功能、使用环境、作业条件和环境保护的需要.

③材料的工艺性：材料应具有良好的工艺性能，符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求，应与加工设备及生产技术相适应。

④材料的生产成本及环境因素：在满足设计要求的基础上，尽量降低成本，优先选用资源丰富、价格低廉、有利于生态环境保护的材料。

⑤材料的创新：新材料的出现为产品设计提供更广阔的前提，满足产品设计的要求。

表面处理技术是指采用诸如表面电镀、涂装、研磨、抛光、覆贴等能改变材料表面性质与状态的表面加工与装饰技术。

从产品造型设计出发，表面处理的目的：一是保护产品，即保护材料本身赋予产品表面的光泽、色彩、肌理等而呈现出的外观美，并提高产品的耐用性，确保产品的安全性，由此有效利用材料资源；二是根据产品造型设计的意图，改变产品表面状态、赋予表面更丰富的色彩、光泽、肌理等，提高表面装饰效果，改善表面的物理性能（光性能、热性能、电性能等）、化学性能（防腐蚀、防腐然、延长使用寿命）及生物学性能（防虫、防腐、防霉等），使产品表面

有更好的感觉特性。

（2）表面处理的类型

材料的表面性质和状态与表面处理技术有关，通过切削、研磨、抛光、冲压、喷砂、蚀刻、涂饰等不同的处理工艺可获得不同的材料表面性质、肌理、色彩、光泽，使产品具有精湛的工艺美、技术美和强烈的时代感。设计中所采用的

1）表面被覆

①镀层被覆②涂层被覆③珐琅被覆

珐琅被覆：公元前3世纪在埃及有了在铜器表面的珐琅技术，此后作为工艺技术被继承下来，发展为称作景泰蓝的工艺美术品，很受人们器重。这种技术在工业制品上的应用则被称为搪瓷。

珐琅被覆是用玻璃质材料在金属制品表面形成一被覆层，然后在800℃左右进行烧制而成。

涂装的目的有三方面：

a保护作用，b装饰作用，c特殊作用：使制品具有隔热、绝缘、耐水、耐辐射、杀菌、吸收雷达波、隔音、导电等特殊功能。

电镀工艺（Electroplating）：利用电解作用使零件表面附着一层金属膜的工艺，从而起到防止金属氧化，提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性及增进美观等作用。

适用材料

1.大多数金属可以进行电镀，但是不同的金属具有不同等级的纯度和电镀效率。其中最常见的有：锡，铬，镍，银，金和铑（铑：白金的一种，极其昂贵且能长久保持高亮度，可以对抗大多数化学物质和酸。最常用于对产品表面光泽度要求极高的产品，如奖杯和奖牌）。

2.最常用于电镀的塑料为ABS，因为ABS能承受60°C（140°F）的电镀高温，并且其电镀层和非电镀层结合强度高。

3.镍金属不可用于电镀接触皮肤的产品，因为镍对皮肤有刺激性且有毒性。

（3）材料表面处理工艺的选择原则有以下几个方面：

①形态的时代性②求简的单纯性③功能的合理性④情感的审美性⑤产品档次的经济性⑥成本⑦环境保护

材料感觉特征

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（分类对比）

影响材料感觉特性的因素

（1）材料种类

材料的感觉特性与材料本身的组成和结构密切相关，不同的材料呈现着不同的感觉特性。

（2）材料成型加工工艺和表面处理工艺

材料的感觉特性与材料本身固有的属性有关外，还与材料的成型加工工艺、表面处理工艺有关，常表现为同质异感和异质同感，

（3）其他因素

材料感觉特性在很大程度上受时代的制约，与时代的科技水平、审美标准、流行时尚等因素有着直接的关系。由于人们的经历、文化修养、生活环境、风俗和习惯等的差异，材料的感觉特性只能相对比较而言。

材料的美感：形态美，色彩美、肌理美、光泽美、质地美

产品造型美是广义的、多元的，它包括产品的功能美、结构美、色彩美、形态美、材料美、工艺美等。

视觉肌理——用手触摸而能感觉到的肌理感受，无须用手摸就能感受到的，如木材、石材表面的纹理。

触觉肌理——用手触摸而能感觉到的有凹凸起伏感的肌理，如皮革表面的凹凸肌理，纺织材料的编织肌理等。在适当光源下，视觉也可以感知这种触觉肌理。

质感设计的两条法则：调和与对比法则，实质就是和谐；主从法则，实际上就是强调在产品的质感设计上要有重点。

在产品设计中，合理选用材料肌理的组合形态，是获得产品整体协调的重要途径。材料肌理形态的组合方式主要有：①同一肌理的材料组合：一般通过对缝、碰角、压线、横竖文联的设置、肌理的微差、肌理的凹凸变化来实现统一

肌理的组合协调。这种组合形态易于统一，整体效果好，但组合不好则会产生单调感。

②相似肌理的材料组合：图为三角托架台，采用胡桃木与梨木同属于木质纹理，它们之间有树木生长年轮留下的共同纹理，但各种树种生长形态的不同，使他们留下的纹理具有一定的差异。这种相似肌理的组合协调能起到中介过渡的作用，肌理的柔和变化，使人在视觉心理上产生愉悦平衡，获得柔和、亲切、舒适感。

③对比肌理的材料组合：材料的肌理美感许多是靠对比的手法来实现的。两种以上材料肌理组合配置时，通过鲜明肌理与隐蔽肌理、凹凸肌理与平面肌理、粗肌理与细肌理、横肌理与竖肌理等的对比运用，产生互相烘托、交互辉映的肌理美感。

金属材料种类繁多，按照不同的要求又有许多分类方法：

①按金属材料构成元素分为黑色金属材料和有色金属材料。

②按金属材料主要性能和用途分为金属结构材料和金属功能材料。

③按金属材料加工工艺分为铸造材料、变形金属材料和粉末冶金材料。

④按金属密度分为轻金属（密度＜4.5g/cm3）和重金属（密度＞4.5g/cm3）。

请阐述什么是铸造，此种工艺有何优缺点

(1)将熔融态金属浇入铸型后，冷却凝固成为具有一定形状铸件的工艺方法。

(2)现代工业生产中，铸造是生产金属零件毛坯的主要方法之一，与其他工艺相比，铸造成型生产成本低，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。但它缺点是公差较大，容易产生内部缺陷。金属材料的成型加工

金属的成型方法可区分为铸造、塑性加工、切削加工、焊接与粉末冶金五类。

金属塑性加工(概念，特点)

又称金属压力加工，在外里作用下，金属坯料发生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械性能的毛坯或零件的加工方法。其特点是：在成型的同时，能改善材料的组织结构和性能，产品可直接制取或便于加工，无切削，金属损耗小。适于专业化大规模生产，但需专门的设备和工具，不宜于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

金属材料的热处理

通过加热和冷却的方法，改变金属内部或表面的组织结构，以获得预期性能的工艺方法。根据热处理时加热冷却规范的基本特点及其对组织性能的影响，金属热处理可分为普通热处理、表面热处理和特殊热处理。

普通热处理包括退火、正火、淬火和回火处理

特殊热处理

特殊热处理是利用一些特殊工艺方法进行热处理，通常有形变热处理、磁场热处理等。