模型打印及成型技术 课件 第一节  项目训练一 - 聚氨酯基础泡沫模型

模型打印及成型技术第二章课程实训项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练二——配合传统机械加工工艺的模型制作项目训练三——结合CNC和快速成型技术的模型制作学习目标

通过本章学习，让初学者能够由简入难地进行模型制作训练，对模型制作有一个基础的认识，掌握模型制作的流程，能够较为全面地认识并掌握材料、工具的属性和使用方法，最终能够完成实际产品的模型制作。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型一、课程概况1.课程内容本章内容以电推剪设计为例，进行聚氨酯泡沫模型制作，为设计提供早期的草模验证。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型2.训练目的（1）创意的推敲。（2）体量验证。（3）人机工程验证。（4）结构和装配推敲。（5）为早期的设计检讨提供依据。（6）验证形态。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型3.重点和难点制作模型一定要避免为了做模型而做。在进行聚氨酯泡沫模型制作时，尺寸和曲面的把控是重要考察点。一般手柄类的模型制作时间控制在10分钟/个，需要曲面控制的模型（类似剃须刀）控制在20分钟以内。*注意：不要花时间在按钮、表面纹路肌理等细节的制作上，低密度聚氨酯泡沫无法实现精密细节。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型4.作业要求（1）先行制定二维尺寸图，并根据尺寸图制作草模。为了更全面地练习模型制作，不可随意发挥。（实际设计项目中可能存在聚氨酯泡沫的自由塑形，相当于手绘找设计灵感）。（2）每个模型要求有时间控制，通过3个模型制作，争取能达到每一个制作提升20%以上的时间效率。（3）在制作过程中要求能够灵活应用各种工具，甚至非常规即兴工具，例如：圆规。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型（4）在收尾时，可以使用有色笔对模型上的某些细节进行示意，也可以适当使用自喷漆。（5）完成实物模型1个，进行多人使用操作测试，并进行照片记录。作业内容提交实物和图片。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型二、设计案例OXO的一款冰箱蔬菜保鲜包设计流程中的草模。1.美国OXO公司的聚氨酯模型作品项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型OXO的一款经典削皮刀的设计。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型eSight发布的第三代视盲病人用眼镜。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型2.学生刀具设计方案的聚氨酯模型作品项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型三、知识点1.不同密度聚氨酯模型材料的特性以德国著名聚氨酯泡沫板商SikaBoard为例，密度有80kg/m3、150kg/m3、240kg/m3、450kg/m3、600kg/m3、800kg/m3、1000kg/m3、1200kg/m3，国内目前尚无高密度板，以上海超群橡塑制品的产品为例，多集中在40kg/m3~500kg/m3。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型手工模型制作宜采用200kg/m3以下密度，400~800kg/m3密度板料适合非精密模型，需要用到电动工具乃至机加工；800kg/m3以上的聚氨酯板料密度已接近甚至超过ABS塑料，一般采用CNC等数控设备加工，经过后期表面处理，可以实现完美的表面效果。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型国内称400kg/m3以上的聚氨酯泡沫板为“代木”，早期多用于模具制作，国内常见的代木的型号有：410、430、460、5166、5120。800kg/m3以上的聚氨酯泡沫板在国内较为罕见，且价格过高，如无特殊强度要求一般不予考虑。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型材料选购要点：提防网络上不规范命名，需区别聚丙烯泡沫板和聚氨酯泡沫板。聚丙烯泡沫密度低，常见密度范围为40kg/m³~200kg/m³。常用切割工具为电热丝泡沫切割机或者激光切割机，不宜使用美工刀、锉刀等工具加工，可使用砂皮进行表面打磨。产品设计模型使用聚丙烯泡沫板的概率较小，建筑设计专业使用较为广泛。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型2.如何保证模型匹配原设计的尺寸在制作模型之前，首先确定关键尺寸点，可以使用游标卡尺在制作的时候反复测量，确保尺寸正确。如需对曲面进行控制，则可以根据曲面的复杂程度，用硬卡纸制作模板进行反复测量、匹配，也可以用卡板进行直接刮擦聚氨酯表面（卡板需要足够硬度）。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型对于一些比较规则的几何形状，可以拿厚板（如雪弗板）制作出模板，再贴上同等厚度的粗砂条，使用100目左右的砂纸，这样便可以直接使用模板进行加工。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型3.相关工具使用技巧及防护口罩在使用过程中为了获得刀片的刚性，在刮擦聚氨酯时获得更好的控制手感，可以考虑用手指直接握住刀片，或者用裸刀片进行刮擦，但请务必注意安全。（1）美工刀项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型使用手锯进行开料时，为了获得平直的断面，切忌蛮锯，在聚氨酯板上画好标示线后，把锯片所有的齿刃都贴住标示线，然后慢慢反复拉锯，注意用力要均匀，避免锯片倾斜。（2）手锯在整个聚氨酯泡沫模型制作过程中，请将除尘系统，或者吸尘器的吸口对准模型，尽可能地将粉尘吸除。（3）除尘项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型为了确保健康安全，全程请佩戴口罩操作。请选择过滤等级在N92或者N95型号的口罩（高阶过滤性能），可选品牌有3M、Uvex等。不推荐使用常规医用口罩。（4）口罩项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型4.模型对设计的反向修正在制作过程中，如果发现明显的设计漏洞和缺陷，则可以放弃模型制作，进行设计修正；如果对所设计的曲面、尺寸、比例等有所不满，也可以进行适当微调，或者制作多个版本的模型。（1）中期项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型制作完成后，根据模型进行设计评估，一般要求两人以上进行讨论。此时主要的设计点都已体现在模型之上，设计已从二维平面转变成直观的三维立体，可以根据理性和感性的双重认知对模型做出评价，并反馈到设计源头上进行修正。（2）后期项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型四、实践程序1.理解课题（对课题的认识、概念的提炼、工作计划等）手持理发电推剪专为发型师和男士设计，握把的设计必须能给用户提供舒适的抓握感和操控感，产品外形和人机抓握是电推剪造型设计的重点。本次模型为1：1尺寸。需要的工具：手锯、美工刀、铅笔、剪刀。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型2.打印轮廓图并制作卡纸模板推荐200g以上的卡纸。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型3.开料根据模型外轮廓尺寸，预留适当的余量（5mm以上），用铅笔在聚氨酯泡沫材料上面画线，用手锯或电动锯进行垂直切割。注意不能使用弓锯切割。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型4.粗形制作（1）步骤1。把正向轮廓模板贴至聚氨酯泡沫板上，并用铅笔勾勒出顶视和侧视轮廓。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型注意两个轮廓的顶端起始位置要一致，不能错位（可以将轮廓模板用双面胶粘贴到聚氨酯泡沫材料上再进行绘制，绘制后撕下留存以备后用。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型（2）步骤2。用美工刀为进行初步造型。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型（3）步骤3。用之前的卡板把侧轮廓曲线恢复完整。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型5.修形与尺寸精准调整修形前期阶段主要使用手工锉刀进行。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型过程中需要反复使用卡板进行测量。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型6.表面处理首先使用100目左右的粗砂纸对模型表面进行打磨处理，直至模型表面达到卡板的预期形状。最后采用240目的砂纸进行表面细腻度修整项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型7.模型评估、修正与完成测试人员：由不同手掌大小的男性组成，并模拟各种操作场景。进行以下几点评估：抓握舒适度抓握牢度多种握姿的有效性根据多人的综合感受要点，来制作进一步的发散方案。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型后续进一步评估推敲。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型五、模型制作小贴士1.曲线锯切割/带锯切割如果聚氨酯板料不是很厚，可以考虑手板锯或者曲线锯进行切割，同时可以切曲线形状。圆盘锯未经培训的学生不可使用。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型2.巧妙利用锉刀的形状锉刀有1~5号不同粗糙度的锉纹，1号最粗，5号最细。1、2号可以用作一开始的塑形，3、4号用在后期微调。小型锉刀可以选择金刚砂锉，在中后期塑形时较为常用。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型3.巧妙利用指甲和指腹修形相对于柔软的低密度聚氨酯泡沫来说，指腹皮肤和指甲也可以变成工具，可以通过指腹的反复摩擦对自然倒角、凹陷、曲面微调等小规模加工。项目训练一——聚氨酯基础泡沫模型4.马克笔/自喷漆增加细节使用自喷漆，可以对组件进行颜色区分，同时也有保护表面的效果。低密度聚氨酯泡沫即便使用细砂纸打磨后，还是会有颗粒掉落，这些颗粒容易粘手，搞脏环境。使用喷漆后，表面会被包裹起来。使用马克笔甚至4B、6B铅笔，可以勾勒出一些模型上没有体现的零部件，如按钮、商标、显示器、指示灯等。项目训练一——聚