材料与工艺总结精简16.5.25

1、材料与工艺总结精简第一章 概论第一节 “设计材料工艺学”课程综述第二节 设计材料工艺的分类一、设计材料分类（一）、历史分类法 岛村昭治1代：木片、石器、骨器等天然材料2代：陶、青铜和铁等3代：高分子材料4代：复合材料5代：智能型材料 （补强型、降解性） （二）、物质结构分类（三）、材料加工度分类法1、天然材料 天然存在有机材料、天然存在无机材料 2、加工材料： 3、人造材料： (1)、以天然材料为基础所制造的人造材料。 (2)、利用化学反应制成的在自然界不存在或几乎不存在的材料。（四）、材料形态分类法 1.颗粒材料 2.线状材料3.面状材料 4.块状材料二、设计材料的工艺分类 材料工艺分为：材

2、料的成型加工工艺、材料的表面处理工艺（一）、材料的成型加工工艺 成型：一次加工：熔融状态下的一次加工 加工：二次加工：冷却后车、钳、铣、刨、削等的二次加工（二）、材料的表面处理工艺l 表面处理的目的：1.保护产品，即保护材料本身赋予产品表面的光泽、色彩、肌理等呈现出的外观美，并提高产品的耐用性，确保产品的安全性，由此有效地利用材料资源。2.根据产品造型设计的意图，改变产品表面状态赋予表面更丰富的色彩、光泽、肌理等，提高表面装饰效果。改善表面的物理性能（光性能、势性能、电能）、化学性能（防腐蚀、防污涂，延长使用寿命）、生物学性能（防虫、防腐、防霉），使产品表面有更好地感觉特性。1、表面被覆在原有

3、材料表面堆积新物质的技术。依据被覆材料和被覆处理方式的不同，表面被覆处理有： （1）镀层被覆 （2）涂层被覆（3）搪瓷和景泰蓝 2、表面层改质：改变原有材料的表面性质3、表面精加工：方法：切削、研磨、蚀刻、喷砂、抛光。第三节 设计材料的感觉特性一、材料的质感 质感是物体表面由于内因和外因而形成的结构特征，通过触觉和视觉所产生的综合印象，作为工业设计的三大感觉要素（形态感、色彩感和材质感）之一的质感，体现的是物体构成材料和构成形式而产生的表面特征。l 质感两个基本属性：1.生理属性：按人的生理和心理感觉，质感可分为触觉质感和视觉质感。2.物理属性：按材料的物理和化学特性，分为自然质感和人为质感。

4、（一）质感的生理属性1.触觉质感： （1）触觉的生理构成（2）触觉的心理构成（3）触觉的物理构成2.视觉质感：视觉质感是触觉质感的综合和补充。视觉质感具有间接性、经验性、知觉性、遥测性和相对的不真实性。（二）质感的物理属性 1.自然质感 2.人为质感 （1）同材异质感 （2）异材同质感 二、质感设计的形式美法则（一）调和法则（二）对比法则（三）主从律（四）适合律 三、质感设计的作用 （一）提高适应性 （二）增加装饰性与多样性 （三）获得经济性和高附加值第二章 设计选材的适应性系统 第一节 设计选材的适应性一、设计选材的复杂化二、设计选材的适应性要求柳冠中 事理学论纲 ：“设计是以一定的目的，一

5、定的方式来达到与客观条件和内部关系相适应的应用原则由系统的内部因素、外部因素和系统目的三个要素构成。”设计的适应性系统的成功与否，取决于系统内部、外部因素之间相适应的程度。l 在设计选材过程中，需要考察的因素包括如下两部分：1、内部因素（一）、材料的物理性能（二）、材料的化学性能（三）、材料的机械性能（四）、材料的尺寸性能（五）、材料的加工性能 2.外部因素（一）、功能需求（二）、安全性（三）、外观需求（四）、市场与经济因素（可达性、成本、产品寿命、社会流行趋势）（五）、与材料相关的政策法规（六）、环境因素l 两个角度描述设计选材中需要考虑的环境因素：（1）从材料影响环境的角度来讲，需要考虑材

6、料在生产、使用以及废弃的整个生命周期中对环境的影响，在具体的设计中可以减少表面装饰、选用同类材料、采用可降解材料、废弃物的再利用等方面来考虑。（2）从环境影响材料的角度来讲，包括以下8点：1、冲击与振动 2、温度与湿度 3、人为破坏 4、火灾危害 5、生物危害 6、污损 7、气候影响 8、噪声”适应”是设计活动的起点，“适度”是评价标准，也是设计活动的过程，“适合“是目标，是设计活动完成终止的状态。设计选材的目的并不是寻找”最优解“，而是“适合解”。衡量设计选材的标准不是对与错，而是相对的适合与不适合。l 根据设计选材的“适应性原则”，可以拟定以下程序：第一步：针对特定产品，研究系统中材料工艺

7、之外的需求与限定：1、产品的功能需求 2、安全性需求 3、外观需求 4、市场与经济因素（材料可达性、材料与工艺总成本、社会流行趋势等）5、与材料相关的政策法规 6、环境因素第二步：针对特定产品，综合分析外部因素中的主要因素和次要因素。 第三步：根据主要因素选择系统内部因素（材料的物理性能、机械性能、化学性能、尺寸性能以及加工性能）。第四步：根据次要因素选择系统内部因素（材料的物理性能、机械性能、化学性能、尺寸性能以及加工性能）。 第五步：根据内部因素确定一系列符合要求的材料，通过制作模型，以内部因素与外部因素相适应的程度为标准，对这些材料行评估比较，选出其中相对而言更合适的材料。第六步：如果有

8、必要，重复上面的第三、四、五步。第三章 金属材料与工艺 第一节 金属材料概述一、金属材料应用的发展历史及现状当代金属材料具有以下特点：二、产品设计与金属材料 三、金属材料的分类 金属材料包括金属和以金属为主的合金。 工业上常把全部金属及其合金成分分为三大部分：（一）：黑色金属铁和以铁为基础的合金（钢、铸铁和铁合金），黑色金属应用最广（二）：有色金属，即除黑色金属以外的所有金属及其合金（三）：特种金属材料（非晶态金属、高强高模铝锂合金、形状记忆合金、减震合金、超塑金属、储氢合金、超导合金等）第二节 金属材料的性能 金属材料是指由金属元素或以金属元素为主要组成部分并具有金属特性的材料。一、金属的特

9、性金属的特性表现在一下几方面：1.具有良好的导电和导热性能；2.表面具有金属所特有的色彩与光泽；3.具有良好的延展性，易于加工成型；4.可以制成金属间化合物，可以与其他金属或非金属在熔融态下形成合金，以改善金属的性能；5.除少数贵重金属外，几乎所有金属的化学性能都较为活泼，易于氧化而生锈，产生腐蚀；6.表面工艺性能优良，可以进行各种装饰工艺已获得理想的表面质感。二、金属材料的机械性能 金属材料的机械性能主要是指力学性能，即其受外力作用时所反映出来的性能。 （一）强度（二）塑性（三）硬度（四）冲击韧性（五）疲劳强度（六）弹性变形三、金属材料的加工性能（一）铸造性（二）锻造性（三）焊接性（四）切削

10、加工性第三节 设计中常用的金属材料一、产品设计中常用的黑色金属黑色金属主要是指钢铁、锰、铬及它们的合金。在产品设计中，黑色金属的应用广泛，尤其是钢铁材料。通常，钢铁材料按其含碳量的不同分为纯铁、铸铁和钢三大类。（一）纯铁（二）铸铁 ：1、灰口铸铁 2、可锻铸铁 3、白口铸铁 4、球墨铸铁 5、蠕墨铸铁（三）钢：（1）碳素钢：1、普通碳素钢 2、碳素结构钢（一般结构用压延钢材、机械结构零件用碳素钢、钢（铁）板、钢（铁）丝、铸钢）3、碳素工具钢（2）合金钢1、合金结构钢 （低合金高强度钢、强韧钢）2、合金工具钢3、高速工具钢 4、特殊性能钢（不锈钢、耐热钢、易切削钢、弹簧钢、轴承钢、量具钢） 不锈

11、钢分为马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢，70年代出现彩色不锈钢。二、产品设计中常用的有色金属（一）铝及铝合金1.纯铝2.铝合金 （1）变形铝合金（防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金） （2）铸造铝合金3.铝及铝合金的应用 （二）铜及铜合金 1.纯铜 2.铜合金 （1）黄铜（普通黄铜、特殊黄铜） （2）青铜（锡青铜、铝青铜、铍青铜） （3）其他铜合金（钱币合金、白铜） 3. 铜及铜合金的应用（三）镁及镁合金 1.镁 2.镁合金 镁合金的7个特点 P57 3. 铜及铜合金的应用 （四）其他合金金属 1.钛及钛合金 纯钛、钛合金（钛合金、钛合金、（+）钛合金）、钛及钛合金的应用

12、 2.锌及锌合金 3.轴承合金 （5点性能） 4.锡合金（锡基轴承合金、锡焊料、锡合金涂层） 5.低熔点合金 6.粉末合金第四节 金属成型加工工艺一、铸造成型 三个阶段：铸型准备、铸造金属的熔化与浇注、铸件处理和检验1.普通砂型铸造（湿砂型和干砂型、化学硬化砂型）2.特种铸造（熔模铸造、壳型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造、金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造）3.铸造新工艺（快速凝固、定向凝固、复合凝固、镶铸工艺）二、塑性成型三、金属半固态成型四、快速成型 第五节 金属切削和连接加工工艺一、金属切削加工工艺二、金属连接加工工艺 第六节 金属材料的表面处理工艺1、 金属材料的表面改性处

13、理 （一）金属材料的热处理 1.整体热处理 2.表面热处理 3.化学热处理 （二）其他表面改性方法 1.喷丸强化 2.等离子扩散处理 3.激光表面处理 4.电子束表面处理 5.高密度太阳能表面处理 6.离子注入表面改性二、金属材料的表面装饰技术 （一）表面着色工艺 1.化学着色 2.阳极氧化着色 3.电解着色 4.镀覆着色 5.涂覆着色 6.珐琅着色 7.热处理着色 8.传统着色 （二）金属表面肌理工艺 1.表面锻打 2.表面镶嵌 3.表面蚀刻 4.表面切削和研磨抛光加工 5.表面拉丝（ 直纹拉丝、乱纹拉丝、波纹拉丝、旋纹拉丝又称旋光、螺纹拉丝）第七节 设计中金属材料与工艺的选择及其应用实例V

14、ertu 手机、叶鞘LED台灯、皇后国王系列首饰、麦兰多利纳折椅、柯尼卡美能达数码相机-7、苹果G5电脑、弹性回火钢椅（需要了解选择工艺及理由）第4章 无机非金属材料与工艺 第一节 设计中常用的金属材料1、 陶瓷发展的历史与现状瓷器的前身是原始青瓷东汉时期中国出现了真正的瓷器，制瓷技术由南方传入北方陶瓷分为陶和瓷两大类。通常把胎体没有致密烧结的粘土和瓷石制品（不论是有色的还是白色的），统称为陶器。其中把烧结温度较高、烧结程度较好的那一部分称为“硬陶”，把施釉的一种称为“釉陶”。相对来说，经过高温烧成、胎体烧结程度较为致密、釉色品质优良的粘土或瓷石制品称为“瓷器”。2、 陶瓷的组成与分类 陶瓷是

15、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，经混合磨细、成型、烧结制成，其化学组成是由金属元素和非金属元素构成的简单化合物或复杂的多相固体混合物。 陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷两种。两者的主要区别表现在：原料、成分、制备工艺、性能。P102（1） 普通陶瓷普通陶瓷又称传统陶瓷，是用天然硅酸盐矿物，如黏土、长石、石英、高岭土等原料烧结而成的。1.按所用的原料、烧成温度及制品性质分类：陶器、炻器、瓷器 2.按不同用途分类：日用陶瓷、建筑陶瓷、绝缘陶瓷、多孔陶瓷、化工陶瓷等陶器同瓷器的主要区别：1. 作胎原料不同2. 釉的种类3. 胎色4. 总气孔率5. 烧结温度6. 吸水率（2） 特种

16、陶瓷 特种陶瓷又称现代陶瓷，是采用高度精选的能够精确控制化学组成的原料，按照便于控制的制造技术加工，利于进行结构设计，且具有优异特性的陶瓷。 1.按应用不同分类：功能陶瓷、工程陶瓷2. 按化学组成分类：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、复合瓷、金属陶瓷、纤维增强陶瓷 特种陶瓷按化学成分不同可分为氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷；按其应用的不同又可以分为结构陶瓷和功能陶瓷。3、 陶瓷的基本特性（1） 陶瓷的机械性能 1.刚度 2.硬度 3.强度 4.塑性 5.韧性或脆性（2） 陶瓷的热性能 1.热膨胀 2.导热性 3.热稳定性（3） 陶瓷的其他性能 1.导电性 2.化学稳定性 第二节 设计中常用的陶瓷

17、材料1、 普通陶瓷普通陶瓷产品种类很多，在日用器皿、建筑陶瓷、美术陶瓷、卫生洁具陶瓷餐具陶瓷、各种工艺品和工业用具中应用广泛。（1） 日用器皿（2） 建筑陶瓷（3） 卫生陶瓷及卫浴产品（4） 美术陶瓷（5） 园林陶瓷（6） 烹饪陶瓷2、 特种陶瓷（1） 按化学成分分类 1.氧化物陶瓷 2.非氧化物陶瓷（2） 按其应用分类 1.功能陶瓷 功能陶瓷是指具有一定特殊声、光、电、磁、热等物理化学性能的多晶无机固体材料。 设计中常用的陶瓷材料： (1)电光陶瓷 (2)生物陶瓷 (3)磁性陶瓷 (4)压电陶瓷 (5)半导体陶瓷 正温度系数热敏电阻材料（PTC）、负温度系数电阻器材料（NTC）、湿敏陶瓷、电

18、压敏感陶瓷 2.结构陶瓷 结构陶瓷是发挥其机械、热、化学等性能的新型陶瓷材料。 (1)氧化物陶瓷 氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷 (2)氮化物陶瓷 氮化硅 氮化硼 (3)碳化物陶瓷：碳化物陶瓷主要有碳化硅陶瓷等。3、 其他新型陶瓷 （一）透明陶瓷：透明陶瓷就是能透过光线的陶瓷。 （二）金属陶瓷：金属陶瓷是由金属同陶瓷组成的非均质复合材料。 （三）超轻陶瓷：超轻陶瓷是指一种比木头更轻，能浮在水里的超轻量陶瓷。 （四）高性能陶瓷：高性能陶瓷是采用分子设计方法、将碳、氨、硅、硼等根据陶瓷性能的需要进行组合配比，然后将配好的成分与有机物聚合成中间体，最后热解，除去有机杂质，得到所需高性能的陶瓷。 （五）耐温陶

19、瓷：耐温陶瓷是一种能够经受1700以上的高温的复合材料，是氧化铝粉末经熔化、冷却、再铝化后制成，它强度大，加工性能好，在高温下不会变质。 （六）玻璃陶瓷：玻璃陶瓷材料一般用于制造家用或商业用的厨具餐具。 第三节 陶瓷的工艺 一、陶瓷的成型加工工艺 （一）原料配制 原料配制的好坏在一定程度上决定着产品的质量，以及工艺流程、工艺条件的选择。（二）成型 将配制好的坯料制作成为预定的形状，以实现陶瓷产品的使用与审美功能，这个赋形工序即为成型。 1.可塑成型：可塑法是利用泥料具有可塑性的特点，经一定工艺处理泥料制成一定形状的制品。 （1）挤压成型 （2）车坯成型 （3）旋坯成型 （4）滚压成型 （5）轧

20、膜成型（6）拉坯成型（7）印坯成型 2.注浆成型：注浆成型又叫浆料成型。（1）石膏模铸成型（2）热压注浆成型 （3）高压注浆成型 3.压制成型：压制成型又称粉料成型。 （1）塑压成型：塑压成型一般是将可塑泥料放在石膏模内在常温下压制成坯的方法。 （2）模压成型：模压成型也叫干压成型。 （3）等静压成型：等静压成型是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法。4.其他成型工艺（1）注铸成型 （2）快速制作原型法（三）坯体干燥 坯体干燥有不同的方法，如对流干燥、工频电干燥、微波干燥、远红外干燥等。 （四）坯体装饰 1.化妆土装饰 2.划花 3.刻花 4.贴花 5.印花 6.剔花 7.镂空

21、 8.彩绘 9.雕塑（五）上釉 1.釉的分类 2.釉的制备 3.上釉的方法 4.上釉的作用（六）窑炉烧结 1.低温烧成 2.热压烧结 3.等静压法 4.真空烧结 一、陶瓷的表面工艺（一）陶瓷彩釉（二）厚膜金属化处理（三）手工施釉（四）陶瓷丝网转印印刷 第4节 玻璃概述 玻璃，中国古代称之为璧琉璃、琉璃，近代也称为料，是指熔融物冷却凝固所得到的非晶态无机材料。 一、 玻璃发展的历史与现状 二、 玻璃的组成与分类（一）按主要成分分类 1.石英玻璃 2.高硅氧玻璃 3.钠钙玻璃 4.铅硅酸盐玻璃 5.铝硅酸盐玻璃 6.硼硅酸盐玻璃 7.磷酸盐玻璃 （二）按原料、工艺和性能分类三、 玻璃的基本特性 （

22、一）强度玻璃抗拉强度较弱，抗压强度较强，且抗压 （二）硬度 （三）光学特性 （四）电学性能 （五）热性质 （六）化学稳定性 玻璃是一种硬且脆的透明非晶体材料，具有良好的抗风化、抗化学介质腐蚀（氢氟酸、碱除外）性。1、 传统氧化物玻璃（一）平板玻璃 1.平板玻璃是建筑玻璃中用量最大的一类，按表面状态可分为 : （1）普通平板玻璃 （2）磨光玻璃 （3）磨砂玻璃 （4）花纹玻璃 压花玻璃 喷砂玻璃 刻花玻璃 2.平板玻璃还可以通过着色、表面处理、复合等工艺制成具有不同色彩和各种特殊性能的制品。 （1）热反射玻璃 （2）真空玻璃 （3）镭射玻璃 （4）中空玻璃 （5）夹丝玻璃 （6）钢化玻璃 其特性

23、如下： 高强度。 良好的热稳定性。 高安全性。 （7）防弹防盗玻璃 （8）夹层玻璃 （9）彩色玻璃 （10）低辐射镀膜玻璃（二）器皿玻璃与瓶罐玻璃需要了解各自的优缺点P1392、 新型玻璃（一）光电玻璃（二）导电膜玻璃（三）微晶玻璃（四）玻璃马赛克（五）感光玻璃（六）智能调光玻璃（七）玻璃微珠 玻璃微珠主要被制成： 1.反光漆 2.反光膜 3.反光织物（八）微孔玻璃（九）警报玻璃（十）防眩玻璃第六节 玻璃的工艺玻璃的主要成分是SIO2，一般通过熔烧硅土(砂、石英或燧石)，加上碱(苏打或钾碱、碳酸钾)而得到的，其中碱是作为助熔剂，也可以加入其他物质，例如石灰(提高稳定性)、镁（去除杂质)、氧化铝

24、(提高光洁度)或加入各种金属氧化物得到不同的颜色根据玻璃的组成成分和玻璃的特性用途，可对玻璃作如下分类一、玻璃的成型工艺将熔融的玻璃液加工成具有一定形状、尺寸的玻璃制品需要经过一系列的加工过程。 （一）原料的选择与配合料的制备玻璃原料是指用于制备玻璃配合料的各种物质。 1.原料的选择（1）主要原料 石英砂 硼酸、硼砂及含硼矿物 长石、瓷土、蜡石 纯碱、芒硝 方解石、石灰石、白垩 硫酸钡、碳酸钡 铅化合物。 （2）辅助原料 澄清剂 着色剂 脱色剂 乳浊剂 助熔剂（二）玻璃的熔制将配合料经过高温加热形成均匀的、无气泡的（即把气泡、条纹和结石等减少到容许限度），并符合成形要求的玻璃液的过程，称为玻璃

25、的熔制。1.硅酸盐形成2.玻璃的形成3.澄清4.均化5.冷却（三）玻璃的成型常见的玻璃成型方法有：压制成型、吹制成型、拉制成型和压延成型等。不同的玻璃产品成型的方法不尽相同。1.平板玻璃的成型方法（1）垂直法成型： （2）浮法玻璃成型：（3）拉制成型 （4）压延成型：2.玻璃细珠的成型方法3.空心玻璃的成型方法（1）手工成型： （2）机械吹制成型： 4.碟盘状玻璃的成型方法 碟盘状玻璃产品的成型方式一般采用的是压制成型。压制成型是在模具中加入玻璃熔料后加压而成 5.其他成型方法（1）离心成型法：（2）喷水切割和凹陷：（3）窑烧玻璃： 二、玻璃的加工工艺（一）玻璃的热处理 玻璃制品的热处理，一般

26、包括退火和淬火两种工艺。 1.退火 2.淬火（二）玻璃制品的二次加工1.玻璃制品的冷加工 冷加工是指在常温下通过机械方法来改变玻璃制品的外形和表面状态所进行的工艺过程。（1）研磨 （2）抛光 （3）切割 （4）磨边 （5）喷砂 （6）钻孔 （7）刻花 目前刻花主要有两种方法： 手工刻花。手工刻花是用一把垂直的金刚钻轮进行加工，需要长年练就的加工玻璃的熟练技术。 机器切割。机器切割可以切割直线和弧线。 2.玻璃制品的热加工 有很多形状复杂和要求特殊的玻璃制品，需要通过热加工进行最后成型。 三、玻璃的表面工艺 （一）玻璃彩饰玻璃彩饰是利用彩色釉料对玻璃制品进行装饰的过程。 （二）玻璃蚀刻玻璃蚀刻是

27、一种利用氢氟酸的腐蚀作用，使玻璃获得不透明毛面的方法。 （三）玻璃镀银玻璃镀银会产生一种镜面反光效果。 （四）装饰薄膜塑性薄膜可以改变橱窗及建筑玻璃的外观。 第7节 设计中无机非金属材料与工艺的选择及其应用实例 一、颠覆传统的陶瓷手机（一）松下P253i陶瓷手机（二）东芝V602T陶瓷手机 选材理由： 1.陶瓷材料具有耐磨、不褪色的材料特性 2.采用陶瓷材料制造的手机时尚美观，会产生新的视觉感受3.陶瓷材料质感强 二、新型陶瓷刹车盘选材理由：1.陶瓷材料不易生锈、重量轻2.外观动感时尚、耐磨性好可延长使用寿命3.采用陶瓷材料生产的刹车盘经济性好，可降低成本 三、Arik Levy系列产品（一）

28、Kaz Candlestick Holder（烛台） （二）Galactica Fruit Bowl（Galactica水果盘） （三）Mistic Candelabra and Vase（Mistic大烛台和花瓶）（四）Snob Glass Collection（假绅士玻璃品） 四、Tonfisk Oma 柠檬榨汁机 选材理由：1.陶瓷材料不易被油污，易清洁2.陶瓷材料抗酸性、抗碱性较强3.成型工艺简单、成本低 五、茶具系列（一）建筑茶具选材理由：1.玻璃的透明性透光性强，可增强产品的建筑感2.采用玻璃材料生产的茶具易体现建筑玻璃质感3.生产工艺简单，成本较低（二）“温暖”茶具选材理由：1.

29、陶瓷材料用作茶具易于清洁，且耐高温的特性可用于加热食品2.造型简单大方，陶瓷成型工艺成本低3.陶瓷与木材的材质对比获得新的质感体验六、花瓶系列（一）海绵花瓶选材理由：1.陶瓷制品在粗坯状态时可塑性好2.陶瓷材料耐高温，同海绵一起烧制会得到陶瓷海绵胎体3.成型工艺简单，成本较低（二）玻璃花瓶选材理由：1.成本较低2.加工方法简单第5章 天然有机高分子材料与工艺第1节 木材概述 一、木材的应用历史及现状 木材是由裸子植物和被子植物中树木产生的天然材料，它是人类使用最早的一种造物材料，是人们生活不可缺少的再生绿色资源。中国早在河姆渡文化时期就有使用木胎来制作漆器的，漆器的前身就是木器。中国古代漆器的

30、胎体，尽管有木胎、夹纻胎、陶胎、竹胎、皮胎等，但木胎是最普通的，数量最多的。在木胎上髹涂生漆，这是中国古代漆器最早，也是最基本的构造。中国古代文献中最早记载漆器的是韩非子·十过。棬就是漆器的胎骨，是漆器中出现最早、使用最广的胎骨。木材应用领域：建筑用材、工业用材、交通建设用材、民用材、农用材、其他用材木材工业是指以木材作为原材料的产业，主要产品包括锯材、人造板和各种木制品等。木材的优势：木材以其特有的固碳、可再生、可自然降解、可调节室内环境等天然属性以及强度质量比高和加工能耗小等特性。2、 木材的分类和结构（1） 木材的分类 1.按树木成长状况分类 （外长树、内长树） 2.按材质分类

31、（软木材、硬木材） 3.桉树叶外观形状分类（针叶树（承重构件）、阔叶树）P166（2） 木材的基本构造 树木由树根、树干和树冠组成。 树干主要分为下列几部分：树皮、形成层、边材、心材。（3） 木材的三切面 1.横切面 2.径切面 3.弦切面（4） 不同切面的强度 木材的抗拉强度一般来说相当高，木材的抗压强度比抗拉强度弱50%以上。在横纹理方向上，木材的抗拉和抗压强度都非常弱。3、 木材的物理特性 1.质轻 2.具有天然的色泽和美丽的花纹 3.具有吸湿性 4.具有可塑性 5.易加工和涂饰 6.具有良好的绝缘性能 7.易变形、易燃 8.各向异性第2节 产品设计中常用的木材 一、常用木材列表P169

32、-173 二、产品设计中常用木材的种类 （一）原木 1.直接使用 直接使用的原木一般用作电柱、桩木、坑木以及建筑工程所用的原木，通常要求具有一定的长度，较高的强度。 2.加工使用 加工使用的原木是作为原材料的，是将原木按一定规格尺寸割据后的木材，又称为锯材，锯材按其宽度和厚度的比例关系又可分为板材、方材和薄木等。 （二）人造板材利用原木、刨花、木屑、废材以及其他植物纤维等为原料，经过机械或化学处理制成的板材，称为人造板材。人造板材优势：幅面大、质地均匀、表面平整光滑、变形小、美观耐用、易于各种加工作用：家具、建筑、车船制造构造种类：1.胶合板：用三层或多层（奇数层）刨制或旋切的单板涂胶后经热压

33、而成的人造板材。2.刨花板：以木质刨花或者碎木屑为主要原料，加胶热压而成的人造板材。 密度分：低密度刨花板、小密度刨花板、中密度刨花板、高密度刨花板 结构：覆面、不覆面 加工方法：平压、挤压 使用的胶合剂不同：耐水性、非耐水性3. 纤维板：以木料加工的废料或植物纤维作为原料，经过处理、成型、热压等工序而制成的板材。 原料：木质纤维板、非木质纤维板 板面状态：单面光纤维板、双面光纤维板 密度：硬质纤维板、中密度纤维板、软质纤维板4. 细木工板：又称大芯板，是由两片单板中间粘压拼接木板而成的板材。 板芯结构：实心细木工板、空心细木工板5.空心板：中板由空心的木框或带某种少量填充物的木框构成，两面再

34、胶压上胶合板或纤维板。6.塑料贴面板：人造板经过二次加工而得的板材。 单板（薄木）贴面、三聚氰胺装饰板（塑料贴面板）贴面、印刷装饰纸贴面、聚氯乙烯薄膜贴面，以及木纹直接印刷、透明涂饰、不透明涂饰7.合成木材：又称钙塑材料，是一种主要由无机钙盐（如碳酸钙等）和有机树脂（聚烯烃类）组成的一种复合材料。第3节 木作基本工艺 一、结合方式 （一）榫结合 （二）楔结合 （三）圆形构件结合 （四）板面拼合 （五）圆钉结合 （六）螺栓、搭接结合 （七）钢环结合 二、木制品的加工工艺 （一）木材常用的成型加工工艺过程 1.配料 2.构件的加工 （1）配料加工 （2）基准面的加工 （3）相对面的加工 （4）榫头

35、和榫孔的加工 3.装配 4.木制品的表面涂饰 （1）表面处理 （2）木材着色 （3）涂饰涂料（2） 木材的加工方法 木材在由制材品到制成品的过程中，常需要经过多种加工工艺，其中包括锯割、刨削、尺寸度量和划线、凿削、砍削、钻削、拼接，以及装配或成型后的表面修饰等。 1.木材的锯割：使用工具主要包括：木工手工锯（最常用的是框锯和刀锯）木工锯割机床（分为带锯机和圆锯机两大类） 2.木材的刨削：使用工具主要包括：木工刨木工刨削机床：平刨床和压刨床（单面压刨床、多面压刨床） 3.木材的凿削使用工具主要包括：木工凿木工榫孔机床 4.木材的铣削使用工具主要包括：木工铣削机床 5.木材的软化处理与弯曲技术软化

36、处理方法：1 水热处理：又称蒸煮法，有汽蒸和水煮2 高频加热处理3 化学药剂处理弯曲技术：1 木材顺纹压缩弯曲技术2 压缩木制造新技术 压缩木对木材性能的改进体现在： 1>提高了木材的表面物理性 2>提高了木材的强度性能 3>提高了装饰性和加工性 4>木材是非均质的材料，经密压处理使材质变得均匀，更易于切削加工、雕刻和细微加工和饰面加工等 （3） 木制品生产过程实例1.传统手工艺方式2.现代生产方式第4节 木材的节约代用 一、木材节约代用的必要性 二、木材的代用物 （一）纸和纸板 1.纸和纸板的特点 2.瓦楞纸板 （二）竹材 1.竹材的种类 2.竹材的性能 1>竹

37、材的物理性质 含水率、体积涨缩、质量、耐久性 2>竹材的力学性质 3>竹材的用途第5节 设计中木材与工艺的选择及其应用实例 一、木材与家居产品 （一）汉斯·桑德格林·贾克伯森的家具设计 （二）艾娃·阿尔托的切槽法家具设计 （三）EVIO 吊灯 二、木材与电子产品 （一）SWEDX公司的电子产品 （二）雅马哈的电子乐器 三、木材与时尚第六章合成高分子材料与工艺第一节 塑料概述1. 塑料的7个一般特性：质量轻、强度高；较好的化学稳定性；优异的电气绝缘性；优秀的耐磨性、减摩性和自润滑性；良好的消声性和吸震性；优异的光学性能；多重防护性能，比如防水防潮防辐射防

38、震等。2. 塑料在设计中的特性：A. 具有优美丰富的质感；B. 具有独特的造型公益性。3. 塑料特性上的缺陷与设计上应该注意的5个问题a) 塑料性质随外部条件变化的问题；b) 塑料老化的问题；c) 塑料耐腐蚀的问题；d) 塑料的带电问题；e) 塑料的降解与环境问题。第二节 设计常用塑料材料1. 塑料的组成和分类塑料的组成。塑料是有合成树脂、填充剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、固化剂、稳定剂、阻燃剂等组成。总的来说其成分主要分成两类合成树脂和添加剂。A. 合成树脂是用人工合成的方法，降低分子的有机化合物（一般指石油、天然气、煤等）作为原料，经过化学合成而制造出的与天然树脂某些性能相似的树脂状产物，是

39、塑料中起粘结作用的部分，也叫粘料，使塑料具有成型的性能。B. 添加剂是添加在合成树脂中可以改善或调节塑料性能的辅助剂。包括填充剂、增塑剂、润滑剂、着色剂、固化剂、稳定剂、阻燃剂等2. 塑料的分类A. 按照受热时的行为分类：热塑性塑料、热固性塑料B. 按塑料中树脂合成的反应类型分类：聚合类塑料、缩聚类塑料C. 按塑料中树脂大分子的有序状态分类：无定形塑料、结晶形塑料D. 按性能特点和应用范围分类：通用塑料、工程塑料、特种塑料。通用型塑料产量大、应用范围广、价格低、综合性能较好但力学性能一般的塑料。主要用于非结构性材料。l 聚乙烯（PE）热塑性塑料，易加工成型。低密度聚乙烯主要用于家具玩具、塑料薄

40、膜、塑料瓶，高密度聚乙烯用于农药喷雾器的气室、汽车油箱等；可作为化工设备的耐腐蚀涂层，代替铜和不锈钢；用作电线保护套电缆绝缘套等。l 聚氯乙烯（PVC）热塑性塑料，产量仅次于聚乙烯，但其硬度、强度、刚度、硬度均高于聚乙烯。主要用于，建筑领域如管材、板材、窗户、扶手、壁纸、百叶窗等；电子电器产品，如家用电器外壳、电器绝缘材料几乎完全取代了橡胶；日用品如人造皮革、皮衣等；用于车辆飞机轮船的内装饰及座椅面料；做中空包装盒薄膜。l 聚丙烯（PP）产量第三，主要用于包装领域食品医药的外包装；汽车领域，如方向盘行李架、窗框等；电器电子领域；家具玩具；新型纺织品如桌布口罩蚊帐等。l 聚苯乙烯（PS）热塑性塑

41、料，主要用途：可发泡做填充物；制造仪表，电器外壳；透明度好可用于光学仪器。l ABS：适宜于制造机械强度要求较高的产品，大量用在汽车电子电器上。如齿轮，轴承，把手，管道；电讯器材，电话机，手持话筒，洗衣机，电动机等l 酚醛树脂（PF）l 环氧树脂（ER）l 氨基树脂l 聚氨酯（PU）有机玻璃即聚甲基丙烯酸甲酯第三节 塑料的工艺l 材料的成型工艺：1) 注射成型；2) 挤出成型；3) 压制成型（包含模压成型和层压成型）；4) 延压成型；5) 吹塑成型（薄膜吹塑、中空吹塑）；6) 热成型；7) 手糊成型；8) 传递模塑成型；9) 浇铸成型（流延铸塑成型、滚塑成型、搪塑成型）；10) 缠绕成型；11

42、) 喷射成型；12) 蘸涂成型；13) 片状模塑料成型和扒拉成型(片状模塑料成型、扒拉成型)；14) 发泡成型。l 塑料的加工工艺l 塑料制作的结构设计l 塑料的表面处理工艺第四节 橡胶概述橡胶再工业中的应用分为两个阶段：天然橡胶的发现和应用时期，合成橡胶的发展和应用时期。橡胶的基本特征：橡胶具有独特的高弹性，在大的形变下能迅速有力地恢复形变第五节 设计中常用的橡胶材料橡胶按来源可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。天然橡胶是从植物中获得的橡胶，这些植物包括西橡胶、银菊、橡胶草、杜仲草等。固体天然橡胶可分为通用天然橡胶、特制固体天然橡胶、改性天然橡胶三类。天然橡胶特性：有较好的弹性第六节 橡胶成型工

43、艺1) 注射成型，又称注塑成型，是将胶料通过注射机进行加热，然后再压力作用下从机筒注入模型中，经热压硫化而成为制品的方法。2) 压延成型胶片压延，压型，纺织物硅胶，贴合，压出成型。第七节 涂料1. 涂料的概念与作用l 涂料是指涂于物体表面能结成完整而坚固的薄膜，具有装饰，保护或其他作用的液体或粉末状的有机高分子胶体混合物的总成，它所形成的薄膜成为涂膜，又称漆膜。l 涂料主要起保护，装饰和特殊作用2. 涂料的组成主要包括：膜物质，溶剂，成膜物质。3. 涂料的分类P2744. 产品设计中常见的涂料涂装技术常见涂料有：1) 醇酸树脂涂料，2) 酚醛树脂涂料3) 氨基树脂涂料4) 环氧树脂涂料5) 丙

44、烯酸树脂涂料6) 聚氨酯涂料7) 有机硅涂料8) 水溶性树脂涂料9) 粉末涂料涂装技术涂装特点：选择范围广，适应性强，工艺简单，成本低，面饰效果好。涂装施工方法:浸涂，淋涂，喷涂，电泳涂装法。第八节 设计中塑料、橡胶与工艺的选择及其应用实例P281第七章 纤维复合材料与工艺第一节 复合材料概述复合材料的特性：材料结构的可设计性；结构整体性能好；抗疲劳性能好；破坏安全性好；成型工艺简单、灵活。第二节 设计中常用的纤维增强复合材料复合材料的分类按性能高低分为：常用复合材料和先进复合材料按用途可分为：结构复合材料和功能复合材料玻璃纤维增强材料：即玻璃钢，是一种重要的工业材料。玻璃钢主要分为玻璃纤维增

45、强热塑性符合材料和玻璃纤维增强热固性复合材料，简称热塑性玻璃钢和热固性玻璃钢。1. 热塑性玻璃钢是以玻璃纤维为增强剂和以热塑性树脂为粘接剂制成的复合材料。P2932. 热固性玻璃钢是以玻璃纤维为增强剂和以热固性树脂为粘合剂制成的复合材料。P294碳纤维复合材料它是一种强度比铜大，比重比铝还小的轻盈材料。与玻璃纤维相比，碳纤维具有高强度、高模量的特点。P296高强高模有机纤维复合材料功能复合材料第三节 复合材料的加工工艺1. 复合材料的材料选择和可设计性l 复合材料的设计条件如下：1) 结构所提出的要求，2) 性能与结构重量，3) 环境荷载，4) 可靠性、安全性和经济性。2. 复合材料的成型工艺

46、1) 对于常用的想为复合材料成型工艺的操作方法，工艺优缺点参考P3042) 金属纤维复合材料的成型与工艺液态金属浸铸法扩散焊接法喷涂法3) 铝箔复合材料成型工艺l 铝箔材料的优点1) 价格低廉2) 阻燃性好3) 耐候性好3. 复合材料的表面装饰工艺1) 颜料着色法；2) 色笔着色法；3) 杂色处理法；4) 埋铸材料法；5) 油漆着色法。第四节 设计中纤维复合材料与工艺的选择及其应用实例1) 纤维复合材料与工艺的选择方法l 玻璃钢船艇的优越性l 玻璃钢船艇的工艺流程2) 玻璃钢产品的应用实例3) 碳纤维产品应用实例碳纤维是一种新型非金属材料，具有耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热等优异性能。主要用于：钓鱼竿，网球拍，羽毛球拍，赛车，滑雪板，笔记本电脑，超级跑车第八章发展中的新材料一、 生态环境材料1) 生态环境材料，是指同时具有令人满意的使用性能和优良的环境协调性，或者是能够改善环境的材料。P3252) 生态环境材料的特征