材料产品设计

一、教学目的

选择典型的高分子材料的产品进行加工成型设计，使学生在资料收集、设计论证、加工设备和工艺的选择、产品各项性能的表征得到培养和训练，提高学生查阅资料和综合运用所学知识，进行初步设计和编写产品说明书的能力。

二、基本要求

1．设计前的准备

老师向学生下达设计任务，介绍设计过程和设计报告的格式要求，以及指导学生查找阅读相关资料。

2．设计过程：在指导教师的指导下，学生对设计过程中出现的问题作相应的解析和处理。根据设计任务，学生完成原料、加工工艺等的选择和优化，产品的结构或质量分析等内容。

3．设计结束：学生提交一份设计报告，内容包括设计的目的、设计方案、设计过程、设计结论等。

三、主要内容

本课程依托实验室现有的加工成型设备、综合实验的部分内容及指导老师的研究方向来进行。学生在指导老师的指导下，选择不同的高分子材料进行设计加工，完成任务书规定的任务，撰写产品设计报告。

四、考核内容及办法

考核内容包括产品的方案设计，设计过程及设计结果、设计报告书部分。

课程设计成绩分优、良、中、及格、不及格五档。

实验一丙烯酸共聚酯实验设计

实验目的

1.掌握减压蒸馏纯化单体的方法；

2.了解偶氮二异丁腈的基本性质和保存方法，掌握偶氮二异丁腈的精制方法；

3.综合应用毛细管粘度计、红外光谱、差示扫描量热仪（DSC）等测试仪器对高分子相对

分子质量，共聚物分子结构、共聚物玻璃化转变温度等性质进行表征，加深结构与性能之间

关系的理解。

实验内容：（涉及到合成的反应步骤均需附反应装置图）

1.丙烯酸酯的精制（具体精制方法）；

2.偶氮二异丁腈的精制（具体精制方法）；

3.本体聚合制备丙烯酸共聚酯（反应式、反应详细过程及实施方法）；

4.粘度法测定丙烯酸共聚酯的相对分子量（具体操作步骤）；

5.红外光谱法确定丙烯酸共聚酯的分子结构（红外操作步骤，红外谱图如何对产物结构进行判定？即各个基团所对应的峰的归属）；

6.DSC测定丙烯酸共聚酯的玻璃化温度（DSC具体操作方法）。

仪器设备：减压蒸馏装置，布氏漏斗，油浴，乌氏粘度计，恒温水浴，傅立叶红外光谱仪，差示扫描量热仪，旋转蒸发器，电动搅拌器，磁力搅拌器，玻璃合成装置

消耗材料：甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，偶氮二异丁腈，乙醇，氢氧化钠，无水硫酸钠

要求：精制方法、处理方法、表征方法、评定标准（基团归属等）均需附参考文献。

实验二苯乙烯聚合的综合实验

实验目的：

1.了解苯乙烯的储存和精制方法，掌握苯乙烯减压蒸馏的方法；

2.掌握正丁基锂的合成方法，掌握正丁基锂的分析方法；

3.掌握阴离子聚合的机理，了解苯乙烯净化程度对聚合反应的影响，掌握实现阴离子计量聚合的实验操作技术；

4.了解聚苯乙烯的良溶剂及沉淀剂，掌握沉淀法分离聚合物的方法；

5.了解GPC法测定相对分子质量及分布的基本原理，掌握GPC仪器的基本操作并测定聚苯乙烯的相对分子质量及分布。

实验内容：（涉及到合成的反应步骤均需附反应装置图）

1.苯乙烯的精制（具体操作方法）；

2.正丁基锂的制备（具体操作方法、反应条件及反应式）；

3.苯乙烯的阴离子聚合（反应式、反应条件及具体操作方法）；

4.聚合物的纯化（具体操作方法）；

5.聚苯乙烯相对分子质量及分布的测定（黏度法和GPC，附具体操作方法及实验结果分析）；

6.DSC测定丙烯聚苯乙烯的玻璃化温度（附具体操作方法及实验结果分析）。

仪器设备：减压蒸馏装置，氮气流干燥系统，真空泵，磁力搅拌器，油浴，恒温水浴，凝胶渗透色谱，电动搅拌器，玻璃合成装置，旋转蒸发器

消耗材料：苯乙烯，丙烯酸丁酯，偶氮二异丁腈，环己烷，金属锂，正氯丁烷，甲醇，石油醚，高纯氮，硅胶，分子筛

实验三 双酚A环氧树脂的合成、浇注体的制备及胶黏剂的配制 实验目的

1.掌握双酚A型环氧树脂制备方法（附参考文献）;

2.掌握环氧树脂固化原理及配方计算（附参考文献）;

3.环氧树脂的合成、浇注体的制备及胶黏剂的配制方法（具体反应式、实验条件及详

细操作步骤，并附反应装置图）

实验内容

环氧树脂是指含有环氧基的聚合物, 种类很多。 环氧氯丙烷与多元酚或多元醇缩合反应, 可以生成各类环氧树脂, 例如: 与甘油反应可生成甘油环氧树脂, 与双酚A反应可生成双酚A型环氧树脂。环氧树脂结构中有羟基, 醚基和极为活泼的环氧基存在, 可以与多种固化剂产生扩链, 交联反应, 形成热固型塑料。还可以如在固化树脂中填充功能材料, 则可制备环氧胶黏剂。 本实验就是合成双酚A环氧树脂, 并以所合成的树脂配制固化胶液。 实验仪器设备

三口烧瓶、冷凝管、滴液漏斗、分液漏斗、蒸馏瓶、恒温油浴、真空泵、万能材料实验机。聚四氟乙烯模具 两套

（涉及到合成的反应步骤均需附反应装置图）

实验四可生物降解无卤阻燃塑料的制备和性能测试

实验目的：学习高分子共混物的熔融制备方法

实验内容：熟悉聚合物熔融共混工艺；了解螺杆挤出机基本操作；掌握测试塑料阻燃性能的基本操作；掌握测定热塑性聚合物熔体流动速度的方法。

仪器设备：高速混合机,螺杆挤出机, 注射成型机,成型模具,氧指数测定仪,氧气瓶, 制样机，熔融指数仪。

消耗材料：聚乳酸、聚己内酯或聚乙烯醇等生物可降解原料。氢氧化铝，三氧化二锑,含磷的化合物自行查阅选配。POE,硅烷偶联剂，其他原料自行设计。

任务包含：助剂选择原因，助剂结构及基本物性，工艺具体参数及数据来源，产物各方面

性能测试表征，具体评判依据，要求附标准及参考文献。

需附上具体反应工艺流程图

实验目的：学习高分子复合材料的制备和高分子材料的导电机理。

实验内容：熟悉聚合物熔融共混工艺；了解螺杆挤出机的操作和抗静电材料的制备方法；掌握高阻计测试抗静电性能的方法。

仪器设备：高速混合机,螺杆挤出机，高阻计,成型模具,制样机。

消耗材料：聚苯乙烯, SBS橡胶,抗静电剂，导电炭黑，铝粉, 偶联剂。

任务包含：助剂选择原因，助剂结构及基本物性，具体投料比，生产工艺条件、产物各方面性能测试表征，具体评判依据，要求附标准及参考文献。

需附上具体反应工艺流程图

实验六橡胶的硫化和硫化点的测定

实验目的：学习橡胶的硫化原理

实验内容：掌握橡胶硫化的工艺过程；了解开放式双辊炼塑机的使用；掌握平板硫化机的操作；用硫化仪测定橡胶硫化点。

仪器设备：双辊塑炼机，平板硫化机，硫化仪, 压片机和裁刀。

消耗材料：聚异戊二烯橡胶, 丁腈橡胶，硫磺，活化剂氧化锌, 促进剂DM，促进剂CZ，炭黑，润滑剂硬脂酸，硅烷偶联剂。

需附上具体反应工艺参数及工艺流程图

实验七水性涂料的制备及其性能的测定

实验目的：学习涂膜的制备及其综合性能的评价

实验内容：掌握涂料的制备方法。

用附着力测试仪﹙划格器﹚测试涂料附着力；用铅笔划痕硬度仪测定涂料的硬度；高电阻计测试涂料表面电阻；涂料漆膜冲击器测试仪涂料的抗冲击性能。

仪器设备：附着力测试仪﹙划格器﹚,涂料高速分散机，漆膜冲击器测试仪, 高阻计, 电烘箱，空压机，喷枪。

消耗材料：丙烯酸水性涂料，聚氨酯水性涂料,固化剂, 氧化硅，喷涂样板，甲苯，邻苯二甲酸二辛酯。

任务包含：产物各方面性能测试表征，具体评判依据，要求附标准及参考文献。

实验目的：学习高分子材料共混物的制备及相容性。

实验内容：1.熟悉聚合物熔融共混工艺

2.了解螺杆挤出机和塑料注射成型机的基本操作

3.掌握冲击试验机的工作原理和操作方法

仪器设备：高速混合机,螺杆挤出机，塑料注射成型机，平板成型模具，制样机

消耗材料：聚苯乙烯，SBS弹性体，顺丁橡胶，无机填料

任务包含：助剂选择原因，助剂结构及基本物性，具体投料比，生产工艺条件（工艺参数）、产物各方面性能测试表征，具体评判依据，要求附标准及参考文献。

需附上具体反应工艺流程图

实验九 甲基丙烯酸的增韧改性

实验目的：学习高分子材料增韧途径、配方设计及增韧的表征手段。

实验内容： 1.查阅资料，设计配方及工艺路线。

2.确定加工工

3.性能表征方法。

4. 提交报告

仪器：根据设计选择仪器。

任务包含：助剂选择原因，助剂结构及基本物性，具体投料比，生产工艺条件（工艺参数）、产物各方面性能测试表征，具体评判依据，要求附标准及参考文献。

需附上具体反应工艺流程图，性能测试需要有具体测试条件及步骤，并附评判标准依据。

实验十 壳聚糖纤维的制备及其性能的测定

实验目的：学会纤维的制备及其表征方法

实验内容：1.查阅资料，设计配方及工艺路线。

2.确定加工工艺

3.性能表征方法。

4. 提交报告

仪器：根据设计选择仪器

任务包含：原料及助剂选择，选择原料及原因，助剂结构及基本物性，具体投料比，生产工艺条件（工艺参数）、产物各方面性能测试表征，具体评判依据，要求附标准及参考文献。

需附上具体反应工艺流程图，性能测试需要有具体测试条件及步骤，并附评判标准依据。

四、实验项目设置表

项

目序号实验项目名称

类

型

内容提要

备注

1 丙烯酸共聚酯实验设计 设

计

设计不同分子量和分子结

构的丙烯酸共聚酯

2 苯乙烯聚合的综合实验 综

合

选用不同的途径制备不同

分子量的聚苯乙烯

二选一

（必选）

3 双酚A环氧树脂的合成、浇注

体的制备及胶黏剂的配置

综

合

学习环氧树脂的实验室制

备方法，掌握环氧值的测

定

必选

4 可生物降解无卤阻燃塑料的

制备和性能测试

设

计

设计阻燃塑料的配方进而

加工和性能测试

任选

5 抗静电复合材料的制备 综

合

复合材料的制备和高分子

材料的导电机理

任选

6 橡胶的硫化和硫化点的测定综

合

掌握橡胶硫化和硫化点的

测试方法

任选

7

水性涂料的制备及其性能的

测定 综

合

涂膜的制备及其综合性能

的评价

必选

8 高抗冲复合材料的制备 综

合

高分子材料共混物的制备

及相容性研究

9 聚甲基丙烯酸甲酯的增韧改

性

设

计

掌握高分子改性方法

任选

二选一

10 壳聚糖纤维的制备及其性能

测定

设

计

掌握纤维的制备及其表征

方法

任选

PS：上述所有设计所得材料（即假设设计方案合理可行，所得材料性能能够满足生产需要），最终需回归到产品。

所选方案最后，须注明该材料具体可以制备什么产品，需附具体加工设备、生产工艺及生产流程示意图（注塑、压塑、吹塑等）。

考核标准：

优：收集资料广泛，善于思考，实验方案、原料、设备与表征方法合理可行，实验过程认真踏实、动手能力强，结果合理，报告完整、正确，有强的解决问题的能力。

良：收集资料较广泛，勤学好问，实验方案、原料、设备与表征方法合理，实验过程认真踏实、动手能力较强，结果合理，报告完整、正确，有一定的解决问题的能力。

中：收集资料一般，实验方案、原料、设备与表征方法尚合理，实验过程较认真，动手能力一般，结果尚合理，报告完整，解决问题的能力的一般。

及格：收集资料较少，实验方案、原料、设备与表征方法基本合理，实验过程较认真，动手能力较差，结果尚合理，报告完整，解决问题的能力较差。

不及格：收集资料少，实验方案、原料、设备与表征方法不够合理，实验过程不够认真，动手能力较差，结果不够合理，报告质量较差，解决问题的能力差。

产品设计基础资料

产品设计基础资料内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

公司产品可分为自主开发设计产品和OEM类产品。 自主开发设计产品 公司根据市场的需求，开发出符合消费者要求的产品。随着消费者对产品要求的不断提高、市场竞争越来越激烈，这就要求设计人员设计出来的产品在外观结构、功能方面有独到之处。在设计过程中不断优化改进产品，在保证产品质量的前提下尽可能降低产品的成本，为公司创造最大的利润。自主开发设计产品包括公司自有品牌产品、帖牌产品、定制产品。 OEM产品 OEM原来是指由客户提供所有的技术资料和图纸，制造商仅负责生产的模式。现在所讲的OEM其实已经包括ODM，即客户提供外观、对功能提出要求，制造商根据要求进行设计、生产产品。 OEM类产品尽可能按客户的要求设计和生产产品，只有在客户的要求不合理的情况下，经与客户协商，在得到客户的同意下才能进行进一步的开发设计。OEM类产品只有在得到客户的最终确认以及本公司能批量生产才表示整个开发过程完成。一、塑胶件 塑胶件设计时尽可能做到一次成功，对某些难以保证的地方，考虑到修模时给模具加料难、去料易，可预先给塑料件保留一定的间隙。 常用塑料介绍 常用的塑料主要有ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM等，其中常用的透明塑料有PC、PMMA、PS、AS。高档电子产品的外壳通常采用ABS+PC；显示屏采用PC，如采用PMMA则需进行表面硬化处理。日常生活中使用的中底挡电子产品大多

使用HIPS和ABS做外壳，HIPS因其有较好的抗老化性能，逐步有取代ABS的趋势。 常见表面处理介绍 表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS、HIPS、PC料都有较好的表面处理效果。而PP料的表面处理性能较差，通常要做预处理工艺。近几年发展起来的模内转印技术（IMD）、注塑成型表面装饰技术（IML）、魔术镜（HALFMIRROR）制造技术。 IMD与IML的区别及优势: 1.IMD膜片的基材多数为剥离性强的PET,而IML的膜片多数为PC. 2.IMD注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合,而IML是整个膜片履在树脂上 3.IMD是通过送膜机器自动输送定位,IML是通过人工操作手工挂 1.1外形设计 对于塑胶件，如外形设计错误，很可能造成模具报废，所以要特别小心。外形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。 现实生活中使用的大多数电子产品，外壳主要都是由上、下壳组成，理论上上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可接受面刮<0.15mm,可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时，尽量使产品：面壳>底壳。 一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大，一般选0.5%。 底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选0.4%。 即面壳缩水率一般比底壳大0.1%

产品设计分析报告

中国矿业大学艺术与设计学院 产品设计分析报告 15105766 号：名王家辉学 姓： 学院：艺术与设计学院班级：工业设计10-3

打蛋器分析题目： 时间： 2012-10-8 指导教师：陈亚明 2012年10月8日 一、产品简介 1、产品外观图片：2

工、作原理： 通过电机转动带动齿轮运作，由机械带动金属打蛋头旋转运动，产生两个相反的力量，从而达到将蛋的蛋黄和 蛋清均匀搅拌的效果。 3、主要功能： 电动打蛋器，它的用途就比较广，像是打发鲜奶油、打发黄油、打发蛋清和全蛋等等都要用到电动打蛋器。电动 打蛋器又分为手持型和桌上型。照片上的电动打蛋器就是一款手持型打蛋器，也是比较适合家用的。桌上型打蛋 器一般在西点蛋糕坊中会用到，适合比较大量的材料。 4、所用动力： 电机带动打蛋头。 5、使用方法： 先将需要搅拌的材料放置到容器中，然后将不锈钢打蛋头清洗一下，擦干净后，加载到打蛋器上，把打蛋器轻轻 搭在容器内，放置到材料中间。给打蛋器通电，选择适当的速度，打开开关，手持打蛋器，握紧，操作进行两三 分钟，关闭打蛋器，清洗打蛋头。操作中间注意用电安全，节约用电。 6、造型分析：

7、色彩分析： 该产品采用明度最亮的白色和明度适中的暗灰色两种颜色都是没有色相倾向的无彩色，而且在打蛋器的使用环 境中它的色彩有一定的色彩适应，在周围的环境中更有诱目性，而且在工作中，灰和白的色彩相差较大，容易 区分。打蛋器的下面部分是比较重的暗灰色，这样增加了产品的重量感，不显的那么轻飘飘的。白色的色彩会 给人一种紧张感，而灰色又给人舒适的感觉，从色彩上分析这样的配色师有一定的朴素感的。 8、人机分析： 打蛋器总长为18.5cm，高为12cm，整体形态偏小，是适合在厨房使用的小型器械，握手部分正好可以将人的手 掌包含，整体没有直棱直角的结构，显得很圆滑，给人一种安全感，舒适感。 二、产品整体爆炸图 1、爆炸图

产品设计资料 --金属材料

产品结构设计资料--金属材料 SPCC 一般用钢板，表面需电镀或涂装处理 SECC 镀锌钢板，表面已做烙酸盐处理及防指纹处理 SUS 301 弹性不锈钢 SUS304 不锈钢 镀锌钢板表面的化学组成------基材（钢铁）， 镀锌层或镀镍锌合金层， 烙酸盐层和有机化学薄膜层。 有机化学薄膜层能表面抗指纹和白锈， 抗腐蚀及有较佳的烤漆性。 SECC的镀锌方法 热浸镀锌法： 连续镀锌法，成卷的钢板连续浸在溶解有锌的镀槽中； 板片镀锌法，剪切好的钢板浸在镀槽中， 镀好后会有锌花。 电镀法: 电化学电镀， 镀槽中有硫酸锌溶液， 以锌为阳极，原材质钢板为阴极。 1-1产品种类介绍 1.品名介绍 材料规格后处理镀层厚度 S A B C＊D＊ E S for Steel A:

EG （Electro Galvanized Steel）电气镀锌钢板---电镀锌 一般通称JIS 镀纯锌EG SECC（1） 铅和镍合金合金EG SECC（2） GI(Galvanized Steel) 溶融镀锌钢板------热浸镀锌 非合金化GI， LG SGCC（3） 铅和镍合金GA， ALLOY SGCC（4） 裸露处耐蚀性2>3>4>1 熔接性2>4>1>3 涂漆性4>2>1>3 加工性1>2>3>4 B:所使用的底材 C(Cold rolled) : 冷轧 H(Hot rolled):热轧 C：底材的种类 C：一般用 D：抽模用 E：深抽用 H：一般硬质用 D：后处理

M：无处理 C：普通烙酸处理---耐蚀性良好， 颜色白色化 D：厚烙酸处理---耐蚀性更好， 颜色黄色化 P：磷酸处理---涂装性良好 U：有机耐指纹树脂处理(普通烙酸处理)--- ---耐蚀性良好， 颜色白色化， 耐指纹性很好 A：有机耐指纹树脂处理(厚烙酸处理)---颜色黄色化， 耐蚀性更好 FX：无机耐指纹树脂处理---导电性 FS：润滑性树脂处理---免用冲床油 E：镀层厚 1-2物理特性 膜厚---含镀锌层，烙酸盐层及有机化学薄膜层， 最小之膜厚需0.00356mm以上。 测试方法有磁性测试(ASTM B499)，电量分析(ASTM B504)，显微镜观察（ASTM B487）。 表面抗电阻---一般应该小于0.1欧姆/平方公分。 1-3 盐雾试验----试片尺寸100mmX150mmX1.2mm，试片需冲整捆或整叠铁材中取下，必须在镀烙酸盐后24小时， 但不可超过72小时才可以用于测试， 使用5%的盐水， 用含盐的水汽充满箱子， 试片垂直倒挂在箱子中48小时。 测试后试片的镀锌层不可全部流失， 也不能看到底材或底材生锈， 但是离切断层面6mm范围有生锈情况可以忽略。 1-4 镀锌钢板的一般问题点

产品设计的色彩分析

摘要:本文通过产品设计中的色彩应用与材质、环境和光线的关系,以及产品的色彩应用对消费者心理和企业品牌形象的影响进行分析,总结出在产品设计中的色彩应用与其他方面的色彩应用的不同,并指出产品设计的色彩应用应从多方面考虑和完善. 关键词:产品设计色彩 Abstract: This article analyzes the differences between the color apply to product design and these in other areas by the research in the relations with the color apply, the materials ,the environment, and the lay. It also point out we should think of many aspects to make the color apply to product design better and better. Key words: product design, color?? 色彩和造型一样都是造型语言，任何产品在我们心中都有一个理想状态需要我们去寻找，所以如何正确的找到更适合产品的色彩是和产品设计的造型是一样重要的。色彩对人们有着更大的吸引力，如何让人们觉得这个色彩是产品应有的色彩而不觉得过分突兀？如何让产品更好的融合进它的使用环境？这都是色彩在产品设计过程中遇到的问题。比如在家电的设计中，色彩和家电产品的外形一样要大众化，而在这种大众化的色彩的搭配下又可以给产品一个亮点，也就是如何用色彩给产品以独特性。比如大面积的淡色玻璃陪衬以小块的抛光金属是音响产品经常用的方式。色彩是有个性的，而不同的产品也是有自己的个性的，设计师的任务就是给人给产品都带来他们所最需要的色彩配置。 产品设计中的色彩不是孤立的，更有其独特性，这与绘画或者平面设计中的色彩是有不同的。在不同的材质下运用相同的色彩效果是不同的、在不同的环境下使用的色彩也是不同的、给不同的消费者使用的产品使用的色彩也是不同的、不同性质的产品也需要有不同的色彩，而在企业中还要考虑企业的标识性和企业的形象色彩等等。下面我就以上几个方面分别进行论述。 一、色彩与材质的关系 色彩在产品设计中很重要，而产品的色彩不是单独存在的，是和材质与表面处理一起构成了完整的色彩，使用色彩和设计的关联就好比穿不同质地不同色彩的衣服来表现不同的气质一样。相同的色彩配置方案使用在不同的材质上，经过不同的表面处理后就会呈现出不同的效果。材质不同，色彩给予人们的感觉效果是完全不同的，这正是产品设计中的色彩运用区别于其他设计的色彩运用的最大不同之处。材质对色彩的影响是相当大的，相反色彩也对材质有很大的影响。例如在相同的产品上运用不同的表面处理后再运用相同的颜色进行喷涂后反映出的色彩效果就大有不同了，在亮光面上反映的色彩亮度较高，纯度也较高。而咬花（亚光）面上的色彩则明显降低了亮度和纯度。所以用不同材料制成的同色物品仍然会因为材料反光折光等现象造成不同的色彩感觉，活用材质和色彩的搭配是提升设计的一个很好的方法。有时设计师往往只注意了造型的变化，使用了过多的装饰或者过多的分色处理，这只能给产品的喷涂或模具加工带来麻烦，其实擅用颜色和材质的搭配比造型的变化有时候更能达到好的效果。许多经典设计都并没有繁复的配色。更好的把握材质就可以作到：以简御繁。 透明与不透明材料的搭配给产品带来的特别效果

产品设计材料选择

产品设计材料选择 以压力容器为例尽管工艺系统设计人员负责举荐选用于工艺条件的、即具有良好耐腐蚀性能的材料或对介质无污染的材料。 但作为专业的设计人员，除应了解材料的性能外，还必须明白：材料应具有足够的强度和良好的焊接性能和其它加工性能，应选择适合于工艺和机械两方面要求的最经济的材料．这些材料应该是在整个产品工作寿命期限里，考虑到修理、更新等因素在内的成本最低的材料。 选择材料时，需考虑的要紧因素包括： 1.1 不同材料的特性 1. ABS 用途: 玩具、机壳、日常用品 特性: 坚硬、不易碎、可涂胶水，但损坏时可能有利边显现。(Fig. 1.1.1) 设计上的应用: 多数应用于玩具外壳或不用受力的零件。 2010-4-5 21:53 上传 2010-4-5 21:53 上传 PP

用途: 玩具、日常用品、包装胶袋、瓶子 特性: 有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶水。 设计上的应用: 多数应用于一些因要同意drop test而拆件的地点。 2010-4-5 21:53 上传 3. PVC 用途: 软喉管、硬喉管、软板、硬板、电线、玩具 特性: 柔软、坚强而有弹性。 设计上的应用: 多数用于玩具figure，或一些需要避震或吸震的地点。 2010-4-5 21:53 上传 4. POM 用途: 机械零件、齿轮、摃杆、家电外壳

特性: 耐磨、坚硬但脆弱，损坏时容易有利边显现(Fig. 1.1.6)。 设计上的应用: 多数用于胶齿轮、滑轮、一些需要传动，承担大扭力或应力的地点。 2010-4-5 21:53 上传 5. Nylon 用途: 齿轮、滑轮 特性: 坚强、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。 设计上的应用: 因为精准度比较难操纵，因此大多用于一些模数较大的齿轮。

产品造型设计复习资料

第1章 工业产品造型设计是一门涉及工程技术、人机工程学、价值工程、可靠性设计、生理学、心理学、美学、市场营销学及CAD等领域的综合性学科。 发展时期：第一时期——19世纪中叶至20世纪初 第二时期——20世纪20年代至50年代 第三时期——20世纪50年代后期至今 ★现代产品观念——产品是为了满足人们的某种需求而设计生产的具有一定用途的物质产品和非物质形态的服务的总和。产品包含实体、形式、延伸。 工业产品造型设计的要素，主要有功能、物质技术和艺术造型3个基本要素。 ①功能。是指产品的功用，是产品赖以生存的根本所在。 ②物质技术条件。包括材料、制造技术和手段，是产品得以实现的物质基础。 ③艺术造型。是指综合产品的物质功能和技术条件所体现出来的精神功能。 产品的三要素同存在于一件产品中，它们之间有着相互依寸、相互制约和相互渗透的关系。 产品造型设计的任务 对批量生产的工业产品，赋予材料、结构、形态、色彩、表面加工及装饰以新的品质和资格。 简单而言，产品造型设计的任务就是确定结构和形状——赋予材质——选择产品色彩，最终创造出符合人们使用需求和操作功能，并同时满足形态、色彩、视觉和情感需要的产品。 为了达到这样的目的，我们需要掌握的知识体系有：美学法则；色彩设计；人机工程学等。 产品功能主要包括物质功能和精神功能两个方面。物质功能，一般指产品的实用功能和对环境的功能（系统与环境是外部联系的）；精神功能，包括产品的美学功能、象征功能和对社会的功能。 实用功能即是指产品的具体用途。环境功能是指对人和放置产品的场所影响，周围环境条件在人和产品方面所发生的作用，其中物理要素是环境功能的主体。（生态平衡，保护环境） 美学功能是产品的精神属性，它是指产品外部造型通过人们视觉感受而产生的一种心理反应。 社会功能对社会或社会环境产生的作用。 产品的物质技术条件： ①材料：实现造型的最基本物质条件。 ②结构：指系统内部诸要素的联系。（舒适，安全，省力和高效） ③机构：是实现产品功能的重要技术条件之一。 ④生产技术和加工工艺：是产品设计从图纸变成现实的技术条件，是解决产品设计中物与物之间的关系（如产品的结构和构造、各零部件之间的配合、机器的工作效率、使用寿命等问题）的技术手段或途径。 ⑤经济性：通常制约造型方案的选用，加工方法的选择和面饰的采纳。 产品造型：产品的艺术造型是产品设计的最终体现。 工业产品造型设计的3个基本原则是实用、美观、经济。实用是产品的生命，美观是产品的灵魂，经济则是两者的制约条件。 实用：指产品具有先进而完善的物质功能。产品的用途决定产品的物质功能，产品的物质功能又决定产品的形态。功能范围即产品的应用范围；工作性能通常是指产品的功能性能，如机械、物理、电气及化学等

(完整版)设计材料及加工工艺整理

设计材料及加工工艺（章节总结）

第一章概论 1.1 设计与材料纵观人类的进化史，与人类的生活和社会发展密不可分的有很多因素，其中材料的的开发、使用和完善就是其中之一。 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。可以说我们生活的周围任何物品都离开材料。材料科学的发展，使产品形态产生了根本变化，材料的发展，更是推动了人们生活的进步。 1.2 产品造型设计的物质基础材料在产品造型设计中，是用以构成产品造型，不依赖于人的意识而客观存在的物质，所以材料是工业造型设计的物质基础。 工艺：材料的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺。是人类认识、利用和改造材料并实现产品造型的技术手段。 材料与工艺是设计的物质技术条件，与产品的功能、形态构成了产品设计的三大要素。而产品的功能和造型的实现都建立在材料和工艺上。 1.3 材料设计 1.材料设计的内容 产品造型中的材料设计，以“物—人—环境的材料系统为对象，将材料的性能、使用、选择、制造、开发、废弃处理和环境保护啊看成一个整体，着重研究材料特性与人、社会、环境的协调关系，对材料的工学性，社会性、经济性、历史性、生理性、心理性和环境性等问题进行平衡和把握，积极评价各种材料在设计中的使用和审美价值，是材料的特性和产品的物理功能和犀利功能达到高度的和谐统一，是材料具有开发新产品和新功能的可行性，并从各种材料的质感中获取最完美的结合和表现，给人以自然，丰富、亲切的视觉和触觉的综合感受。产品造型的材料选择中，我们不仅要从材料本身的角度考虑材料的功能特性，还要考虑整个材料设计系统。 材料设计的方式出发点：原材料所具有的特性与产品所需性能之间的比较。 两种主要方式：（从产品的功能用途出发，思考如何选择和研制相应材料（从原料出发，思考 如何发挥材料的特性，开拓产品的新功能，甚至创造全新的产品。 材料与产品的匹配关系产品设计包含功能设计、形式设计，在产品设计中都要匹配。 材料性能的三个层次：核心部分是材料的固有性能；中间层次世人的感觉器官能直接感受的材料性能；外层是材料性能中能直接赋予视觉的表面性能。 产品功能设计所要求的是与核心部分的材料固有性能相匹配，而在产品设计中除了材料的形态之外，还必须考虑材料与使用者的触觉、视觉相匹配。 1.4 设计材料的分类 1.按材料的来源分类：①天然材料②技工材料③合成材料④复合材料⑤智能材料或应变材料按材料的物质结构分类：①金属材料②无机材料③有机材料④复合材料 按材料的形态分类：①线状材料②板状材料③块状材料 1.5 材料特性的基本特性 从材料特性包括：①材料的固有特性，即材料的物理化学特性②材料的派生特性，即材料的加工特性材料的感觉特性和经济特性。 特性的综合效应从某种角度讲决定着产品的基本特点。 1.5.1 材料特性的评价 材料特性的评价：①基础评价，即以单一因素评价②综合评价，即以组合因素进行评价。 1.5.2 材料的固有特性材料的固有特性是由材料本身的组成、机构所决定的，是指材料在使用条件下表现出来的性能，他受外界条件的制约。 1.5.3 材料的派生特性材料的派生特性包括材料的加工特性、材料的感觉特性、环境特性和材料的经济性。 第二章材料的工艺特性材料的工艺特性是指：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。他是材料固有特性的综合反映，是决定材料能否进行加工或如何

产品设计的材料与工艺教学大纲

《产品设计的材料与工艺》教学大纲 课程编号：1072043 总学时：48 学分：3 开课对象：工业设计课程类别：专业选修课 课程英文译名：Material and technology of Product Design 一、课程性质与教学目标 （一）课程性质和基本目标 产品设计的材料与工艺是艺术设计专业的一门专业选修课，设计学科是一门艺术与科学交叉融合与应用性强的新学科，设计是人类的需求与目的、材料的工艺结构、技术的原理组合、造型的审美形式等重要因素构成的一个完整的系统，不可分割，相关的材料与工艺知识是设计的重要因素和基础。 本课程通过理论讲课和实践联系相结合的课程教学，使学生能理解常见的材料的性质及其加工手段，合理应用材料知识解决设计问题，在产品设计中能选择适当的材料和加工工艺，运用材料的属性体现产品所需要具备的特征。 （二）课程对能力素质培养的作用 让学生掌握与产品设计相关的各种常见材料的性能、加工、成型和表面处理技术；培养学生能够合理应用材料知识来解决设计问题，在产品设计中能选择适当的材料和加工工艺； 二、学时分配表 三、教学内容和基本要求 第一单元: 课程概述 基本要求: 了解本课程的基本内容、性质和学习方法，为更有效地学习后面的内容打下基础。 节序单元内容学时数

1·1 课程性质、学习目的、学习内容与学习方法 1 1·2 材料工艺与设计的关系 1 第二单元：金属材料及工艺 基本要求: 对金属材料及其加工工艺有一定的了解，并对设计中常用的金属材料有较好的掌握；结合设计实践，使学生在设计中对金属材料及其工艺选用有一定的体验。 节序单元学时数 2·1 金属材料概述、金属分类、一般性质 1 2·2 产品设计中常用金属 1 2·3 金属成型工艺 8 2·4 金属表面工艺 2 第三单元：陶瓷与玻璃及其工艺 基本要求: 能够在熟练掌握陶瓷、玻璃材料的性质与工艺的基础上，学会在设计实践中合理地选用玻璃、陶瓷材料。 节序单元内容学时数 3·1 陶瓷材料及其工艺 3 3·2 玻璃材料及其工艺 3 3·3 产品设计中陶瓷、玻璃产品应用的例子 2 第四单元：塑料橡胶及其工艺 基本要求: 使学生在熟练掌握塑料、橡胶的特性及工艺的基础上，学会在设计实践中科学选用塑料、橡胶及其工艺。 节序单元内容学时数 4·1 塑料概述 1 4·2 塑料的分类以及常见塑料 4 4·3 塑料成型工艺 4 4·4 塑料后期工艺 2 4·5 橡胶及其工艺 1 第五单元：木材以及木作工艺 基本要求:让学生在了解木材及竹子特性与工艺的基础上，使学生在设计中对木材及竹子材料及其工艺选用有一定的体验。 节序单元内容学时数 5·1 木材概述 1 5·2 常用木材 4 5·3 木材工艺 5 5·4 竹材工艺 1 第六单元：复合材料及其工艺 基本要求: 在熟练掌握符合材料特性及其工艺的基础上，学会如何科学选用各种复合材料及其相应工艺，并通过设计实践加强动手能力，进一步领悟设计选材的适应性原则。 节序单元内容学时数 6·1 复合材料概述 1 6·2 玻璃钢及碳纤维复合材料 1 第七单元：新材料及其工艺

设计材料及加工工艺整理

设计材料及加工工艺 （章节总结） 第一章概论 设计与材料 纵观人类的进化史，与人类的生活和社会发展密不可分的有很多因素，其中材料的的开发、使用和完善就是其中之一。 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。可以说我们生活的周围任何物品都离开材料。 材料科学的发展，使产品形态产生了根本变化，材料的发展，更是推动了人们生活的进步。 产品造型设计的物质基础 材料在产品造型设计中，是用以构成产品造型，不依赖于人的意识而客观存在的物质，所以材料是工业造型设计的物质基础。 工艺：材料的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺。是人类认识、利用和改造材料并实现产品造型的技术手段。 材料与工艺是设计的物质技术条件，与产品的功能、形态构成了产品设计的三大要素。而产品的功能和造型的实现都建立在材料和工艺上。 材料设计 1.材料设计的内容 产品造型中的材料设计，以“物—人—环境的材料系统为对象，将材料的性能、使用、选择、制造、开发、废弃处理和环境保护啊看成一个整体，着重研究材料特性与人、社会、环境的协调关系，对材料的工学性，社会性、经济性、历史性、

生理性、心理性和环境性等问题进行平衡和把握，积极评价各种材料在设计中的使用和审美价值，是材料的特性和产品的物理功能和犀利功能达到高度的和谐统一，是材料具有开发新产品和新功能的可行性，并从各种材料的质感中获取最完美的结合和表现，给人以自然，丰富、亲切的视觉和触觉的综合感受。 产品造型的材料选择中，我们不仅要从材料本身的角度考虑材料的功能特性，还要考虑整个材料设计系统。 材料设计的方式 出发点：原材料所具有的特性与产品所需性能之间的比较。 两种主要方式：(从产品的功能用途出发，思考如何选择和研制相应材料(从原料出发，思考如何发挥材料的特性，开拓产品的新功能，甚至创造全新的产品。 材料与产品的匹配关系 产品设计包含功能设计、形式设计，在产品设计中都要匹配。 材料性能的三个层次：核心部分是材料的固有性能；中间层次世人的感觉器官能直接感受的材料性能；外层是材料性能中能直接赋予视觉的表面性能。 产品功能设计所要求的是与核心部分的材料固有性能相匹配，而在产品设计中除了材料的形态之外，还必须考虑材料与使用者的触觉、视觉相匹配。 设计材料的分类 1.按材料的来源分类：①天然材料②技工材料③合成材料④复合材料⑤智能材料或应变材料 按材料的物质结构分类：①金属材料②无机材料③有机材料④复合材料 按材料的形态分类：①线状材料②板状材料③块状材料 材料特性的基本特性

设计材料与工艺

《设计材料与工艺》课程教学大纲 一、课程目标与教学任务 在工业产品造型设计中，造型材料与加工技术和设计的关系十分密切。优秀的设计只有通过合适的材料和加工技术得以实现。通过本课程的学习，使学生全面了解常用材料的性能、加工工艺及其应用范围，能从经济、实用、美观等诸因素出发，合理选用各种不同的材料，了解具有良好前景的新材料、新工艺，了解材料表面加工工艺及面饰处理，为正确设计出能给人以物质和精神享受现代化工业产品打基础。 本课程的主要任务是培养学生 （1）了解常用材料的性能及其加工工艺； （2）产品设计中合理选择材料的能力。 （3）了解具有良好前景的新材料、新工艺。 （4）了解材料表面加工工艺及面饰处理工艺。 二、课程内容与基本要求 第一章：概论 主要内容：介绍本课程的学习方法，了解材料与设计关系、掌握材料的发展史以及设计材料的分类。 教学要求：了解设计材料的发展史、设计材料的分类。 重点难点：如何使学生了解学习材料的重要性，调动学习热情。 第二章：设计材料的一般性能 主要内容：了解设计材料的固有特性和设计材料的派生特性。 教学要求：了解性能的概念。 重点难点：性能在设计中的运用。 第三章：设计材料感觉特性的运用 课程英文名 Materials and Technique for Industrial Design 课程编号 B0102510 课程类别 专业课 课程性质 限选 学 分 2 总学时数 32 开课学院 数字媒体与艺术设计 开课教研室 艺术设计 面向专业 工业设计 开课学期 5 完成实现课程与毕业要求对应关系表中的能力要求 系统掌握本专业领域的基础理论知识

六大材料在产品设计中的运用

设计材料与成型工艺

金属在产品设计中的运用 金属材料是金属及其合金的总称。金属材料的自然材质美、光泽感、肌理效果构成了金属产品最鲜明、最富感染力并最有时代感的审美特征。它对人的视觉、触觉以直观的感受和强烈的冲击。黄金的辉煌、白银的高贵、青铜的凝重、不锈钢的靓丽……不同材质的特征属性，正是从不同色彩、肌理、质地和光泽中显示其审美个性与特征。 金属表面处理的分类： 表面精加工处理；表面层改质；表层被覆。 表面精加工处理 一、切削和研削 定义：利用刀具或砂轮对金属表面进行加工的工艺。 效果：得到高精度的表面。 二、研磨 定义：是可以达到把金属表面加工成平滑面效果的工艺。 效果：可以得到光面、镜面、梨皮面的效果。 三、表面蚀刻 定义：使用化学酸进行腐蚀而使得金属表面得到的一种斑驳、沧桑装饰效果的加工工艺 原理：用耐药薄膜覆盖整个金属表面，然后用机械或者化学方法除去需要凹下去部分的保护膜，使这部分金属裸露。接着浸入药液中，使裸露的部分溶解而形成凹陷，获得纹样，最后用其他药液去除保护膜。 表面层改质 在热浸镀过的钢材的表面形成高的基底密着性、耐碱性、耐结露锈性、面漆密着性以及耐划伤性均优异的表面改质皮膜层。在对钢材施加的热浸镀金属层表面，趁着其具有活性，使其与下述水性处理液接触，形成表面改质皮膜层。

表面被覆处理 原理: 通过在纪念树表面覆盖一层皮膜，从而改变材料表面的物理化学性质，赋予材料的表面肌理、色彩等。 类别： 一、镀层被覆 定义：利用各种工艺方法在金属材料的表面覆盖其他金属材料的薄膜，从而提高制品的耐蚀性、耐磨性，并调整产品表面的色泽、光洁度以及肌理特征，以提高制品档次。 缺点：镀层色彩单调，对产品大小形状有所限制。 二、涂层被覆 定义：在金属材料的表面覆盖以有机物为主体的涂料层的加工工艺，也被称为涂装。 目的：保护作用；装饰作用；特殊作用--隔热、防辐射、杀菌等。 优点：能赋予产品丰富的色彩和肌理。 缺点：涂层会老化和磨损，容易被划伤导致保护膜破损，使底层金属锈蚀。三、搪瓷和景泰蓝 原理：用玻璃材质覆盖金属表面，然后在800度左右进行烧制而成。 效果：使金属材料表面坚硬，提高制品的耐蚀性、耐磨性。赋予产品表面宝石般的光泽和艳丽的色彩，具有极强的装饰性。 缺点：脆性高，不耐冲击，在急冷急热或变形冲击下，容易脱落。 四、金银错 定义：又称为错金银。市先秦时代发展起来出来的一种用金银装饰青铜器物表面的工艺。 原理：在青铜器表面铸出或者錾刻出所需要的图案，铭文的凹槽，然后嵌入金银丝、片，捶打牢固，再用蜡石错磨，使嵌入的金银丝、片表面与青铜器的表面光滑过渡，最后用清水和木炭进一步打磨，使表面光泽更加光艳。 特点：青铜和金银的不同色泽互相映衬，图案、铭文透出华丽和典雅。 金属产品 一、厨卫用具 不锈钢厨具

工业设计材料与加工工艺考试题及答案

1、金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 2、金属材料的使用性能是指材料在使用过程中表现出来的性能，它包括机械性 能、物理性能和化学性能等。 3、金属材料的工艺性能是指材料对各种加工工艺适应的能力，它包括铸造性 能、压力加工性能、焊接性能和切削加工性能等。 4、根据载荷作用性质不同，载荷可分为静载荷、冲击载荷、疲劳载荷等 三种。 5、材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、复合材料和有机材料四类。 6、材料基本性能包括固有特性和派生特性。 7、材料的工艺性能包括切削加工工艺性能、铸造工艺性能、锻造工艺性能、焊接工艺性能、热处理工艺性能等。 8、工业产品造型材料应具备的特殊性能包括感觉物性、加工成型性、表面工艺性和环境耐候性。 9、钢铁材料按化学组成分为钢材、纯铁和铸铁；其中钢材按化学组成分为碳素钢和合金钢。 10．铸铁材料按照石墨的形态可分为可锻铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁三种。 11、变形铝合金主要包括锻铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和防锈铝合金。 12、金属制品的常用铸造工艺包括砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造等。 13、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理。 14、塑料按照其重复加工利用性能可以分为热塑性塑料和热固性塑料。 15、塑料制品的成型工艺主要包括吹塑成型、挤塑成型、吸塑成型、注塑成型等。 16、陶瓷材料根据其原料、工艺和用途，可以分为传统陶瓷和近代陶瓷两 大类。 17、陶瓷制品的工艺过程一般包括原配料、坯料成型和窑炉烧结三个主 要工序。 18、陶瓷制品的坯体成型方法主要有压制成型、可塑成型和注浆成型三种。

19、陶瓷制品的旋压成型可以分为覆旋旋压法和仰旋旋压法两种。 20、日用陶瓷制品可以分为陶器、瓷器和炻器。其中陶器的气孔率和吸水率介于炻器和瓷器之间。 21、玻璃按用途可分为日用器皿玻璃、技术用玻璃、建筑用玻璃、和玻璃纤维四大类。 22、玻璃的加工工艺包括原料装配、加热熔融、成型加工、热处理和表面装饰。 23、玻璃成型工艺包括压制、拉制、吹制、压延、浇注和结烧等。 24、锻造是利用手锤锻锤或压力设备上的模具对加热的金属抷料施力，使金属材料在不分离条件下产生变形，以获得形状尺寸和性能符合要求的零件。 25、金属焊接按其过程特点可分为3大类：熔焊、压焊、钎焊 26、金属切削加工可分为钳工和机械加工两部分。 27、木材与其他材料相比，具有多孔性、各向异性、湿涨干缩性、燃烧性和生物降解性等独特性质。 28、木材在横切面上硬度大，耐磨损，但易折断，难刨削，加工后不易获得光洁表面。 29、塑料的基本性能：质轻比强度高，优异的电绝缘性能，减摩耐磨性能好，优良的化学性能，透光及防护性能，减震消音性能好，独特的造型工艺性能，良好的质感和光泽度。 30、塑料的挤出成型也称挤压模塑和挤塑，它是在挤出机中通过加热，加压而使物料以流动状态连续通过挤出模成型的方法。 31、按照陶瓷材料的性能功用可分为普通陶瓷和特种陶瓷两种。 32、玻璃的熔制过程分为：硅酸盐的形成，玻璃的形成，澄清和均化，冷却。 33、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理。 34、金属件的连接工艺可以分为机械性连接、金属性连接和化学性连接三种类型。 35、涂料由主要成膜物质、次要成膜物质和辅助材料三部分组成。

工业设计中的材料选用分析

工业设计中的材料选用分析 摘要：工业设计离不开形形色色材料的支撑，材料的选择与运用将会对最终的工业成品产生一定的影响，因此，在进行工业设计时首先需要做好材料选用分析工作，明确不同类型材料的性能特点，充分考虑工业设计产品最终设计出来的效果，这样才能更好的发挥工业设计的价值和作用。为此，文章尝试结合自身对工业设计的理解，探究材料选用应当遵循的原则，以便设计出更加科学合理的产品，展现工业设计的价值和魅力。 关键词：产品智能化；工业设计；材料；选用分析 工业设计是一项极为复杂的行为，其与设计师的设计理念，材料的选择运用以及设计需求等都存在着千丝万缕的联系，材料选择的好与坏，将会直接对产品的内在以及外观质量等产生影响。如果材料选择不当或者是考虑不周，势必会对产品的后期使用产生消极影响。那么在具体的工业设计中，又该如何科学合理的选用材料呢？下面，笔者将对其进行详细的分析和论述。 一、工业设计中材料选用的功能性因素 任何一种工业产品，在进行设计时，其功能作用的发挥往往是人们最为关心的内容，通常情况下，对功能性因素的分析主要包含有以下方面的内容： （一）材料的安全性能 安全是工业设计中选料选用首先应当考虑的问题，在选择材料时，必须要按照相关标准，正确选择和运用，事先对材料运用期间可能会

出现的各种危险进行预测。如在进行医疗设备设计时，医院中的电疗设备可能会直接与病人的身体部位接触，如果产品设计没有充分考虑到安全方面的问题，那么最终所设计出来的产品，可能会对患者的安全造成较大的危害，医院也容易因此而陷入到医疗纠纷中。因此，在设计者设计产品时，选择材料首先应当考虑选择一些具有抗静电性质的材料，针对设备的暴露位置，如果配置的是普通的平板玻璃，就容易碰撞裂，因此而造成人身伤害事故。在涉笔内部如果选用容易起潮的塑料周晨，这样设备被腐蚀的机率将会大幅度增加，其甚至可能会导致设备的控制器失灵。基于这样的原因，工业设计中材料的选用，最好是结合产品使用需求、使用对象等科学合理的选用[1]。 （二）工业设计的外观需求 不同类型的工业设计由于其性能、用途等存在差异，因此它们的外观设计也可谓是千差万别，产品的外观在很大程度上会受到可见表面的影响。在工业设计中，材料选用环节，产品的外观也是应当重点考虑的因素之一。结合材料的表面效果来看，材料将会对产品的表面光泽、反射率、纹理等产生影响，同时外观还将会对工业设计中所采用的表面涂饰材料与方式、涂饰的外观效果，使用期限内的恶化程度和恶化速度等产生一定的影响。产品外观的形成方式往往是由多种工艺和手段决定的，比如说，浇铸、模铸、冲压、弯折或者是切削，不同类型的材料所能够应用的设计工业方式也手段也存在有一定的差异，因此在具体的工作中，工作人员选用材料必须要慎重，要结合产品的实际外观需求，有选择性有针对性的选择合适的材料，同时还需

现代工业设计常用材料,很实用!

现代工业设计常用材料，很实用！ 陶瓷器 从简单的瓷砖到英国Wedgwood陶瓷公司的工业革命，劳动的智慧将陶瓷器的使用不断地发展和创新。陶瓷器已经成为设计师设计创新的重要材料。 传统的陶瓷器主要集中于日用品，如瓷砖、洗手盆、马桶等白色陶瓷卫浴洁具。现代常用的工业陶瓷主要利用其高热传导性，制作电子电路的散热器等。粗陶器 粗陶器由高温焙烧粘土而成，由于粘土中含有杂质和铁元素，颜色往往呈灰色到棕色。粗陶器不同于一般陶器，一旦焙烧后就没有了吸收湿气的能力。粗陶器经常被用于餐具制造中，并经过上釉处理。 陶器 陶器主要由低温烧制的粘土制成，通常呈现红色或橘红色。赤土陶器与多孔的陶瓷非常相似，经常用于制作锅盆、大型雕塑，或建筑材料。 瓷器 色泽极佳的白色半透明材料，主要通过极高的温度下混合釉和陶土为一体，烧制而成。1997年，海绵花瓶，由马塞尔·万德斯为Moooi公司设计。这个产品的制造过程使用了一种全新的方法，首先将海绵浸透在陶土水浆中，然后将吸附陶土

水浆的海绵晾干，最后用窑将海绵烧掉，最后留下近乎完美的独特形式 复合材料 复合材料主要是指由两种或两种以上材料混合而成的工程材料。高分子符合材料是由长纤维与热固性树脂基复合而成的，具有非常坚硬的特点，是20世纪最伟大的合成材料之一。 纤维承载着负荷，同时复合成分为纤维提供韧性和保护。复合材料的制造属于劳动密集型产业，束紧、连接或镂空都会降低复合的强度，而且用于合成材料的树脂具有刺激性，生产过程中产生的蒸汽也具有毒性。 蜂巢结构 蜂巢结构合成材料由六边形连续重复排列而成，视觉上与蜜蜂的蜂巢十分相似，组成六边形的每个边都是微小的薄片。常见的蜂巢结构材料主要以铝和玻璃纤维为原料，具有轻质而坚硬的特点，多用于建筑结构性材料。 玻璃钢 玻璃钢餐桌 玻璃钢主要由热固性的塑料和普通的聚酯树脂制成，相比普通的标准玻璃更加结实。 战后玻璃钢首次出现的时候，这种低廉的可塑性材料让更多的设计成为可能，查尔斯·伊姆斯、蕾·伊姆斯夫妇和埃罗·沙

产品设计人机性分析案例

南京航空航天大学人机工程学课程报告书 自行车设计中的人机工程学案例分析 指导教师：陈炳发 姓名：郭霞 班级学号：SQ002 2010-07-03

自行车设计中的人机工程学案例分析 一、人一自行车系统 组成自行车的功能是供人骑行，就发挥自行车的功能作用而言，把人看作自行车的组成部分是完全合理的。因此，人在骑车时组成了人一车系统，该人一车系统中的人一车界面关系可由图1-1来进行分析。 1．人与支撑部件关系 图1-1 人-车界面关系 支撑部件主要有车架、前叉、鞍座和车把等，是自行车的构架。支撑部分将其他零部件固定在相互间正确的位置上，保证自行车的整体性，实现自行车的功能。从人机关系来看，鞍座、车把和车架等的位置和大小，以及它们间的相互关系，与骑车人的位置和肌肉的动作有着性的设计参数。 2．人与动力接受部件关系 动力接受部件主要是脚蹬和曲柄。动力是靠骑车人的双脚踩在脚蹬上，下肢运动的力使曲柄转动而产生的。为了使人省力和有舒适感，必须在骑自行车人的体格和体力与自行车元件的尺寸关系上下功夫，即研究人体下肢肌肉的收缩运动与曲柄转动之间的能量转换问题。

3 ．人与传动部件关系 传动部件主要是滚珠、链条和链轮。人的作用力是通过链条和链轮传动而带动后轮转动，从而使自行车前移。传动部分的设计关键是要有较高的传动效率和可靠性，且有易操纵的变速机构。保证较高的传动效率，才能使人用一定的肌力而获得较大的输出功率。 4 ．人与工作部件关系 工作部件就是车轮，即车圈、轮胎等。绝大部分轮胎是充气的，少数是实心的。车轮一方面把骑车人的肌肉力量，有效地转换为同地面接触而向前运动的力；另一方面将骑车人的握力转换为与接地部分所产生的刹车阻力。在设计自行车的各部分尺寸、车闸及变速器等时，应该着眼于骑车人一动力一传动一工作的连贯性，才可能设计出同骑车人手的大小或握力相适应的闸把、刹车力适当的车闸，才不会发生刹车阻力不够而造成失误现象。 二、影响自行车性能的人体因素 影响自行车性能的人体因素很多，如图1-2 所示。现主要分析下述几点： 1．人的体格因素 以身高 H 为基本因素，其他身体的能力与 H 成比例，并有与H2、 H3成比例的特性。如手臂、腿、气管等的长度与身高成比例，从而以骨关节为中心所产生的力矩、步幅等，都取决于H的大小。肌肉、大动脉、骨骼的截面积以及肺泡的表面积等都可看成与 H2成比例。肺活量、血液量、心脏容量等都可看成与 H3成比例。体格对出力性能的影响，从理论上讲，弹跳能力与H成比例，速度能力与 H2成比例，作功能力和 H3成比例。但实际上因每个人身体素质不同，常有20％以上的偏差。 2．人的下肢肌力 自行车骑行的原动力，主要是骑车人的下肢肌力。人骑车时，骨骼肌肉内部的化学能转换为肌肉收缩的机械能。自行车脚蹬的转动就是通过腿肌收缩出力而完成的，一般说腿肌长的人比腿肌短的人有利。肌肉收缩时产生的力，一般与肌肉的截面积成比例，约为每平方厘米40--50N，通过一定训练的人可提高到65N 。

产品设计材料与工艺—总结知识分享

产品设计材料与工艺 —总结

1.工业设计 工业设计（产品设计）是人们有意识、有目的地运用现代工业化生产方式将材料转变为具有一定使用价值或商品价值的工业产品的创造活动。 2.材料 材料是可以为人类用来制造产品和工具的物质。如金属、石材、木材、皮革，塑料、纸、天然纤维和化学纤维等。 3.材料与产品造型的发展 石器时代——陶器时代——青铜器时代——铁器时代——人工合成材料时代——复合材料时代 4.材料的分类 （1）按材料的物质结构分类：无机材料｛金属材料，1黑色金属（铸铁、碳钢、合金钢等） 2有色金属（铝、铜及合金）非金属材料。石材、陶瓷、玻璃、石膏｝有机材料（木材、皮革、纤维、布、纸、塑料、橡胶）复合材料（玻璃纤维增强塑料、层压板、混凝土） （2）按材料的加工度分类：天然材料（木材、竹、棉、毛、皮革、石材、黏土等）人造材料（人造皮革、人造大理石、玻璃钢、塑料、玻璃、金属、合金等）加工材料（胶合板、细木工板、纸张等） （3）按材料的形态分类：线状材料（钢管、钢丝、铝管、金属棒、塑料管、塑料棒、木条、藤条）面状材料（金属板、木板、塑料板、合成板皮革、纺织布、玻璃板、纸板）块状材料（木材、石材、泡沫塑料、铸钢、铸铁、铸铝、油泥、石膏） 3，材料的特性：物理性能，化学性能，工艺特性，感觉特性，可变复合性，环保性 （1）物理性能：密度，力学性能（强度，弹性与塑性，脆性与韧性。硬度，耐磨性）热性能（熔点，导热性，热胀性，耐热性）电性能（导电性，电觉缘性）磁性能（铁磁性，顺磁性。抗磁性）光性能（反射。透射。折射） 强度：材料在外力（载荷）作用下抵抗塑性变形和破坏作用的能力。包括：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。 弹性: 材料受外力作用而发生变形，外力除去后能恢复原状的性能。 塑性: 材料受外力作用而发生变形，外力除去时，仍能保持变形后的形状，而不恢复原形的性能。 脆性：材料受外力作用达到一定限度后，产生破坏而无明显变形的能力 韧性: 材料在冲击荷重或振动荷重下能承受很大的变形而不致破坏的性能 硬度：是指材料表面抵抗穿透和刮划的能力。 耐磨性：是指材料表面抵抗磨损的能力。 一般说来，硬度大的材料，耐磨性较强，但是不易加工。 （2）化学性能：耐腐蚀性，抗氧化性，耐候性 耐腐蚀性：材料抵抗周围介质腐蚀破坏的能力 抗氧化性：材料在常温或高温时抵抗氧化作用的能力。 耐候性：材料在各种气候条件下，保持物理和化学性能不变的性质。 （3）工艺特性：材料适应各种工艺处理要求的能力 成型工艺，加工工艺，表面处理工艺 （4）感觉特征：人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反应；人的知觉系统从材料表面特征得出的信息。 生理心理属性：（触觉质感，视觉质感）材料表面作用于人的视觉和触觉系统的刺激性信息。 物理属性：（自然质感，人为质感）材料表面传达给人的知觉系统的意义信息。 木材：自然、协调、亲切、古典、手工、温暖、粗糙、感性 金属：人造、坚硬、光滑、理性、拘谨、现代、科技、冷漠、凉爽、笨重 玻璃：高雅、明亮、光滑、时髦、干净、整齐、协调、自由、精致、活泼 塑料：人造、轻巧、细腻、艳丽、优雅、理性