产品造型材料与工艺重点

发布时间：2021-06-05

产品造型材料与工艺1

工业设计概述

1、工业设计的概念

就批量生产的工业产品而言，凭借训练、技术、经验及视觉感受，赋予产品以材料、结构、形态、色彩、表面加工以及装饰给予新的质量和资格，叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作，而且，当需要工业设计师对包装、宣传、展示、市场开发等问题的解决付出自己的技术知识、经验和视觉评价能力时，也属于工业设计的范畴。

由于工业设计的对象是工业产品，所以工业设计师在进行设计的时候必须掌握该产品的相关工程技术知识。对于所设计产品的构造功能、材料工艺等技术要素要有充分的了解。同时也要明确工业设计并不是工程设计，两者在关注点和所需知识结构上有区别。

2、工业设计师44项必备技能

1.Aesthetics 美术理论 2.Manufacturing 制造知识

3.Analysis 分析能力 4.Model making 模型能力 5.Colour 色彩运用 6.Pattern making 图案技巧 puter use 电脑运用

8.Photography 摄影能力 9.Design development 设计发展

10.Planning 计划能力 11.Design strategy 设计战略 12.Point of

view 看法观点 13.Drawing/stcetehing 绘画能力 14.Protocols 礼仪礼节 15.Predicting 预见力 16.Drafting 构思草图

17.Driver\'s licenses 驾驶执照 18.Repid visualization 快速表现

19.Engineering 工程技术 20.Economics 经济学 21.Regulations 法令法规 22.Rendering 效果图 23.Environmental 生态

24.Research 研究能力 25.Estimating 预算能力 26.Scalpture 雕塑能力 27.Evaluating 评价 28.Semiotics 符号学 29.3D form 造型 30.Sense of style 审美 31.Graphics 制图

32.Texture 肌理技术 33.Human factors 人机工程

34.Technology 科技 35.Inaplementation 完善能力 ability testing 可用性测试 37.Innovqtion 创造 er needs 用户需要 39.Enteraction design 关系设计 40.Marketing 市场

41.Material 材料 er seenarios 制作说明书 43.Well-read 阅读能力 44.Writing 写作能力

3、工业设计的三大基础

功能基础、物质技术基础、美学基础。

组成工业设计的三个基础要素中，功能基础实际上是体现造型物的实用性；物质技术基础实际上是体现造型物的科学性；美学基础实际上是体现造型物的艺术性。三者之间的作用相辅相成，即构成了造型物的功能特征。

一、产品造型材料与工艺概述

1、设计与材料

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能变成真正的产品。

现、应用与发展紧密联系在一起。材料早已成为人类赖以生存和生活中不可缺少的部分，它是人类文明和时代进步的标志，是社会科学技术发展水平的标志。从人类最初利用石头、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创造使用，无不说明人类对材料的不断追求。

以椅子的发展为例可以看出椅子设计造型的变化与发展和椅子材料的应用与发展是相辅相成、相互影响、相互促进和相互制约的。

工业革命以前——古希腊的石椅，我国的明式家具（木制）等； 1925年——包豪斯的布劳耶设计的世界上第一把钢管椅瓦西里椅；

20世纪三四十年代后——胶合板椅（合成树脂、高频胶合术）；现代——塑料椅、玻璃椅、充气椅等。

2、产品造型设计的物质基础

设计的核心是创新，设计的目的是使用。一件完美的产品必须是功能、形态和材料三要素的和谐统一，还要充分考虑结构、工艺等物质技术条件，但是要把一个好的创意变成实际有形且有用的物品，最终要落实在材料上。

工艺是指材料的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺，是人们

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条件，是产品设计的前提。任何一种产品只有与选用材料的性能特点及其工艺特性相一致，才能实现设计的目标和要求。

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，灯饰照明用的，汽车是运输用的。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。

由此看来，材料和产品设计有关，材料也和时代有关，它是一个变化的因素。作为一个设计师应该了解材料的进步发展过程，以便合理的选用材料。

任何一个产品的设计都需要经过加工制作才能成为实用产品。不同的材料有不同的加工方法，如金属切削方法、注塑方法等等。在产品设计时同样要充分考虑的加工技术问题。

根据产品的造型特点，民族：材料的固有特性应满足产品功能，使用环境，：材料应具有良好的工艺性能，符合造型设计中风格，时代特征及区域特征，选择不同质感，不同风格的材料。作业条件和环境保护的需要。成型工艺和表面处理的要求，与加工设备及生产技术相适应。

二、材料的感觉特性

感觉特性是指通过人的触觉和视觉对材料作出的综合印象。这种综合印象包括人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反映，或者由人的知觉系统从材料表面得出的信息。

这是指设计材料应能适应环境条件，经得起自然因素的变化和周围介质的破坏作用，即不因外界因素的影响或袭击而发生化学变化，以致引起材料内部结构改变而出现退色、粉化、腐朽甚至破坏。

容易加工和成型的材料是设计的最佳材料，也是衡量设计材料好坏的重要因素之一。

不同的材料有不同的表面工艺处理方法，从而赋予材料表面以多种外观特征。表面处理可以提高材料的表面装饰效果，获得美观的外形，提高产品的经济价值。

产品造型材料与工艺2

概述

任何设计均必须通过材料来创造内容，设计的结果由加工后的特殊材料得以保证，设计很大程度上取决于材料的固有特性。

材料本身具有极为复杂的特性，在探讨造型时，设计师必须了解和掌握材料特性，正确评价材料特性，从材料本身推演出产品所需的结构和形式，能动地使用物质技术条件，将材料特性发挥到最大的极限。

一、材料的分类

在工业设计范畴内，材料是指用于工业设计并且不依赖人的意识而客观存在的所有物质，因此设计材料涉及的范围非常广，从气态、液态到固态，无论是单一材料还是复合材料，都是设计的基础。

1、按材料的来源分

1、1 第一代天然材料

不改变自然界中所保持的状态，或只施加低度加工的材料，如木材、竹、棉、毛、皮革、石材等。

1、2 第二代加工材料

利用天然材料经过不同程度的加工而得到的材料，加工程度由低到高有人造板、纸、水泥、金属、陶瓷、玻璃等。

1、3 第三代合成材料

利用化学方法将石油、天然气、煤等各种原料制造而得到的高分子材料，如塑料、橡胶、纤维等。

1、4 第四代复合材料

拥有机、无机非金属乃至金属等各种原材料复合而成的材料。

1、5 第五代智能材料或应变材料

随环境条件的变化具有应变能力，拥有潜在的功能的高级形式的复合材料。

3、按材料的形态分类

3、1 线状材料

常见的有钢管、钢丝、金属棒、塑料棒、木条、藤条等。 3、2 板状材料

常见的板材有金属板、木板、塑料板、合成板、皮革、玻璃板、纸板等。

3、3 块状材料

常见的块材有木材、石材、泡沫塑料、混凝土、铸钢、油泥、石膏等。

二、材料特性

材料的特性包括两个方面：一是材料的固有特性，即材料的物理特性和化学特性；二是材料的派生特性，即材料的加工特性和经济特性。

材料所呈现出的性能是材料内部结构的外在表现，

受材料内部

的微观结构所制约，材料的内部结构变化多端，因此材料的性能多种多样。

1、材料的固有特性

1、1 材料的物理性能

1）材料的密度

2）力学性能

包括材料的强度、弹性和塑性、脆性和韧性、硬度、耐磨度。

3）热能性能

包括导热性、耐热性、热胀性、耐燃性、耐火性。

4）电性能

包括导电性和电绝缘性。

5）磁性性能

材料的铁磁性（铁、钴、镍）、顺磁性（锰）、抗磁性。

6）光学性能

材料对光的反射、折射、投射的性质。

1、2 材料的化学性能

1）耐腐蚀性

材料抵抗周围介质腐蚀破坏的能力。

2）抗氧化性

材料在常温或高温下抵抗氧化的能力。

3）耐候性

材料在各种气候条件下，保持其物理化学性能不变的性质。

2、材料的工艺特性

在产品造型设计中，精湛的工艺技术是实现产品最佳效果的前提和保障。一个好的设计者必须在构思上针对不同的材质和不同的工艺进行综合的全面考虑，必须通过工艺技术将其制作成产品。

工艺性包括材料的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺。它是材料固有特性的综合反应，是决定材料能否进行加工或如何进行加工的重要因素，它直接关系到加工效率、产品质量和生产成本等。

2、1 材料的成型加工

造型设计中，材料在通过加工后，必须能构成并且能长期“记忆”住设计师所赋予它的应有形态，从而才能最终构成产品。材料的成型加工性是衡量产品造型材料优劣的重要标志。产品造型设计材料必须具备良好的成型加工性能。

1）工艺方法

不同的材料有不同的成型加工方法。钢铁材料的成型加工工艺性能优良，而且成型方法很多，如铸造、锻压、焊接、切削加工等。塑料的可塑性特别强，几乎可以采用任何加工方法成型。

相同的结构和材料方式，采用不同的工艺方法，所获得的外观效果差异较大。相同的造型，由于所选材料和工艺方法不同，其造型结构也发生相应的变化，一直最终的外观造型效果

也有一定的差别。

2）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。例如熔模铸造比翻砂铸造可以的到更高的精度和表面质量。

3）新工艺的采用

新工艺代替传统工艺是提高产品造型效果的有效途径。随着科学技术的发展，先进工艺和新技术不断涌现，如精密铸造、精密锻造等。

4）工艺方法的综合应用

运用多种工艺方法，是增加造型的外观变化，丰富造型艺术效果的有效方法。造型设计中不要局限于传统的材料与工艺，更不要局限于某种工艺技术形成的造型特点和风格，要灵活运用多种加工手段，使造型充分表现材料本身身的质地美，或使相同的材料达到不同的质感效果。

2、2 材料的表面处理

产品材料的表面主要解决产品的视觉与触觉的问题，具体包括色彩、光泽、纹理、质地等直接赋予视觉与触觉的一切表面造型要素。产品表面所需的色彩、光泽、肌理等，除少数材料固有的特性之外，大多数依靠各种表面处理工艺来得到。根据产品的性能、使用环境、材料性质，正确选择表面处理工艺和面饰材料。

表面处理技术是诸如电镀、涂装、研磨、抛光等能改变材

料表面性能与状态的表面加工与装饰技术。

，即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。

面更丰富的色彩光泽肌理等，提高表面装饰效果，改善表面的物理性能、化学性能及生物性能，使产品表面有更好的感觉特性。

表面处理技术，既可使相同的材料具有不同的感觉特性（同材异质感），又可使不同材料获得相同的感觉特性（异材同质感）。

2、金属表面处理的分类

（1）表面精加工处理

A、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。

B、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。

C、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。

带塞子的抛光不锈钢容器

桌台设计

移动硬盘

（2）表面层改质处理

定义：表面层改质处理是通过化学或者电化学的方法将金属效果：改变金属表面的颜色、肌理及硬度，提高及金属表面的表面转变成金属氧化物或者无机盐覆盖膜的过程。

耐蚀性、耐磨性及着色性。

水壶

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（3）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：

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。

B、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。

C、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。

D、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。

吉而诺水龙头

明月椅

弹性回火钢椅

SIGG水壶

2、塑料的表面处理

一般来说，塑料的着色和表面肌理装饰，在塑料成型时可以完成，但是为了增加产品的寿命，提高其美观度，一般都会对表面进行二次加工，进行各种装饰处理。

3、塑料表面处理分类：

（1）表面机械加工处理

磨砂与抛光是常见的表面处理技术，也经常用在其它材料如金属、玻璃等的加工。

“Tohot”盐和胡椒摇罐

“生态”垃圾桶

（2）表面镀覆处理

a.热喷涂

定义：是一种采用专用设备把某种固化材料加热熔化用高速气流将其吹成微小颗粒加速喷射到基件表面上，形成特制覆盖层的处理技术。

效果：使基件耐蚀、耐磨、耐高温

b.电镀

定义：金属电沉积技术之一，是一种用电化学在工件表面获得金属沉积层的金属覆层工艺。

效果：可以改变固体材料的外观，改变表面特性，使材料耐腐

蚀、耐磨，具有装饰性和电、磁、光学性能。

种类：单金属电镀、合金电镀、复合镀、非晶态合金电镀、电刷镀

c.离子镀

定义：是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质离子化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时，把蒸发物或其他反应物蒸镀到基件上。

效果：可以延长基件的使用寿命、赋予被镀材料光泽和色彩。数码相机

镜球灯

松下耳机

电镀喷头

（3）表面装饰处理

定义：把涂料涂覆到产品或物体的表面上，并通过产生物理或化学的变化，使涂料的被覆层转变为具有一定附着力和机械强度的涂膜。

效果：着色、获得不同的肌理、防止塑料老化、耐腐蚀。 b.丝网印刷

定义：丝网印刷就是在丝网上涂一层感光材料，利用其感光前后可溶性的不同，经过感光后将不需要的部分洗去，从而控制何处能透过油墨，何处不能透过。塑料件的丝印，是塑料制品的二次加工（或称再加工）中的一种。

效果：改善塑料件的外观装饰

方法：平面丝印（用于片材和平面体）、间接丝印（异型制品）、

曲面丝印（用于可展开成平面的弧面体）。

c.贴膜法

定义：是将印有花纹和图案的塑料薄膜紧贴在模具上，在加工塑料件时，靠其熔融的原料的热量将薄膜融合在产品上的方法。效果：装饰产品外观、传达产品信息

d.热烫印法

定义：是利用压力和热量将压膜上的粘接剂熔化，并将已镀到压膜上的金属膜转印到塑料件上的方法。

效果：同贴膜法相似，可以美化产品外观、传达产品信息诺基亚游戏手机N-GAGE

自行车赛头盔

“E.T.A”落地灯

软件盘

高尔夫球

塑料钱币

小结

塑料虽然是廉价的人造物，但是它所带来的价值一点都不廉价。经过不同的表面处理，它能体现出丰富多彩的变化，能够模仿其它材质，从而减少不必要的浪费，为产品带来更高的附加值。

科技是在不断进步的，关于塑料表面处理的技术在不断地发展。同时设计是无止境的，富于创意的设计师会利用不断更新的技术，把塑料的特性发挥地更加淋漓尽致。

产品造型材料与工艺3

一、材料感觉特性的概念

对材料的认识是实现设计的前提和保证。早在1919年成立的包豪斯学院，就十分重视材料及其质感的研究和实际练习，师生们意识到材料的特性、功能等仅靠语言来理解是远远不够的，而应该运用材料进行造型训练并通过过实践操作深化理解，探究其美感。该院的伊顿曾写道：当学生陆续发现可以利用的各种材料时，他们就更加能创造具有独特材质感的作品。

通过这种实际研习后，学生们认识到周围的世界实在是充满了具有各种表情的质感环境，同时领悟到了若不经过材质的感觉训练，就不能正确把握材质运用的重要性。

1、材料感觉特性的内容

料作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，它建立在生理基础上，是人们通过感觉器官对材料作出的综合印象。

材料感觉特性包含两个基本属性：

1）生理心理属性，即材料表面作用于人的触觉和视觉系统的刺激性信息，如粗犷与细腻、粗糙与光滑、温暖与寒冷、华丽与朴素、浑重与单薄、沉重与轻巧，坚硬与柔软、干涩与滑润、粗俗与典雅、透明与不透明等基本感觉特征；

2）物理属性，即材料表面传达给人的知觉系统的意义信息，也就是材料的类别、性能等。主要体现为材料表面的几何

特征和理化类别特征，如肌理、色彩、光泽、质地等。

材料感觉特性按人的感觉可分为触觉质感和视觉质感。按材料本身的构成特性可分为自然质感和人为质感。

表面特性，是人们感知和体验材料的主要感受。

(1)触觉质感的生理构成

触觉是一种复合的感觉，由运动感觉与皮肤感觉组成，是一种特殊的反映形式。运动感觉是指对身体运动和位置状态的感觉；皮肤感觉是指辨别物体机械特性、温度特性或化学特性的感觉，一般分为温觉、压觉、痛觉等。

触觉的游离神经末梢分布于全身皮肤和肌肉组织。人手是一种特殊的感觉器官，当手沿物体运动，跟物体接触时，肌肉紧张的运动感觉与皮肤感觉相结合，形成关于物体的一些属性，如弹性、软硬、光滑、粗糙等感觉。