设计材料及加工工艺修订版章节总结修订版.docx
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设计材料及加工工艺修订版章节总结修订版
设计材料及加工工艺
（修订版）
（章节总结）
班级：
姓名：
学号：
指导老师：
第一章：
设计与材料
1、材料分类：
石器；陶器；铜器；铁器；人工合成材料（时代）。
2、材料：
人们用以作为物品为物质它不仅仅包括我们传统概念中心的钢材木材塑料等普通材料，还包括一些装置工具用具等。
3、工艺：
是指材料的成型工艺；加工工艺；表面处理工艺。
4、产品设计三要素：
材料；工艺；产品的功能、形态。
5：
材料设计：
方式上从产品功能、用途；从原材料，内容上以包括“物—人—环境”的材料系统为对象将材料性能开发
6:
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。
第二章：
材料的工艺特性
1：
成型加工工艺：
美观的造型设计必须通过各种工艺手段将其制作成为物质产品通过不同方法的工艺方法来塑造不同的工艺
2：
工艺方法
：
去除成型
堆积成型
塑性成型
3、工艺水平：
材料结构和工艺方法均相同，但由于工艺水平不同，所获得的产品质量也不同。
4、新工艺的采用：
新工艺的采用替代传统工艺是提高产品造型效果的有效途径。
5、材料成型工艺的选择原因
产品材料的种类：
铸铁件—铸造成型,ABS塑料型—塑成型
产品的尺寸精度要求：
产品尺度精度高低，与成型工艺密切相关。
产品的形态及复杂程度：
产品的形态与复杂程度也决定了成型工艺的方法
产品的批量；在一定的前提下生产批量也会影响影响材料和成型工艺的选择
现有生产条件：
必须考虑企业的生产能力跟实际的水平
充分考虑利用新工艺，新技术和新材料的可能性
6、材料的连接工艺、
机械连接
焊接
粘接技术
静连接
动连接
7、材料的表面处理
目的：
一是保护产品二是可以让人感受到其感受特征
表面处理类型：
一表面精加工
二表面层改质
三表面被覆
材料表面处理工艺的选择原因；一形态的时态性，二求简的单纯性，三功能的合理性，四情感的审美性，五产品的多样性六产品的经济性七环境保护
6、新材料成型技术:
快速成型的原理及特点：
是改变了传统模式的制造方式，设计制造一体化；设计的易达性；快速性；材料的广泛性。
快速成型技术在设计领域的应用包括：
优化产品设计；支持同步（并行）工程的实施；对产品性能进行及时、准确的校验与分析；快捷、经济地制作各种模型
第三章：
材料感觉特性的运用
1:
材料感觉特性:
又称材料质感，是人的感觉系统因生理刺激对材料做出的反映或由人的知觉系统从材料表面特征得出的信息，是人对材料的生理和心理活动，他建立在生理基础上，是人通过感觉器官对材料做出的综合印象
2:
材料感觉特性基本属性:
生理心理属性和物理属性。
材料感觉特性按人的感觉可分为触觉感和视觉质感，按材料本身的构成特性可分为自然质感个人为之感。
3:
影响材料感觉特性的相关因素众多，通常表现为：
材料种类；材料成型加工工艺和表面处理工艺；以及其他因素，时代的科技水平、审美标准、流行时尚等。
4:
质感设计的运用原则：
合理的使用材料、艺术性的使用材料、创造性的使用材料。
质感设计的主要作用是提高适用性、增加宜人性、塑造产品的精神品味、达到产品的多样性和经济性、创造全新的产品风格。
5：
材料的色彩：
可分为材料的固有色彩和材料的人为色彩。
只有运用色彩规律将材料色彩进行组合和协调，才会产生明度对比、色相对比、和面积效应以及冷暖效应等现象，突出和丰富材料的色彩表现力。
6、材料的肌理美感：
肌理是由天然材料自身的组织结构或人工材料的人为组织设计而形成的，在视觉或触觉上可感受到的一种表面材质效果。
根据材料表面形态的构造特征，肌理可分为自然肌理和再造肌理；根据材料表面给人以知觉方面的感受，肌理还可分为视觉肌理和触觉肌理。
材料肌理形态的组合方式主要有：
同一肌理材料组合、相似肌理材料组合、对比肌理材料组合。
7、材料的光泽美感：
主要通过视觉感受而获得在心理、生理方面的反应，引起某种情感，产生某种联想从而形成审美体验。
根据材料受感光特征可分为透光材料和反光材料。
8、材料的质地美：
是材料本身的固有特性所引起的一种赏心悦目的心理综合感受，具有较强的感情色彩。
材料的质地是材料内在的本质特征，主要由材料自身的组成、结构、物理化学特性来表现，主要表现为材料的软硬、轻重、冷暖、干湿、粗细等。
质地是与任何材料有关的造型要素，一般分为天然质地与人工质地。
产品材料质地特性及美感的表现力实在材料的选择和配置中实现的。
分为两种：
相似质地的材料配置、对比质地的材料配置。
9、材料的形态美：
形态作为材料的存在形式，是造型的基本要素。
设计材料的形态通常分线材、面材和块材。
不同的材料形态蕴含着不同信息和情感
第四章材料与环境
1、环境意识：
随着世界性日新月异的生活方式与突飞猛进的生产方式的不断演进，全球资源无节制的利用与消耗，产生的废弃物不断增加，对地球环境的破坏越来越严重。
环境意识作为一种现代意识，已引起了人民的普遍关注和国际社会的重视。
环境意识是现代社会的产物，也是后工业社会发展的必然。
人民寄希望于设计，视图通过设计来改善目前的生存环境状况。
2、绿色设计：
出现在新旧世纪交替之际，是20世纪后期兴起的现代设计理念之一。
绿色设计的基本思想就是维护地球绿色生态环境的设计，就是在设计阶段将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求产品对环境的影响最小
3、绿色设计的基本特征：
环境协调性、价值创造性和功能全程性。
在地球资源有限、地球净化能力有限这一共识的前提下，指导绿色设计的方针是产品的6R原则，即研究（research）、保护（reserve）、减量化（reduce）、回收（recycling）、重复使用（reuse）和再生（regeneration）
4、设计师有责任要为人类考虑产品对人类生活环境的影响，针对产品绿色设计的观念，设计师应考虑以下几方面：
安全性、节能性、生态性、社会性。
5、绿色材料：
是绿色设计的基础，绿色设计首先要选择绿色材料，大力研究和发展绿色材料必然有助于绿色产品的开发和推广。
绿色材料是指具有良好使用性能。
对资源和能源消耗少，对生态环境污染小，可再生利用率或可降解循环利用率高，在材料的备置、使用、废弃及到再循环利用的整个过程中，都与环境协调共存的材料。
绿色材料具有先进行、环境协调性和舒适性的明显特征。
典型的绿色材料包括生物降解材料、循环与再生材料、净化材料、绿色建筑材料和绿色能源材料。
6、绿色材料的评估：
不少国家采用材料生命周期评价法。
它以开发利用环境负荷最小的产品为目的，是产品从原料获取到最终废弃处理的全过程中对社会和环境影响的评价方法。
开展对材料或产品及其生产、使用直至废弃生命周期或者环境协调性的评估研究，对改善目前环境和提高然后环境质量都有很大的益处。
7、影响材料选择的环境因素:
由于产品总是在一定的环境中运行和使用，产品的材料也必收到环境的影响。
因此在材料的选择中必须对产品未来使用环境中可能存在的影响因素作必要的考虑。
一般，影响材料选择的环境因素包括冲击与振动、温度与湿度、人为破坏、火灾危害、生物危害、污损、气候影响和噪音。
人与环境对材料选择的影响是不容忽视的。
对具体的产品而言，考虑侧重会有不同。
第五章金属材料及加工工艺
1、金属材料的工艺特性:
㈠金属材料的成型加工【①铸造（砂型，熔模，金属性，压力，离心，实型，陶瓷型，连续，镶铸）②金属塑性加工（锻造，轧制，挤压，拔制，冲压）③切削加工④焊接加工⑤粉末冶金】
㈡金属材料的热处理【①普通热处理（退火，正火，淬火，回火）②表面热处理③特殊热处理】
㈢金属材料的表面处理技术【①金属材料的表面前处理②金属材料的表面装饰技术（金属表面着色，金属表面肌理）】
2、金属材料的热处理：
可通过一定的加热与冷却方法，改变金属内部或表面的组织结构，改善和提高材料的性能，以获得预期的性能，也可通过化学热处理、表面枪火以及其他表面处理方法明显改变金属标称的性能。
金属热处理又可分为普通热处理、表面热处理和特殊热处理
3、金属材料的表面处理及装饰作用：
一方面是保护作用，另一方面是装饰作用。
分为金属材料的表面前处理和金属材料的表面装饰技术。
钢铁材料是工业上应用最广泛的金属材料。
钢铁材料之间主要的区别是含碳量不同，根据含碳量多少，钢铁材料可分为三大类：
工业纯铁、钢和铸铁。
4、钢的种类：
可按化学组成分为碳素钢和合金钢，也可按质量和用途两面分别进行分类。
钢材是由钢坯或钢锭加工而成的产品。
通常分为型钢、钢板、钢管、钢丝四大类。
可采用轧制、挤压、拉拔、焊接、冷弯等工艺加工，广泛用于各工业部门。
5、常用钢材的品种及用途：
金属材料在各个工作领域中，是所有材料中最主要和最基本的结构材料，也是现代产品设计得以实现的最重要的物质技术条件。
由于金属及其合金在理学、物理学、化学和加工工艺等方面的一系列特殊的优异性能，使得它不仅可以保证产品使用功能的实现，而且可以赋予产品一定的美学价值，使产品呈现出现代风格的结构美、造型美和质地美。
如今已广泛应用在椅子、餐具、灯具、容器、刀具、手机、建筑物等各个领域。
第六章高分子材料及加工工艺
1、高分子聚合物：
高分子聚合物又叫高聚物，是由千万个院子彼此以共价键连接的大分子化合物。
通常由碳、氢、氧、硫、氮等元素组成，其中主要是碳氢化合物及其衍生物。
高分子聚合物具有可分割性、弹性、可塑性和绝缘性的特点。
和低分子具有截然不同的结构特性
2、高分子聚合物力学特点：
玻璃态；高弹态；粘流态
3、聚合物三态的分子机理和力学行为特征：
玻璃态【（弹性模量大，断裂伸长率小，形变可逆，力学性能依赖于原子的性质）（原子的平均位置发生位移）】；
高弹态【（小，大可逆，链段的性质）（链段发生位移）】；
粘流态【（弹性模量小，形变率很大，不可逆，分子链的性质）（大分子链整体发生位移）】
4、塑料的组成：
塑料的原料广，性能优，加工成型方便，具有装饰性和现代之感的特点，而且塑料的品种繁多，价格比较低廉，得以广泛应用在各个领域。
塑料是以合成树脂为主要成分，适当加入填料、增加剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂，在一定温度和压力下塑制成型的一类高分子材料。
5、塑料种类：
，通常采用以下两种方法分类：
按热行为可分为热塑性塑料和热固性塑料；按其应用可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。
6、塑料的一般特性：
①塑料质轻，比强度高
②多种~有透明性，富有光泽，能着鲜艳颜色
③优异电绝缘性
④耐磨，自润滑性好
⑤有耐化学药品性
⑥成型加工方便，能大批量生产
8、塑料的缺点：
与金属及其他工业材料相比较具有不耐高温，低温又容易发脆；塑料制品易变形；老化现象和塑料制品有摩擦带电现象，易吸附尘埃，特别是在干燥的冬季的缺点。
9、塑料的成型工艺注射成型；挤出；压制（模压，层压）；吹塑（薄膜，中空）；压延；滚塑；铸塑；搪塑；蘸涂；流延；传递模塑；反应注塑；手糊；缠绕；喷射。
10、塑料的二次加工：
①塑料机械加工
②塑料热成型
③塑料连接（塑料焊接，~溶剂粘接，~胶接）
④塑料表面处理（涂饰，镀饰，烫印）
11、通用塑料：
①聚乙烯塑料（PE）【最常用热塑性~】；
②聚丙烯塑料（PP）【非泡沫塑料中密度最小】；
③聚苯乙烯塑料（PS）【质轻】；
④聚氯乙烯塑料（PVC）【生产量仅次于PE，热稳定性差，分解放出HCL毒气，分硬质和软质】；
⑤聚甲基丙烯酸甲酯塑料（PMMA）【‘有机玻璃’，透光率达92%，易着色，强度、耐水，耐候、电绝缘性好】；
⑥酚醛塑料（PF）【热固性，最古老，‘电木’】
12、工程塑料：
⑴ABS塑料-热塑【丙烯腈A-丁二烯B-苯乙烯S的三元共聚物，A:
刚性，耐热、耐候性，耐化学腐蚀性；B：
抗冲击性，耐低温性；S：
表面高光泽性，尺寸稳定性，易着色性，易加工性；调整ABS三组分的比例，性能也随之变化】；
⑵PA聚酰胺塑料-热塑【‘尼龙’耐磨润滑性优异，吸湿性较大影响性能和尺寸稳定性】；
⑶PC聚碳酸酯塑料-热塑【抗冲击性，抗蠕变型突出，高透光性，防弹玻璃】；
⑷PET/PBT饱和聚酯塑料-热塑~【PET抗拉，胶片】；
⑸POM聚甲醛塑料-热塑【高结晶，高密度】；
⑹PPO聚苯醚塑料-热塑【耐水、耐水蒸气性优异，尺寸稳定】；
⑺PSF聚砜塑料-热塑【自熄性，可制成耐热，耐腐蚀，高强度的透明或不透明零件】
⑻氟塑料-热塑【聚四氟乙烯PTFE，‘塑料王’】；
⑼PU聚氨酯弹性体【性能介于塑料和橡胶之间】；
⑽ER环氧塑料-热固【优异的粘接性，‘万能胶’】；
⑾SI有机硅塑料-热固【介于无机玻璃与有机化合物之间性能特殊的高分子材料】；
⑿AF氨基塑料-热固【1、UF脲醛塑料（表面光滑‘电玉’，日用品）；MF三聚氰胺甲醛塑料（又称密胺塑料‘仿瓷塑料’）】；
⒀UP不饱和聚酯塑料-热固【飞机部件，透明瓦棱板】
13、增强塑料：
以合成树脂为基料，加入增强材料及助剂经成型加工而得到的塑料。
（常用：
玻璃纤维，碳纤维，石棉纤维，聚酰胺纤维）
14、玻璃钢：
以热固性树脂为粘结剂的玻璃纤维热固性增强塑料。
15、泡沫塑料：
采用机械法、物理法、化学法进行发泡。
【质轻，隔热，隔音，防震，耐潮；开孔闭孔型；硬质软质类；】
①聚苯乙烯泡沫塑料【‘保利龙’】
②聚氨酯泡沫塑料【硬质‘黑料’，软质‘海绵’】
③聚丙烯~
④聚乙烯~
⑤乙烯烃聚合物
第七章：
木材及加工工艺
1、木材的组织结构：
我们所说的木材主要来自树木的树干部分，是由树木砍伐后经初步加工而得来的，是由纤维素、半纤维素和木质素等组成的。
树干是树木的主要部分，由书皮、木质部和髓心三部分组成。
由于木材的构造在不同的方向上表现出不同的特征，通常通过观察木材的横切面、径切面和弦切面三个切面的主要特征及内在联系。
2、木制品的表面装饰技术：
㈠木制品的表面涂饰
①表面涂饰目的
②涂饰前的表面处理（干燥；去毛刺；脱色；消除木材内含杂物）
③底层涂饰
④面层涂饰
⑤涂层常见缺陷及其消除方法
㈡木制品表面覆贴（常用面饰材料：
聚氯乙烯膜；人造革；DAP装饰纸；AIKOY纤维膜；三聚氰胺板；木纹纸；薄木等）
3、人造板材：
利用原木、刨花、木屑、废材及其他植物纤维为原料，加入胶粘剂和其他添加剂而制成的板材。
（胶合板；刨花板；纤维板；细木工板）
4、新颖木材：
特硬木材；有色；陶瓷；染色；防火；模压；浇铸；脱色；工艺品用人造木材。
5、设计中木材的选用：
按木材的特性应考虑如下设计条件：
有一定的强度及韧性，刚度和硬度，重量适中，材质结构应细致；有美丽的自然纹理，材质感悦目；干缩，湿胀性和翘曲变形性小；易加工，切削性良好；胶合、着色及涂饰性能好；弯曲性能好；有抗气候和虫害性。
6、木材的感觉特性包括视感和触感两方面木材应用在设计上非常著名的实例有：
红蓝椅；"交叉"扶手椅；谜题扶手椅；“玛丽-洛尔”桌；半靠背椅；靠背椅。
第八章无机非金属材料及加工工艺
1、玻璃原料：
㈠主要原料①石英砂②硼酸、硼砂及含硼矿物③长石、瓷土、蜡石④纯碱、芒硝⑤方解石、石灰石、白垩⑥硫酸钡、碳酸钡⑦铅化合物
㈡辅助原料①澄清剂②着色剂③脱色剂④乳浊剂⑤助熔剂
2、玻璃的熔制：
是一个非常复杂的工艺过程，它包括一系列物理的、化学的、物理化学的想象和反应，其结果是使各种原料混合物变成复杂的熔融物，即玻璃液
3、玻璃成型的工艺过程：
硅酸盐的形成、玻璃的形成、澄清、均化、冷却五个阶段。
4、常见的玻璃成型方法：
压制成型；吹制；拉制；压延；浮法。
5、玻璃制品的二次加工：
㈠玻璃制品的冷加工
①研磨
②抛光
③切割【用金刚石或硬质合金刀】
④磨边
⑤喷砂
⑥钻孔【用硬质合金钻头、钻石钻头或超声波】
⑦车刻【又称刻花】
㈡玻璃制品的热加工
㈢玻璃制品的表面处理
①玻璃彩饰
②玻璃蚀刻【涂覆石蜡、松节油做保护层，用氢氟酸溶液腐蚀刻绘】
6、常用玻璃品种：
①平板玻璃（磨砂玻璃；磨光；夹层；钢化；夹丝；彩色；釉面；花纹；中空；热反射；吸热；光栅；光致变色）②器皿玻璃③泡沫玻璃④微晶玻璃⑤其他玻璃（玻璃马赛克；玻璃空心砖）
7、新颖奇特的玻璃：
可钉玻璃；天线；灭菌；导电；发电；折光；调光；薄纸；自净；防盗。
8、陶瓷：
陶瓷的发展已经有数千年的历史，以其优异的物理化学性能，自始至终伴随着人类社会的繁衍、生产力水平的进步和产品设计理念的日益发展而提升，成为现代工程材料的重要支柱之一。
陶瓷是以天然矿物质和人工制成的化合物为原料，按一定配比称量配料，经成型、高温烧制而成的制品的总成。
陶瓷可分为传统陶瓷和特种陶瓷两大类。
9、陶瓷制品：
常用的陶瓷制品有日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、美术陶瓷、园林陶艺和特种陶瓷
10、陶瓷应用：
时代在不断发展和进步，陶瓷材料在保持原有造型特征和艺术特征的基础上，通过设计师的灵活运用，创造出许多令人惊奇的陶瓷产品。
例如：
“PolarMolar”牙签架、海绵花瓶、陶瓷花插椅、“白化”拼板玩具灯、Zero陶瓷餐具、雷达“银钻”计时陶瓷手表、陶瓷手机、PhonofoneII陶瓷扬声器、陶瓷“编织墙”、不烫手的被子和TonfiskOma柠檬榨汁机。
第九章符合材料及加工工艺
1、复合材料：
是指两种或两种以上不同化学性质或不同组织结构的材料，通过不同的工艺方法组成的多相材料，一般是由高强度、高模量和脆性很大的增强材料和硬度低，韧性好、低模量的基体所组成。
常用玻璃纤维、碳纤维、硼纤维等做增强材料，以塑料，树脂，橡胶，金属等做基体组成的各种复合材料。
2、复合材料特点：
能集中和发扬组成材料的优点，并能实行最佳结构设计，所以具有许多优越的特性。
复合材料的特点包括：
比强度，比模量高、良好的抗疲劳性能、良好的减磨，耐磨性能、减震能力强、高温性能好、化学稳定性好、成型工艺简单灵活。
3、复合材料分类：
主要有以下分类：
按使用性分类、按基体类型分类、俺增强体形分类、按复合形式及结构特点分类。
4、复合材料部分材料组成：
基体材料起黏结作用，增强材料起强化作用。
复合材料的分类方法有很多，主要有以下分类：
按使用性分类、按基体类型分类、俺增强体形分类、按复合形式及结构特点分类。
5、复合材料应用：
在设计中的应用非常广泛，其中包括：
Random吊灯、玻璃钢椅、“轻轻型”手扶椅、“SiriusMushroom”吊灯、“苍鹭”台灯、球椅、“E.T.A.外太空天使”落地灯、诺基亚8800CA手机、VAIOG系列笔记本、invictaS1超级跑车。
第十章产品设计中材料的选择与开发
1、设计材料的选用：
设计材料的选用提供了设计的起点。
与设计的其他方面相比，材料的选择是最基本的。
材料选择的得当与否对产品的关系非常大。
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。
2、影响材料选择的基本因素：
影响材料选择的基本因素主要有一下几个方面：
功能、基本结构要求、外观、工艺、安全性、控制件、抗腐蚀性和市场。
3、材料设计与材料的关系:
互相刺激、互相附近的。
时代的变迁、意识的变化，会带来人们对材料需求的变化，从而促进设计材料的改进和开发。
满足人类文明的需求是材料研制和开发的出发点和会贵点，出发点和归回点的重合是通过若干个中间环节时间的。
材料的开发经理从基础研究到应用再到实用的过程。
4、材料工程的发展：
新材料是指那些新出现或正在发展之中的、具有传统材料无法比拟的全新的特殊材料，或采用新工艺、新技术合成的具有各种特殊技能或者比传统材料在性能上有中大突破的一类材料。
新材料与传统材料之间没有截然的分解，新材料是在传统材料的基础上发展而来的。
5、新材料的开发:
目前新材料的开发主要体现在基础材料的改良和复合材料的开发。
发展中的新材料包括纳米材料，只能材料，电子信息材料，新能源材料和生态环境材料
6、新材料的应用：
比如：
ORICALCO衬衫、电子产品、欧米茄凳、变色龙汤匙、BMCProMachineSLCO1赛车、电子织物智能产品、可以表达情感的衣物、橡皮泥鼠标、Morph纳米技术概念终端、LUCE灯和去味大蒜压磨棒等。
第十一章材料体验与表现
1、材料的认知与体验：
对各种材料材质进行认知性、试验性、拓展性的体验，培养对各种材料特性的体验，并由此捕捉、掌握和深入发掘材料特性的能力，以及在设计中创造性运用材料的能力。
人类通常依靠视觉、触觉、听觉、味觉和嗅觉五种感觉接受外界信息来感知这个世界。
视觉是我们使用最多和最信赖的感知器官，除了视觉，触觉也是重要的感知器官。
2、材料构成体验：
不同材质的之感给人们不同心理感受，对不同材质特征的研究有助于培养审美能力和掌握材料特有的表现力，是研究产品造型不可缺少的环节，其中材料特性的比较与概括，将为简练而生动地表现产品形态打好基础。
3、材料设计法表现：
产品造型是通过各种材料来实现的，在设计表现中，产品的材料质感是构成产品表现的重要因素，通过对材料质感的表现可以直接反映出产品与材料的真实性。
材料质感设计表现的表现元素主要包括材料的色彩、材料的表面肌理以及材料对光的反射和折射
4、材料质感的表现：
材料质感的表现技法表现主要有手绘表现和计算机辅助设计的表现两种方式。
其中计算机辅助设计在当今设计领域应用越来越广泛，在产品的形态、结构、色彩、材质的表现上，计算机强大的表达能力，能快捷、准确、真实地表达产品的材料质感，大大地提高了设计构想的实现能力。
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