造型材料与工艺5.ppt

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1、第五章产品设计中材料的选择与开发产品设计中材料的选择与开发设计材料的选用材料工程的发展设计材料的开发设计材料的选用设计材料的选择原则影响材料选择的基本因素设计材料的选择原则产品功能的实现是通过材料来体现来体现的。材料与结构是满足产品的必要条件，通常在材料和结构之间存在着比较确定的关系，而同时在结构与功能之间又是一种不关系，从而材料与功能之间也具有不确定关系。也就是说，为了实现同一功能，可以使用多种材料，而每一种材料都可以形成合理结构来完成所要达到的功能，进而产生相应的造型形式。例如：木制椅子和钢管结构椅子，虽然它们的

2、材料、结构和造型都不同，但它们却实现着相同的功能。这种“功能”、“造型”和“材料”之间的不确定关系，形成了丰富多彩的人造世界。然而，由于产品的形成，必须通过各种加工手段来制造，所以制造技术同样制约着产品的功能与形态。不同的材料有着不同的特性和结构，有着各自不同的加工方法，从而也显现出不同的造型特征。这既是对设计的一个考验，同时也是设计的魅力所在。面对一个庞大的材料世界，要选择所需要的设计材料的确是一件复杂工作。如金属材料就有几十万种，高分子材料也有上万种，另外还有五花八门的陶瓷材料和复合材料。与设计的其他方面相比，材

3、料的选择是最基本的，它提供了设计的起点。产品设计的过程从某个角度来说是对材料的理解与认识的过程，是“造物”与“创新”的过程。当设计师在设计某件产品时，他必须首先考虑应选用何种材料。材料选择得好坏，对产品的内在和外观质量影响极大。对于给定的某一产品或其部件，考虑选择材料时，最重要的是这一零部件的作用，及材料的性能。但设计师要把材料功能性因素、市场性因素放在相同位置，因为，如果某种材料在计划规定的时间内不能得到，那么规定采用这种材料是没有意义的。同样，如果材料的价格比计划的贵，那么也不能考虑使用这种材料。设计是一种复杂的

4、行为，它涉及没计者感性与理性的判断。与设计的其它方面相比，材料的选择是最基本的，它提供了设计的起点。材料选择的适当与否，对产品内在和外观质量影响很大。如果材料选择不当或考虑不周，不仅影响产品的使用功能，还会有损于产品的整体美感。因此，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。设计材料的选择原则设计材料的选择应遵循的原则：材料的外观材料的固有特性材料的工艺性材料的生产成本及环境因素材料的创新影响材料选择的基本因素功能安全性能外观需求工艺性能基本结构要求控制件抗腐蚀性市场环境影

5、响材料选择的基本因素功能性因素首先应该考虑产品应具有怎么样的功能和所期望的使用寿命。安全性能。材料的选择应当按照有关的标准正确选用，并充分考虑各种可能预见的危险。例如，医院的某些电疗设备中与病人接触的部位，其表面应该选择具有抗静电性质的材料；在设备暴露的位置（如过道边）配置普通的平板玻璃，就易于碰撞碎裂而造成人身伤害事故；在设备内部如果选用易泛潮的塑料轴承，就会因隐匿着腐蚀的危险性造成质量恶化而导致重要的控制器失灵。外观需求。产品的外观在很大程度上受其可见表面的影响，并采取材料所能允许制造成的结构形式。因此，外观也是

6、材料选择必须考虑的一个重要因素。就产品的表面效果来看，材料影响着表面的自然光泽、反射率与纹理；影响着所能采用的表面涂饰材料与方式；影响着涂饰的外观效果和在使用期限内的恶化程度和恶化速度。至于形成外观所需采取的制造工艺和手段。如浇铸、模铸、冲压、弯折或切削，也在很大程度上依赖于所采用的材料，并影响到造型在经济上是否切实可行影响材料选择的基本因素工艺性能。材料所要求的工艺性能与零部件制造的加工工艺路线有密切关系。一般金属材料的加工工艺路线，远比工程塑料和工业陶瓷复杂，而且变化多，这不仅影响零部件的成型，还大大影响零部件的

7、最终性能。任何零件都是由不同的材料通过一定的加工工艺制造出来的，因此，作为产品设计人员掌握工业造型材料的制造性能是很重要的。工艺性能包括：机械性能、物理性能、化学性能、尺寸性能。影响材料选择的基本因素基本结构要求如何综合平衡设计中对产品的功能、人机工程学和美学方面的要求，以及针对批量生产特点的机械结构、加工工艺难点和由此产生的成本问题等加以解决。已成为材料选择中的重要问题。其中材料的耐久性应是材料选择中必须最选考虑的。在大多数情况下，这样的考虑比仅考虑美学品质或节约成本而选用可能导致产品在使用过程中过早废弃的劣质材料

8、，显然要有意义的多。影响材料选择的基本因素控制件控制件对材料的选择也有其特殊的需求。例如，操纵键盘的材料应具有恰当的接触摩擦性和冲击回弹性，以保证可靠操作和手感舒适；用作控制面板的材料应选择反射率较低并易于在其表面形成图样符号或易于贴附图样符号的材料制作，以减少眩光和便于指示控制动作。抗腐蚀性抗腐蚀性是材料选择的另一个重要准则，因为它影响着产品