造型材料与工艺课件
造型材料与工艺的分类及特征详解演示文稿
①镀铬（防护装饰性镀铬、镀黑铬、乳白铬、镀硬铬、多孔性镀铬）
②镀镍
③镀银（灯具）
④镀金 ⑤镀合金
第35页，共46页。
G塑料电镀的基本工艺过程
塑料制作
成品
机械粗化
电镀
化学除油
化学镀
化学粗化 还原处理
敏化处理
活化处理
第36页，共46页。
镀层 金属 金
银
铜 铅
表2-4 镀层金属特性
抗磁材料：能够抗拒或减弱外加磁场磁化作用的材料，如铜、金、银、铅、锌 等。
（6）光性能 ：材料对光的反射、投射、折射的性质。
第19页，共46页。
2.3.2 材料的化学性能
材料的化学性能指材料在常温或高温时抵抗各种介质的化学或电化学侵 蚀的能力，是衡量材料性能优劣的主要质量指标。
耐腐蚀性：材料抵抗周围介质腐蚀破坏能力。 抗氧化性：材料在常温或高温时抵抗氧化作用的能力。 耐侯性：材料在各种气候条件下，保持其物理性能和化学性能不变的性质。
2.4.3 材料的表面处理
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。
1 表面处理的目的
从产品造型设计出发，表面处理的目的：一是保护产品，既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
化学加工 化学
金属材料，蚀刻图形，薄板加工等
电子束加工 电
金属、非金属、微孔、切割、焊接等
离子束加工 电
注入、镀覆、微孔、蚀刻、去毛刺、切割等
喷射加工 机械
去毛刺、切割等
第25页，共46页。
成造型材料与成型工艺ppt课件
完整最新版课件
13
五毛硬币
• 金属：黄铜 • 成型工艺：压力铸造
完整最新版课件
14
秤砣
• 材料: 铸铁
• 性能: 含碳量在2%以上的铁碳 合金。工业用铸铁一般含碳量 为2%～4%。碳在铸铁中多以 石墨形态存在，有时也以渗碳 体形态存在。除碳外，铸铁中 还含有1%～3%的硅，以及锰、 磷、硫等元素。合金铸铁还含 有镍、铬、钼、铝、铜、硼、 钒等元素。碳、硅是影响铸铁 显微组织和性能的主要元素。
完整最新版课件
9
钢管
材料: 钢合金(合金结构 钢)
• 性能: ,由于具有合适的淬透性，经
适宜的金属热处理后，显微组织为均匀 的索氏体、贝氏体或极细的珠光体，因 而具有较高的抗拉强度和屈强比（一般 在0.85左右），较高的韧性和疲劳强度， 和较低的韧性－脆性转变温度，可用于 制造截面尺寸较大的机器零件。
• 低档木材品种有：杉木，土松，橡胶木，杨木，桐木， 桦木，柳桉等木材，最合适做，建筑工地用材，烧火取暖， 大芯板芯料。
完整最新版课件
16
木材椅子
• 成型工艺：木材割据、 木材刨削、木材凿削、 木材铣削、木材榫接
• 表面的工艺：刨光、 磨边、喷漆
• 使用环境：家用、户 外、办公
完整最新版课件
17
木材桌子
此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！ 部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！感谢你的观看！
• PP的缺点：尺寸精度低、刚性不足、 耐候性差，它具有后收缩现象，脱 模后，易老化、变脆、易变形。
• 它们两种材料都是无毒的，都可以 制成食品包装材料。
• 成型工艺：吹塑成型和注塑成型
完整最新版课件
3
塑料
产品造型设计材料与工艺教学课件赵占西04金属材料成形
❖第四章 金属材料成形
4.2 液态成形工艺基础 4.2.2 特种铸造 一、熔模铸造
熔模铸造也称失蜡铸造，因为熔模铸件具有较高的尺寸 精度和较好的表面质量又称为精密铸造。 （一）熔模铸造工艺过程 1. 制造蜡模
蜡模材料常用50%石蜡和50%硬脂酸配制而成。首先将45 ~48℃的糊状蜡料压入用钢或黄铜制造的母模中，冷凝 后取出即为蜡模，如图4-4a所示；一般常把数个蜡模熔 焊在蜡棒上，成为蜡模组，如图4-4b所示。
将型壳从焙烧炉中取出后，放入干砂中，趁热（600~7 00℃）浇入合金液，冷却凝固。 6. 脱壳和清理
人工或机械法去掉型壳、切除浇冒口，清理后即得铸件。
❖第四章 金属材料成形
4.2 液态成形工艺基础 4.2.2 特种铸造 一、熔模铸造 （二）过程熔模铸造的特点和应用
熔模铸造的特点是： （1）铸件尺寸精度高、表面质量好，是少、无切削加工工
❖第四章 金属材料成形
4.2 液态成形工艺基础 4.2.2 特种铸造 一、熔模铸造 （一）熔模铸造工艺过程
1. 制造蜡模
a)蜡模 b)蜡模组 c)壳型 图4-4 熔模铸造工艺过程
❖第四章 金属材料成形
4.2 液态成形工艺基础
4.2.2 特种铸造
一、熔模铸造
（一）熔模铸造工艺过程
2. 制造型壳
在蜡模组表面浸挂一层以水玻璃和石英粉配制的涂料， 然后在上面撒一层较细的硅砂，并放入饱和氯化铵水溶 液中硬化。经重复多次，蜡模组外面形成由4~10层耐火 材料组成的坚硬型壳，其厚度一般为5~7mm，如图4-4c 所示。
液态合金充满型腔后，在冷却凝固过程中，若液 态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补足，则 在铸件的最后凝固部位会形成一些孔洞。按照孔 洞的大小和分布，可将其分为缩孔和缩松两类。
产品造型材料与工艺——第五讲
其他切削方式
钻削 用于扩孔、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工及孔系的加工 镗削 完成精度高、孔径大或孔系的加工，此外，还可铣平面、 沟槽、钻孔、扩孔、铰孔和车端面、外圆、内外环形槽及 车螺纹等 刨床 主要用于加工平面、沟槽和成型面 磨削 磨削各种加工表面、工件形状。外圆磨床可磨削工件的外 圆柱面、外圆锥面、内圆柱面及锥度较大的内外圆锥面； 内圆磨床可磨削内圆柱面、内圆锥面及端面等；平磨床可 用来磨削工件的平面。
电火花线切割
激光加工
利用单色性好，方向性强、 相干性好、有良好的聚焦性能的 激光，经聚焦后的高强度、高密 度和高温度（1万℃）小光斑照 射被加工材料时在瞬间熔化或气 化，且产生强烈的冲击波爆炸式 地除去材料。可加工坚硬的金属 和非金属材料，加工速度高，自 动化程度高，属非接触式加工， 无机械加工变形。 主要用于加工宝石轴承、陶瓷、 玻璃硬质合金不锈钢材料上的小 孔（孔径一般为0.01—1mm, 最 小孔径可达0.001mm；孔深可 达50—100mm）。还可用于激 光切割和激光打标等。
切削加工中的术语
切削运动：切削时刀具与工件之间的相 对运动称为切削运动
主运动：使工件与刀具产生相对运动以 进行切削的最基本运动 进给运动：为保持切削的连续进行，以 逐渐切削出整个工件表面所需的运动
车削加工成型原理
车削加工成型原理
车削包括粗车、精车。
Hale Waihona Puke 车削的成型运动： 主运动：工件绕卡盘回转轴线的旋转运动； 进给运动：车刀沿卡盘回转轴线的纵向走刀运动和垂直于 卡盘回转轴线的横向吃刀运动。
4.应采用标准工具，减少刀具种类
切削加工零件的结构工艺性
5.应尽量避免零件内表面的加工
6.应便于加工时的进刀和退刀
(完整版)产品造型材料与工艺：金属
③ 奥氏体型不锈钢（用量最多，占65—70%； ）
• 典型成分：Wc:< 0.12% ；WCr；18%；WNi； 8%；(称为18-8不锈钢）
• 牌号：1Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti
• 性能：耐蚀性很好，强度、硬度低，无磁性, 塑性、 韧性和耐蚀性比Cr13型更好。高塑性、高的低温 韧性、高的加工硬化能力、焊接性能好、无磁性 及高的耐腐蚀性。
合金工具钢：刃具钢、量具钢、模具钢 特殊用途钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢等
• 1、碳 钢
• 碳钢：以铁、碳为主要成分的合金。
碳钢的分类和牌号
① 按含碳量分类
低碳钢 （C<0.25%) 中碳钢 (0.3%<C<0.6) 高碳钢 (C >0.6)
② 按质量分类
普通碳素钢 S<0.035％ P<0.035%
2、铝及铝合金
• 铝及铝合金是工业用量最大有色金属，由于其优 良特性，铝及铝合金在电气工程、航空及宇航工 业、一般机械和轻工业中都有广泛的应用。
铝及铝合金有以下特点：
①密度小、比强度高
•
纯铝的密度为 2.7g/cm3, 仅为铁合金高强钢的强度相近，铝合金
性能极好。
铝合金的分类
纯铝
铝
铸造铝合金
铝合金
变形铝合金
不能热处理强化铝合金 （防锈铝合金）
硬铝合金
能热处理强化铝合金
超硬铝合金
锻铝合金
飞机用座椅轨道及航空零件
铝合金型材料
铝合金散热器
3、铜合金
铜及铜合金具有下列性能：
① 优异的物理、化学性能 纯铜导电性、导热性极佳，铜合金的导电、导热性也很好。 铜及铜合金对大气和水的抗蚀能力很高。铜是抗磁性物质。
塑料及加工工艺造型材料与工艺
1、混合造粒
添 填 PP 加充粒 剂料料
搅拌上料
挤出机 塑化
1.4 吹塑成型
③拉伸吹塑：将挤出或注射制成的型坯 加热到适当的温度，进行纵向拉伸，同 时或稍后用压缩空气吹胀进行横向拉伸。
拉伸后制品的透明度、强度、抗渗透性明 显提高
根据制坯方式，分为注射拉伸吹塑工艺和 挤出拉伸吹塑工艺。
前者主要用于生产盛饮料用PET瓶，后者 多用于生产聚丙稀、聚氯乙烯中空制品。
一、塑料的工艺特性
高分子聚合物的力学状态
随着温度的变化，聚合物可以呈现不同的力 学状态。
在线型聚合物中，由于链段热运动程度不同， 一般可出现三种不同的力学状态：玻璃态、 高弹态和粘流态。
一、塑料的工艺特性
一、塑料的工艺特性
塑料的工艺特性是指将塑料原料转变为 塑料制品的工艺特性，即塑料的成型加 工性。
滚塑成型所用模具及设备成本低，可同 时生产多个制件，但生产效率较低。多 用于生产各种形状的中空塑料制件，如 大型容器、汽车零部件、玩具等。
1.6 滚塑成型
1.7 铸塑成型
铸塑成型又称浇铸成型。将加有固化剂 和其他助剂的液态树脂混合物料倒入成 型模具中，在常温或加热条件下使其逐 渐固化而成为有一定形状的制品。
1.9 手糊成型
1.9 手糊成型
手糊成型工艺简单、操作方便，不需专 用设备，适用性强，不受形状和尺寸限 制，但制品精度低，劳动条件差、效率 低。多用来制作大型物品，也是制作玻 璃钢模型的主要方法。
1.10 缠绕成型
缠绕成型是纤维增强塑料的成型方法之 一。将浸渍过树脂的连续纤维按一定方 式缠绕在芯模上制成坯件，经固化而制 成一定形状的制品。
塑编装置生产工艺流程：主要分为塑制造粒、 扁丝拉伸、圆织布基、涂膜、印刷、切割、缝 纫、打包。
产品造型材料与工艺——第一讲
梯度功能材料
一般复合材料的整体材料性能是同一的，但有时希 望同一件材料两侧具有不同的性质或功能，且两侧 结合完美，不至于在苛刻的条件下因性能不匹配发 生破坏
例如超音速燃烧冲压式发动机，燃烧气体的温度超过 2000℃；燃烧室壁另一侧要经受燃料液氢的冷却，温度 －200℃左右。
将金属和陶瓷联合使用，陶瓷对付高温，金属对付低温。但将金 属和陶瓷结合时，由于二者的界面热力学特性匹配不好，在极大 的热应力下还会被破坏。
自己所钟意的产品。
——美的工业设计公司董事长兼总经理/李锦魁
工业造型设计与工程设计的区别
产品设计主要项目
功能设计 结构设计
工程设计
制定技术指标和功能原理方案 结构方案
工业造型设计
实现功能原理，进行总 体布局与构思造型方案 配合结构方案进行形态 设计；与造型有关的结 构设计
工艺设计
操作使用设计 维修设计 装运安装 安全设计 色彩与涂装
线膨胀系数—— 材料上两点之间的单位距离在温度 升高1℃时的变化称为线膨胀系数（单位：1∕℃）
线膨胀系数的比较：高分子材料﹥金属材料﹥陶瓷材料
体膨胀系数——材料由于温度变化出现膨胀或收缩 按体积计算时，称体膨胀系数。一般可概略看作线膨胀
系数的3倍。
第三节 材料的基本性质 —物理化学性能
6. 其他需要考虑的性能：
材料、工艺、设计三者间的关系
材料、设计和工艺——密不可分
•
创新是工业设计的灵魂，新材料、新工艺和新技术正是 为产品的创新设计开辟新天地！ 设计如何兼顾：实用性、科学性、艺术性、经济性？如 明式家具与现代板式家具
设计师必须注重材料的性能特点、实用价值与审美价值， 达到功能和形式的统一 如塑料儿童餐具 要设计出好的产品，必须使材料在制成物和作用于人的 过程中，真正做到“料尽其材，物尽其用”
产品造型设计材料与工艺
产品造型设计材料与工艺(总13页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除产品造型设计材料与工艺第一章1-1阐述材料与工业设计的关系。
答：1）材料是工业设计的物质基础 2）材料与工业设计互相促进 3）材料科学是工业设计的基础。
1-2产品设计选材及成形原则有哪些？答：1）使用性原则 2）工艺性原则 3）性价比原则 4）环保原则 5）美学性原则1-3产品的美学性原则包括哪些方面？答：1）功能美 2）结构美 3）工艺美 4）材料美 5）舒适美第二章2-1简述工程材料的分类及主要用途。
答：分类：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。
用途：金属材料用于机械设备的加工与生产，无机非金属材料用于制作陶瓷、玻璃、电子芯片及医学上用的人造骨等。
2-2什么是金属材料的力学性能其衡量指标主要有哪些答：金属材料在各种载荷作用下表现出来的抵抗力。
指标：强度，塑性，硬度，韧性，疲劳强度等。
2-3对自行车弹簧座进行设计和选材，应设计到哪些性能指标？答：弹性极限、高的疲劳强度和足够的塑性和韧性。
2-4在零件设计与选材时，如何合理选择材料的Gs/G b性能指标？各举一例说明。
答：紧固螺栓或汽车连杆、机床丝杆等，工作时不允许产生明显塑性变形，应选择Gs较大的材料。
钢丝绳，建筑结构件对塑性要求不严而仅要求不发生断裂的零件应选Gb较大的材料。
2-5在实际生产中，为什么零件设计图一般是提出硬度技术要求而不是强度或塑性值？答：硬度指材料的软硬程度，包含了强度和塑性值。
2-6常见的金属晶体结构有哪几种他们的原子材料排列有什么特点Fe 、Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn。
答：1）答：1）体立方结构 Fe、V、Cr 2)面立方结构 2Fe、Cu、Ni、Al3）密排立方结构Mg、Zn。
2-7如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小：1）金属型浇注与砂型浇注 2）高温浇注和低温浇注 3）铸成薄壁件和铸成厚壁件3）浇注时采用震动和不采用震动 5）厚大部件的表面部分与中心部分答：略。
造型材料与工艺加工工艺
造型材料与工艺加工工艺引言造型材料是在设计和制造过程中至关重要的一环，它可以影响产品的外观、质感和功能。
工艺加工工艺是将材料转化为最终产品的过程，也是实现设计意图的关键环节。
本文将介绍一些常见的造型材料以及它们的工艺加工工艺，以帮助读者更好地理解和应用它们。
造型材料造型材料是指在制造过程中用于给产品赋予形状、结构和表面特性的材料。
常见的造型材料包括塑料、金属、木材和复合材料等。
下面将分别介绍这些材料的特点和应用。
塑料塑料是一种广泛应用于制造业的材料，它具有轻质、易加工、耐腐蚀等特点。
塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。
热塑性塑料在加热后可以被重新塑性，适合注塑成型、挤出成型等工艺加工工艺；热固性塑料加热后会发生化学反应，成为硬化的固态，适合压模成型等工艺加工工艺。
常见的塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等，它们在家电、汽车、包装等领域得到广泛应用。
金属金属是一类具有良好导电性、导热性和机械性能的材料，适合用于制造结构件和装饰件。
常见的金属有铝、铁、铜、不锈钢等。
金属可以通过铸造、锻造、机械加工等工艺加工工艺进行成型。
铸造是将熔融金属注入模具中，冷却后得到所需形状的过程；锻造是将金属加热至一定温度后敲打或挤压，使其改变形状；机械加工包括切割、铣削、钻孔等工艺，可以将金属加工成所需的形状和尺寸。
木材木材是一种天然的造型材料，具有独特的纹理和触感，适合用于室内家具、装饰品等制造。
木材可以通过锯切、雕刻、打磨等工艺加工工艺进行成型。
锯切是将原木切割成所需大小和形状的板材；雕刻是通过雕刻刀具将木材表面雕出各种花纹和图案；打磨是利用砂纸或砂轮对木材表面进行平滑处理。
复合材料复合材料是由两种或多种不同材料组成的材料，具有多种材料的优点。
常见的复合材料有玻璃纤维增强塑料（FRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）等。
复合材料可以通过层压、注塑等工艺加工工艺进行成型。
层压是将多层材料叠加并粘合在一起，常用于制造船舶、飞机等结构件；注塑是将熔融的树脂注入模具中，冷却后得到所需形状的产品，常用于制造汽车零部件、电子产品外壳等。
产品造型材料与工艺——第四讲
2 为保证模具强度和寿命，尽量避免长槽或长悬臂的结构设计
3 既充分利用冲压件有薄、匀、轻、强的特点，又要满足冲压产品需 要较强刚度的要求
在产品上灵活设计加强筋、肋、起伏或翻边（如：盆、锅等）等以提高其 刚性。并且这些在制造时可一次成型，是其他方法难以做到的。
4 对拉伸件，尽量设计成回转体，尤其是柱形最好
压力加工的基本生产方式有 轧制、挤压、拉拨、锻造(自 由锻和模锻)和板料冲压。
轧制、挤压、拉拨用于金属型 材、板材、管材和线材制造 而板料冲压和锻造用于毛胚和 零件。
锻造加工
先将材料预热，使其塑性增强，然后用汽锤、 压力使金属材料成型的加工方法，最原始的锻 造如铁匠的小火炉、手锤等。 锻造要求材料具有两方面的性能
熔焊
电弧焊：焊接电弧是在电极与工件间的气 体介质中长时间而有力的放电现象，即在 局部气体介质中有大量电子流通过的导电 现象。手工电弧焊：利用焊条与工件间产 生的电弧热，将工件和焊条熔化而进行焊 接的． 特点：
焊接过 程
只适合较大的焊缝，焊接表面有明显的疤痕， 如要美化效果需再进行表面处理。 焊缝密气、密水性能好，机械强度，力学性能 不低于母材。 主要用在毛坯生产和制造各种金属结构件（如 高炉炉壳、建筑构架、锅炉与受压容器、汽车 车身、桥梁、矿山机械、大型转子轴、缸体等）
一般不设计成空间曲面如汽车覆盖件；工件结构特别复杂需多次冲才能压 完成时，可以分解冲压后焊接，降低模具费用和加工周期
如：小支撑板等
5 注意最小拐角、折弯等与板厚有关的设计（查手册）。
冲压产品的结构合理性
造型材料与成型工艺
产品的加工离不开材料，没有材料的设计只能成为设想，而不能变成真正的产品。
人类社会的发展，科学和物质文化的进步总是与新材料的出现、应用与发展紧密联合在一起。
同时也反映出人类在认识自然、改造自然以及创造人造物方面的能力。
从人类最初利用的石头、树木、兽皮等天然材料进行形态加工，发展到陶瓷的烧制、金属的冶炼，以至于有机复合材料的创造使用，无不说明人类对材料的不断追求。
确切的说，设计的核心是创新，而设计的目的是使用。
因此它包含两个层面：其一是构思创意；其二是材料利用。
如果把一个好的创意变成一个实际有形且有用的物品，最终还是要落实在材料上产品设计与材料不同的产品，其作用不同，所选的材料也不同。
如家具是办公、学习、休息用的，灯是照明用的，汽车是运输用的，不同的产品选用不同的材料，进而承担起不同的使命。
但是，随着科技的进步和人类对材料的不断创造和认识，同一种产品也采用了不同的材料。
椅子就是一个例证，一般传统工艺都是由木材制作，而现代办公家具多用皮革和金属等。
由此看你材料和产品设计有关，材料和时代也有关，它是一个变化的因素。
作为一名设计师应该随时了解材料的发展进步过程，以便合理地选用材料。
产品设计与加工技术任何一个产品的设计都需要经过加工制作才能成为实用性产品。
选用不同的材料就需要采用不同的加工方法，如金属切削方法、注塑方法等等。
为了保证设计的合理性、加工的经济性等原则，在进行产品设计时应该预先考虑到其加工技术问题。
金属有色金属有别于黑色金属的主要特征是表面的色质不同，如有色金属所呈现出的银白色、金黄色等，显得高贵典雅、给人以美感，用在产品设计中起到美化和装饰的作用。
一般常用的有色金属有如下几种。
1 . 铜及铜合金铜是人类应用最早的一种有色金属，因为铜及铜合金具有良好的导电性、抗氧化性、形成容易，色泽美观等优点，所以在产品设计中常被选用。
2. 铝及铝合金在工业生产中，用量最大，来源广泛的有色金属材料就是铝及铝合金，因为它们的力学性能、工艺性能和物理性能特别优异，所以常用在工程结构中，如汽缸体、飞机机身等，如图2.25所示。
产品造型设计材料与工艺
• 3③C具r1有3不较锈好钢的①透明大性和多耐数磨耗塑性；料质轻，化学性稳定,不会锈蚀；
⑩ 产某品些造塑 型• 料 设易 计②溶 材于 料耐溶 与剂 工冲。艺击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好，导热
③具有较好的性透低明性；和耐⑤磨一耗性般； 成型性、着色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐热性 ⑤对一塑般 料成的型应性用差、实，着例色和热性工好艺膨，调胀加研工率成本大低，； 易燃烧；⑦尺寸稳定性差，容易变形； ⑧多数塑料 金属材料和塑耐料低的应温用实性例差和工，艺 低温下变脆； ⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。
但是却易碎且后不者耐高可温，一体再现了重通用复型生塑料产的特。性。
• 塑料主要有以下特性： 硬度很好、是一种常见的通用型塑料材质工艺品，手工工艺精巧。
产品材质：1Cr17Ni7（301）、0Cr18Ni9（304）、1Cr18Ni9Ti（321）、316、316L、309S、310S、 0Cr13、1Cr13、2Cr13、
产品造型设计材料与 工艺
金属材料和塑料的应用实例和工艺
• 塑料的应用实例 • 和工艺
• Play………
• 金属材料的应用实例和工艺
对金属材料的应用实例和工艺调研
⑩某些塑料易溶于溶剂。
• 309不锈钢焊管 金属材料的应用实例和工艺
产品材质：1Cr17Ni7（301）、0Cr18Ni9（304）、1Cr18Ni9Ti（321）、316、316L、309S、310S、 0Cr13、1Cr13、2Cr13、 3Cr13不锈钢
塑料工艺品的实例调研
• 左图为一塑料工艺品，
光泽度好，呈半透明状， 制作精美。硬度很好、是 一种常见的通用型塑料材 质工艺品，手工工艺精巧。 但是却易碎且不耐高温， 体现了通用型塑料的特性。 制作工序相对而言较为繁 琐，但外表却简洁精小， 是塑料工艺品的一个好实 例。
产品造型材料与工艺
3.2.7 金属的缺点 ◇抗氧化、抗腐蚀能力差
◇成本高
材料价格高 加工成本高 可持续性较差
3.3 常用金属材料特性
3.3.1 钢铁
钢铁是最广泛使用的金属材料，其产量占金属材料总 量的90%，主要由于它价格低廉、品种多样、加工性能好。
◇钢 按照化学成分，我们可以将钢分为碳素钢和合金钢两
大类。
低碳钢 碳素钢 中碳钢
铸造用铝合金：适合铸造成型，用于铸造形状复杂、承 载不大、重量较轻且具有一定耐蚀、耐热要求的铸件。 延展用铝合金：塑性好，延展性好，适合卷边、冲压、 挤出等压力加工方法成型各种容器、壳体等。
铝合金应用：
◇青铜铝（含铝4％～15％），该合金具有高强度的耐蚀 性，常用于珠宝饰物和建筑工业中，制造机器的零件和工 具，用于与稀硫酸、盐酸和氢氟酸接触的设备；制作电焊 机电刷和夹柄；重型齿轮和涡轮，金属成型模、机床导轨、 不发生火花的工具、压力容器、热交换器、船舶螺旋桨和 锚等。
主要内容
第一章 概论 第二章 材料基础知识 第三章 金属 第四章 塑料 第五章 木材 第六章 玻璃 第七章 竹藤 第八章 纸
第一章 概论 1.1 材料发展与设计创新
纵观人类的发展史，很多时代都是以材料的名称进行 命名，“石器时代”、“青铜器时代”……体现了材料在 人类发展史上的重要作用。材料技术的进步是导致设计变 革的重要因素。
◇工具钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。
◇特殊性能钢：a.不锈耐酸钢b.耐热钢包括抗氧化钢、热强 钢、气阀钢c.电热合金钢；d.耐磨钢；e.低温用钢；f.电工 用钢
◇专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容 器用钢、农机用钢等。
◇ 铸铁 是指铸造用生铁，使用历史悠久，应用广泛，生产
造型材料与工艺
造型材料与工艺第一章概述一、材料与设计二、材料的分类1、按材料的进展历史分类1、第一代的天然材料：天然的石头、木材旧石器时代,人类只能使用天然材料（如兽皮、甲骨、羽毛、树木、草叶、石块、泥土等），之后也都只是纯天然材料的简单加工而已。
2、第二代的加工材料：用矿物通过冶炼、烧结制成金属与陶瓷新石器时代、铜器时代与铁器时代，是人类利用火来对天然材料进行煅烧、冶炼与加工的时代，要紧材料有：陶、铜与铁。
3、第三代的合成材料：将石油、天然气与煤等通过化学方法制成高分子材料人工合成塑料、合成纤维及合成橡胶等合成高分子材料的出现，加上已有的金属材料与陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料（除合成高分子材料以外，人类也合成了一系列的合金材料与无机非金属材料。
超导材料、半导体材料、光纤等材料都是这一阶段的杰出代表）。
4、第四代的复合材料：有机、无机非金属及金属等复合而成只要是由两种不一致的相构成的材料都能够称之复合材料5、第五代的智能材料或者应变材料：随环境条件的变化具有应变能力与潜在功能的高级形式的复合材料如形状经历合金、光致变色玻璃等等都是近年研发的智能材料（自然界中的材料都具有自习惯、自诊断与自修复的功能，而目前研制成功的智能材料还只是一种智能结构）memory metal-经历合金要紧是镍钛合金材料利用某些合金在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律。
2、按材料的物理状态、化学性质及用途分类按物理状态分气体：氢、氧、氮固态材料：最常使用液态材料：有机材料（油脂、涂料）按材料的化学结构分类金属材料：金属键无机材料：离子键有机材料：共价键半导体：介于金属材料与无机材料之间按材料的用途分类建筑材料、电工材料、结构材料、电子材料、研磨材料光学材料、耐火材料、感光材料、腐蚀材料、包装材料等3、按材料的来源分类①天然材料矿物：石材、粘土、矿石、宝石、熔岩、火山灰、金刚石、煤、水晶大气、海水：气、水蒸气、水、冰、海水动物质：皮、羽毛、骨、毛发、角、牙、油脂植物质：果实、茎、树皮、花、分泌物、蔓藤②加工材料纸、混凝土、合板、木棉、颜料、绢③合成材料塑料、橡胶、硅酸盐、合成纤维4 、按材料成份分类① 有机材料：塑料、橡胶、有机纤维② 无机材料：金属、硅酸盐、玻璃③ 复合材料：玻璃纤维增强树脂④ 其它：石墨、金刚石、碳纤维5、 按材料构造分类① 晶质材料金刚石、岩盐（单晶体）、金属、陶瓷（多晶体）② 非晶质材料6、按材料形态分类线材、板状材料、块状材料本课程着重介绍材料金属材料、高分子材料陶瓷材料、玻璃、木材、涂料三、 材料的通常性质1、密度 ρ = m/ Vρ——材料的密度(kg/m3)m ——干燥材料的质量(kg)V ——材料在绝对密实状态下的体积（m3）容重：又称表观密度 (Apparent Density) 有的也称毛体积密度，表观密度是指材料在自然状态下，单位体积所具有的质量，按下式计算： ρ=m/V 0V0－材料在自然状态下的体积，或者称表观体积（cm3或者m3）。
造型材料与工艺第一章 绪论 材料的特性
后，产生破坏而无明显变形的性能。脆性材 料易受冲击破坏，不能承受较高的局部应力， 在很小的形变情况下就会出现碎裂现象。
韧性是指材料在冲击荷重或振动荷载下 能承受很大的变形而不被破坏的性能。
脆性和韧性是两个相反的概念，材料的
韧性高则意味着其脆性低，反之亦然。脆性 材料在张力下会没有预示地突然断裂，而延 展性材料总是在断裂之前先伸张。
造型材料与工艺
第一章 绪论 《材料的特性》
授课教师：xxx
电话：xxxxx
造型材料 与工艺
材料的特性
一、材料的物理特性 二、材料的化学特性 三、材料的工艺特性 四、材料的感觉特性
一、材料的物理特性
设计材料都是以一定物质形态存在的，具 有各自的属性特征。材料的物理特性是材料的 固有特性之一，是由材料本身的组成、结构所 决定的。研究材料的物理特性，可从材料的密 度、力学性能、热性能、电性能、磁性能、光 性能这几个方面入手。学习材料的属性特征， 有助于认识材料，更恰当地选择材料。
4.刚度 刚度是指材料在受力时抵抗弹性变形的能力，常以弹性模量（应力与应变量 之比值）来表示。刚度是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。在同等作 用力下变曲变形较大的材料，其刚性比较低。
5.硬度 硬度是指材料表面抵抗塑性变形和破坏的能力，也就是材料承受刻划、切割 或压印的能力。
6.耐磨性 耐磨性的好坏常以磨损量作为衡量的指标，磨损量越小，说明材料耐磨性越 好。
2.耐热性 耐热性是指材料在热环境下抵抗热破坏的 能力，通常用耐热温度来表示。晶态材料 （如金属材料、晶态塑料等）以熔点温度 为指标；非晶态材料（如非晶态塑料、玻 璃等）以转化温度为指标。
3.热胀性 材料由于温度变化产生膨胀或收缩的性能叫做热胀性，通常用热胀系数
产品造型材料与工艺ppt课件
优点
➢ 成型周期短；
39
➢ 塑件飞边小，易于清理；
➢ 能成型薄壁多嵌件的复杂塑料制品；
➢ 塑件的精度和质量比压塑件高。
缺点 ➢ 余料造成塑料原料的浪费； ➢ 模具结构较压塑模结构复杂，制造成本高； ➢ 成型设备同压塑成型，但压力要大。
5 真空成型
40
真空成型：又叫吸塑成型，将热塑性塑料板材、 片材固定在模具上，用辐射加热器加热到软化温 度，用真空泵（或空压机）抽取板材与模具之间 的空气，借助大气压力使坯材吸附在模具表面， 冷却后再用压缩空气脱模，成型所需塑件的加工 方法。
44
45
适宜生产EP等热固性塑料，也可以生产PA、 ABS、PET 等热塑性塑料；
产品：轿车仪表盘、方向盘、飞机和汽车的座椅、 椅垫、家具、鞋底、仿大理石浴缸、浴盆等。
三、液态成型工艺及设备 46
高分子液态材料数可流动溶体，可在低压、常温下通 过各种方法浇铸成型
特点：
成型过程施压小，制品内应力小，对模具和机械设备的强度要求较低， 因而一次性投资少；
１)热塑性塑料
HDPE 6100m MFI ≈0.14g/10min
熔融指数(MFI)
Ｐ、Ｔ t＝１０min
A、流动性好，如PS、PA、 PP、PE等；
B、流动性中等，如改性PS、 ABS、PMMA、POM等；
C、流动性差，PC、PSF、 F塑料等。
5
2)热固性塑料
拉西格流动性 考察塑料在棱柱体流道中的流动长度
模压成型过程： 加料、合模、排气、交联固化、制品脱模、清理模具等。
13
压塑成型主要工艺参数: 成型温度、成型压力和成型时间
一．模压压力
使模塑料完全充满型腔所施加的必要压力。
造型材料与工艺
哈尔滨理工大学机械动力工程学院 工业设计专业系 张莉
课程情况总体简介
• 授课学时： 理论38学时，实验10学时。 • 课程性质： 专业平台课。为产品设计提供技术支持，
保证设计的可行性。
• 课程目录： 第一章 概论（2学时）
第二章 设计材料的一般性能（2学时） 第三章 设计材料感觉特性的运用（2学时） 第四章 材料与环境（2学时） 第五章 产品设计中材料的选择与开发（ 2学时） 第六章 金属材料及加工工艺（ 6学时） 第七章 塑料及加工工艺（ 6学时） 第八章 木材及加工工艺（ 4学时） 第九章 玻璃及加工工艺（ 4学时） 第十章 市场调研及典型产品材料分析（8学时）
3. 设计创新的法宝
Cane table
“FAMILY” Backpack Chair The HangerChair The Table
你知道这是什么材料吗？
如何学好本课？ 具有强烈的好奇心和求知欲
1. 网上学习： 至少找到3个工业设计相关、材料相关网站， 每周至少浏览学习一次。
2. 市场、展览会参观： 每周至少一次到高档电器产品商店调查，学会欣赏产品， 学会发现 问题，掌握涉及材料流行趋势。
渲染软件； 4、有很强的责任心和职业精神，做事认真负责，积极进
取，善于沟通，具备一定的管理能力和沟通能力； 5、对产品结构、材料和加工工艺有深入了解。
2. 设计构思的基础
归根到底，用材的不 当，是导致设计失败 的重要原因。
Materials, as the unprocessed state of design before it is even touched by the idea, are a way to really start from scratch explaining the process.
陶瓷器皿造型与石膏翻制工艺课件.pptx
大一些）
2
制
旋出大轮廓（石膏未完全发热硬结
过 时）
4
程
去除凸出部分，细节修整
6
三输、入旋标制题过文本程及旋制目的
1
（二） 旋制的
目的
准确表达整个设计的合理性
2
加强对陶瓷造型从平面到立体
的理解认识
3
有利于掌握陶瓷工艺操作标准，体会陶
瓷工艺的表现形式
注输浆入工标艺题步文本骤展示
四输、入翻标制题石文本膏注浆模具与注浆工艺
（一）、 制备泥 浆
01 （ ）、往软泥块中添加水喝悬浮剂
（ ）、往泥粉中加入悬浮剂
02 以缓慢的速度搅拌泥浆，搅拌时间根据搅拌机的 功率及加入料的多少（排尽气泡，持续润滑泥浆）
02 于恒温状态下储存，每天检查泥浆的流动性
五输、入注标浆题器文本皿常见问题
（三）、脱模困难
原因
、晾至时间不足 、过多的使用悬浮液
输入标题文本
陶瓷器皿 的特点
陶瓷器皿 的制作过 程及步骤
吧
旋制过程 及旋制目
的
翻制石膏 艺、注浆器皿常见问题 难点：注浆器皿常见问题
注浆器皿 常见问题
输入标题文本
一输、入陶标瓷题器文本皿的特点
（一）、陶瓷器皿造型设计与陶艺创作的区别
陶瓷器皿
区别
陶艺作品
、利用大型机器生产 、表现出工业生产的功能性美 、多为陶瓷品，生活中实际使用 的使用的器皿，功能性较强
2
具备熟练的技巧，但科学的创造力，较扎实 的艺术功底与艺术修养。
3
陶瓷器皿的设计必须沿着严谨、科学、认真 的态度。
二输、入陶标瓷题器文本皿的制作过程及步骤
了解不同职业、年龄 层次对产品的需要
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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， 显然要有意义的多。
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 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。
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
1 可达性。在最初考虑使用某种材料时，设计师应首先了解手边有没有这 种材料。如果没有，那就看能否在规定期限内得到。如果在规定的时间内 不能获得所需的材料，就必须考虑用另一种材料代替。因此可达性是工业 产品设计选材的重要因素。在工业设计中，结构与外观造型密切相关，不 同的结构方式对产品造型的布局和细部处理都有直接的影响。而结构是受 材料制约的，采用不同的材料，所能获得的结构方式以及由此而产生的产 品形体各不相同，质感各异。
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。
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 着产品的操作、 外观、寿命和维护。在直接涉及人身安全的场合，则必须通过材料的选 择来防止危险的腐蚀。例如，为了保证维修、测试、操作过程的安全， 对设备中必须具备的升降机或其他必须保证生命安全的设备 ，其材料 的选择就应该以保证安全为前提。
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。
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 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。
影响材料选择的基本因素
市场性因素
设计者必须对目标消费群的要求进行估价。对于材料，要考虑到消费者的 态度往往会受到他们日常接触的各类产品的影响。消费者有时所期望的材 料也许恰恰是设计者并不准备采用的。而且消费者对某些产品所选用的材 料有时还受到传统习惯的束缚。这时一种“新材料”的选用，在一定时期 内未必会被消费者接受。当然，这并不等于说产品选用的材料就必须永远 停滞在传统的水平上。随着科学技术水平的发展，新材料、新技术的不断 出现势在必然。问题在于当我们选择材料替代传统材料时，如何在造型设 计上、在广告宣传上设法让消费者能够更快地适应和接受。
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。