工业设计表面装饰工艺

表面装饰工艺
2013.10.12
现代装饰的三大功能
装饰作用
赋予产品表面光泽、色彩和肌理等使产品呈现出外观美。比如， 经过涂料涂饰的物体表面，色彩鲜明美丽；塑料制品的模腔经过 处理会得到不同的质感的塑料制品。
保护作用
保护产品，提高产品耐用性，确保产品的安全性。
特殊作用
随着表面处理技术的发展，还可实现提高材料表面的硬度，赋予 材料良好的热、电、化学、磁等性能。
喷丸
说明： ① 喷丸处理是利用高速喷射出的砂丸和铁丸，对工件表 面进行撞击，以提高零件的部分力学性能和改变表面状 态的工艺方法。
② 喷丸的方法通常有手工操作和机械操作两种。
③ 喷丸通常是直径为0.5～2mm的沙粒或铁丸。沙粒的材 料多为Al2O3或SiO2。表面处理的效果与丸粒的大小、 喷射速度和持续时间有关。 ④ 喷丸用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐 蚀性等，还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、 焊件的残余应力等。
离子镀
说明：
① 离子镀是将镀层材料气化并电离 成离子，通过扩散和电场作用， 沉积于制件表面，形成与基体牢 固结合的满足所需性能的镀覆层。
② 离子镀的种类很多。其绕射性均 很好，能镀覆制件上各个方向的 表面，可在金属或非金属表面上 镀覆金属或合金，镀层厚度一般 为2～3mm。
③ 离子镀已广泛用于机械、电子、 航空、航天、轻工、光学和建筑 等部门，用以制备耐磨、耐蚀、 耐热、超硬、导电、磁性和光电 转换等镀层。
面饰
在比例表现为“面”的感觉的装饰部位和零件，如度盘、网板等，亦称 板。家具设计、大型设备等面饰部位较多。
底饰
亦称地饰，不表现局部形象的遍及表面的装饰。
按美学规律进行装饰
产品本身的形状、大小、比例和部分与部分之间的形体构造关系是产 品造型的重要内容，在产品表面的装饰是对产品造型的再次均衡。突出优 点、弥补缺陷，是产品造型的后期处理步骤。 调整比例 对形体按一定比例和方向进行分割，增加节奏和韵律，使形体庞大或 呆板的部位增加活跃感。一般人机界面色彩鲜明、纯度较高，如电视机的 厚度方向垂线分割，后部大圆弧过渡，为产生减薄轻巧的印象；机床的明 度上浅下深，增加稳定感等。 层次优化 增强立体感，丰富层次和质感，当然亦包括简化的一面。电子产品要 加强层次变化，而机械产品一般要简化。 稳定与轻巧 除纯粹造型外，还可以以肌理、色彩调整。 装饰线条 起平衡、协调作用。如胶条、 PVC 色带、漆印色带等。比纯造型明暗 处理更经济、鲜明。
镶饰
将各种装饰零件或器件（镶条、饰板、标牌等）镶嵌 或覆盖在装饰部位。
视觉形式（平面构成形式）
点饰
同整体在比例上表现为“点”的装饰部分和零件，如键、钮、度盘、 标识、发光件、文字、图形等。
线饰
在比例上表现为“线”的细长型装饰部位和零件，如各种金属镶条、 表面上印刷的和凹凸饰线，以及连续的图文组合，通常起到平衡整体视 重的作用。
表面滚压和胀光
表面滚压
① 滚压外圆及所用 工具
② 滚压内圆及所 用工具
说明：
① 表面滚压是在常温上用硬质滚柱或滚轮施压于施转的工件 表面上，并沿母线方向移动，使工件表面塑性变形硬化，以 获得准确、光洁和强化的表面。 ②滚压余量通常为表面微观不平度的平均高度(0.01～0.02mm)。 滚压后，尺寸公差等级可达IT7～IT6,Ra值可达0.8～0.1m m， 表层硬度可提高5～10%，硬化层深度可达0.2～2mm，疲劳 强度可提高10～30%。 ③ 滚压可在卧式车床上进行，可滚压金属零件上的外圆、内圆 和平面等。
说明：
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① 喷涂热源可用燃气火焰、电弧、等离子弧或激光束等。 ② 喷涂材料可为金属、合金、金属氧化物和碳化物、陶 瓷和塑料等，材料形态可为线材、棒料或粉末。 ③ 喷涂的基体可为金属、陶瓷、玻璃、塑料、石膏、木 材、布、纸等固体材料。 ④ 喷涂的涂层厚度为几十微米至数毫米。
热喷涂的特点
① 工艺灵活，适用范围广。热喷涂施工对象可大可小，小的可 到10mm内孔(线爆喷涂)，大的可到桥梁、铁塔(火焰线材 喷涂或电孤喷涂)，可在室内喷涂，也可在野外现场作业；可 整体喷涂，也可以局部喷涂。
一、常用表面处理方法 （1）热喷涂、喷丸 （2）表面滚压与胀光 （3）离子镀 （4）激光表面强化
二、机械精饰工艺
三、模具型腔的纹理加工 四、镀层处理 五、涂装工艺
热喷涂
1．热喷涂原理 热喷涂是将金属或非金属材 料加热熔化，靠压缩气体连续吹 喷到制件表面上，形成与基体牢 固结合的涂层，从制件表层获得 所需要的物理化学性能。
② 基体及喷涂材料广泛。可通过喷涂不同材料，使工件表面获 得所需的各种物理化学性能。
③ 工件应力变形小。基体可保持较低的温度，工件产生的应力 变形很小。
④ 生产效率高。每小时喷涂材料重量从几千克到几十千克，沉 积效率很高。
热喷涂的应用
① 防腐蚀:主要用于大型水闸钢闸门、造纸 机烘缸、 煤矿井下钢结构、高压输电铁塔、电视台天线、大型 钢桥梁、化工厂大罐和管道的防腐喷涂。 ② 防磨损:通过喷涂修复已磨损的零件，或在零件易 磨损部位预先喷涂上耐磨材料，如风机主轴、高炉 风口、汽车曲轴、机床主轴、机床导轨、柴油机缸 套、油田钻杆、农用机械刀片等。 ③ 特殊功能层:通过喷涂获得表层某些特殊性能，如 耐高温、隔热、导电、绝缘、防幅射等，在航空航天 和原子能等部门应用较多。
形式要素
材料肌理、光泽和颜色是表面装饰的基本 要素。这之中以肌理作为主导要素，肌理将各 种要素进行配置与组织，产生能唤起视觉美感 的秩序，此过程即是装饰设计。实现设计方案 的技术方法为装饰工艺。
物质形式（表面构造形式）
雕饰
表面刻蚀或浮雕肌理、线条、文字、图形等凹凸形状。
涂饰
将颜色、光泽、肌理等不同于原表面的装饰材料通过涂刷、喷涂、 印刷、化学镀覆和粘贴等手段，附着在装饰部位。
说明：
表面胀光(挤光或挤压)
① 表面胀光是在常温下将直径稍大于孔径的钢球或其他形 状的胀光工具挤过工件已加工的内孔，以获得准确，光洁 和强化的表面。 ② 胀光余量一般为0.07～0.015mm。胀光后尺寸公差等级可 达IT7～IT5，Ra值可达0.8～0.025 m 。
③ 胀光一般在压力机或拉床上进行，用于 2～ 45孔壁较 厚的金属零件。