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1、设计工程学基础,DESIGN & ENGINEERING,技术从何而来,产品,里,外,里,外,功能的实现体,功能的传达体,结构,电子，微电子 机械,磁etc.,结构，机构 力,材料 成型 表面处理,课程安排,1ST,设计材料学,2ND,材料加工与工艺,3RD,结构,4TH,机构,5TH,认识什么是材料,了解每种材料的工艺方法,产品的结构，力学背景知识学习,机械原理相关知识,考核,三次阶段性作业或者测试,参考书目,王受之-讲述产品的故事,产品设计工艺,产品的诞生,先来看一个例子,用户 研究 市场 研究,趋势定位 前瞻性战略,-美感的 -金属的浑然天成 -高端的 Etc.,设计实施,测试评估,人机
2、测评 跌落实验 市场动态,-预想图 -草图 -2D -3D 渲染,-外观手板 -结构文档 -结构手板 -有限元测试,-模具文档 -试模 -开模,一般设计流程,V3 Razor The First Blade Phone of Motorola,-美感的,-金属的 浑然天成,-高端的,材料， 组件， 功能，形态 技术,-高端的,材料， 组件， 功能，形态 技术,EL 冷光源 镀镍钢合金 化学蚀雕,铝、镀镍钢合金、 钢化玻璃、结构,再来看一个例子,产品设计师所需要做的,明晰设计需求 设计目标,-预想图 -草图 -2D -3D 渲染,配色 工艺标注 丝网印刷文档 外观手板,产品设计师所需要做的,-预
3、想图,明晰设计需求 设计目标,-草图,-2D,-3D,渲染,配色,工艺标注,丝网印刷 文档,外观手板,Hsg A t=0.6mm,PCB t=0.8mm,Hsg B t=0.9mm,Keypad+Metal Dome +finger writing1. 4mm,Hsg D t=0.8mm,21.0 mm,Height limit 1.4mm,0.1 Gap,Battery t=4.9 810mA,Battery Cover t=0.8mm,5.3 mm Lower Unit,6.0 mm Battery Pack,PCB =0.6mm,9.7 mm Upper Unit,Slot hinge
4、=3.3mm,0.1 Gap,Sponge 0.4mm,Sponge 0.4mm,Sub Lens with adhesive 1.4mm,1.0mm,Hsg A t=0.8mm,Hsg A t=1.2mm,Main LCD 2.9mm,Hsg A t=0.6mm,Hsg C t=0.8mm,Hsg C t=1mm,0.2 Gap,0.1 Gap,Vibrator t:3.7mm,PCB=0.6mm,Keypad+Metal Dome 1.2mm,Hsg C =1mm,0.65 Gap,2.8 Gap (hinge moving area ),3.4mm,(Updated),Camera 7.
5、85mm,Stack-up Analysis (update on 11/17),2D rendering,1,3D 细节调整 经过千锤百鍊的细节调整 在建构3D表面的过程中，设计师必须不断的跟机构工程师讨论各个组件干涉、以及创意实现性的问题，经过千百次不断的沟通协调，设计师必须在理性的实用以及感性的美感之间不断的取捨，最终完成各个部份的细节处理。,精密外观组件及3D渲染 预先摩拟材质细节及外观顏色 初步的3D模型完成后，在製作精细模型之前，将设计师理想中的材质贴到3软件中，渲染出理想的精细模型预视图，设计师并可藉由此3D渲染图与市场及机构设计人员讨论市场定位以及量產实现性，更可提供给製作精细
6、模型的工厂当做製作模型的参考。,Metal hair line,Carbon Fiber,IMD part,Internal antenna,Chrome,True metal with spin hair line finished,Punch detail,True metal thickness 0.5mm + PC/ABS thickness 0.5 = 1 mm,严格测试 五年加速老化实验 摩托罗拉的“五年加速老化实验”（ALT）是一种严格的实验室检测过程，它模拟五年的现场使用情况。为达到组装原件和工艺品质上的先进标准，摩托罗拉手机经过了严格的设计、生产和检测等程序。摩托罗拉手机的设
7、计宗旨是最少限度地减少维修费用和故障时间。,ALT：掉落测试：150cm,确保滑盖十万次以上仍然能正常操作,Pause,MATERIAL 材料,材料的分类,塑料 金属 木材 玻璃 陶瓷 皮革 织物,一次元材料 指具有一定断面形态的连续材料 线，杆，棒，型材等。 二次元材料 指平面材料，薄膜，板 三次元材料 立体形态的材料 原木，铝锭等,材料的特性,科技属性,物理特性 密度，导电性，导热性，热胀性，磁性etc. 化学特性 在各种温度，压力，光电磁作用下对各种介质的化学反 应及自身可以发生的化学变化特性 力学特性 材料对外力所导致的弹性形变，塑性形变，硬物压入 甚至断裂破坏的抵抗能力，强度，刚度，
8、塑性，硬度等 加工工艺特性 指材料适应各种加工和工艺处理要求，最终成为目标 制品的能力 人文特性 受地域文化及个人经验的影响，与人的生理感受， 心理感知相关的特性。 经济特性 材料经济性指标，包括材料价格，加工成本等。 环境协调特性 良好的使用性能，对资源和能源消耗少，对生态 环境污染小，可再生回收利用等,材料的历史,金,铜,青铜,铁,铸铁,钢,合金钢,轻合金,耐热不锈钢,聚合物和弹性体,木材 皮革,胶,橡胶,合金,合成物,麦秆,砖,纸,金属,陶瓷与玻璃,石,火石,陶,玻璃,瓷,耐火材料,水泥,石英,酚醛塑料,PLASTIC 塑料,塑料 塑料是以高分子合成树脂为主要成分的，具有良好的可塑性的有
9、机材料。 合成树脂 以原油和天然气为原料的人工合成的高分子聚合物。,什么是塑料？,塑料的分类 根据聚合物的元素及其排列和化学构型，塑料被分为70-80族，每族又包含大数量 成员 根据塑料热性能的不同，分为热塑型和热固型thermoplastics and thermosets Thermoplastics 受热后软化甚至融化，冷却后硬化，此后还可以重复加热塑性性能 不变 Thermosets 一旦固化成型后就不能再次熔化和溶解，再次加热导致材料分解变形。 塑料按照其应用，分为通用塑料和工程塑料，通用塑料价格低廉，工程塑料指具有 某些金属性能，能承受一定外力，具有较高的机械强度。,塑料的分类,制
10、品重量轻 良好的缓冲韧性 塑性好 无限着色性 透明性 电绝缘性，阻热性 一定的耐化学药品性及腐蚀性 出色的表面加工工艺性 防水性，气密性,热塑性塑料大多不能耐受高温，高温下 分解或软化。 低温脆性 可燃性 连续载荷下蠕变 静电聚集 损坏后修复困难 塑料老化现象 对环境的污染,塑料的一般特性,如何识别？,HDPE高密度聚乙烯,LDPE低密度聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯,ABS丙稀晴丁二烯苯乙烯,PMMA有机玻璃,乙酸纤维素（CA）,聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET,HDPE 高密度聚乙烯,蜡质肌理,热塑 价廉 半透明 白蜡色 质硬 弹性好 耐风雨 好的低温韧性 良好耐冲击性 耐化学药品性 多种
11、加工工艺 成型收缩率大 易发生蠕变,热塑 低成本 半透明 白蜡色 中等硬度 透气性好 防水性好 良好的韧性 耐候性好 耐化学药品性 吸水率低 多种加工工艺 表面电镀及印刷性能差，不易粘接,LDPE低密度聚乙烯,热塑 价廉 密度低 半透明 薄膜透明度高 硬度高 光泽好 难以划伤 表面质量优异 较高的软化温度 透气性高于PE,良好耐化学药品性，优异的抗弯曲疲劳性及韧性， 机械强度可以尼龙相比；表面处理后可做电镀处理，电镀制品耐热性优于ABS塑料， 耐候性差，不利用制作户外产品；加工工艺性优，制品尺寸稳定，热膨胀系数小。 优异弯曲性能,PP 聚丙烯,最为廉价的塑料聚丙烯（PP）,注铸 材料特性：透明
12、度和颜色的多种选择,低密度、抗热性强,良好的硬度、牢度和强度平衡性,加工方式简单而灵活,优秀的抗化学物质性 更多信息：htttp:/ 典型用途: 家具、包装、照明设备、食物包装、桌垫、文件夹、便签纸盒 生产商：Emsdetten公司 设计商：Emsdetten公司 设计工作并不仅限于创造美丽的形状和完善的功能，而常常是在避免大规模生产的同时寻找降低单品价格和加工成本的方法。简单地说就是要寻找一种产品，它既适合大规模生产；利用规模生产降低单件成本，同时又无需的满足大规模生产而进行高额投资和高量产出。,廉价,热塑 透明-不透明 任意着色 密度高 耐候性好 硬质聚氯乙烯 力学性能好，尺寸稳定性好，应
13、用于建筑门窗，管道，百叶窗 软质聚氯乙烯 柔韧性好，具有橡胶特性，制作雨衣，农膜等,PVC 聚氯乙烯,注铸、吹塑或挤压成型 材料特性： 有弹性、容易上色，有多种硬度供选择，能够挤压成型、注铸和吹塑，能用玻璃纤素强化，能在低温下保持其特性，可以印刷、回收利用，良好的抗撕拉和磨损性，良好的抗晒和防海水性，良好的抗油和化学物质性 更多信息：htttp:/ 典型用途: 食物包装、电子产品、软性饮料瓶、米勒啤酒瓶 生产商：Rexite Spa公司 设汁商：Raul Barbieri 米兰 PVC可能是应用最为广泛的塑料材料之一，从日常生活的塑料门窗到，水管、檐槽、鞋、电缆绝导体、玩具、注模产品的,亮体、
14、挤压成型产品、玻璃装配、包装、信用卡。等等，几乎到处都有它的踪影，同时PVC材料也是比较廉价的塑料材料之一。,ABS钢模注铸 材料特性：在低温下也能保持很好的抗压强度硬度高、机械强度高抗磨损性好、比重轻相对热量指数高达80c在高温下也能保持很好的尺寸稳定性防火、工艺简单光泽度好、易于上色，相对其他热塑性塑料来说成本较低 更多信息：htttp:/，htttp:/ 典型用途 电子消费品、玩具、环保商品、汽车仪表板、门板、 户外护栅。 HP惠普打印机 生产商：HP惠普 设汁商：ZIBA design 丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)是一种热塑性塑料合成聚合物树脂，它的平衡性能很好，能被裁剪以适合特殊需求
15、。它的主要物理特性是：坚硬、牢固。树脂等级的ASS能像人造橡胶(或橡胶)一样具有弯曲性能。其中，聚丁二烯提供很好的抗压强度，非结晶苯乙烯热塑性塑料使ABS的加IT艺更为简单(在模具中更易流动)，而丙烯腈则增加了ABS的牢度、硬度与抗腐蚀性。有效控制这3种成分使设计师能根据最终产品的需要设计其弹性程度。可能也正因为这一点，ABS能广泛地应用于家用产品与白色产品之中。尽管它不像其他工程聚合物那样坚韧，但它能有效控制成本。,常用！,丙稀晴丁二烯苯乙烯 （ABS工程塑料）,ABS注射铸模，TPO注射铸模 材料特性：低成本、多种生产方式，良好的抗化学物质性，表面硬度高、防划痕，结构稳定性好、高抗压性，优秀的结构强度和硬度 更多信息：htttp:/，htttp:/ 典型用途 电子消费品、玩具、环保商品、汽车仪表板、门板、 户外护栅。 沃克斯99迷你钉书机 生产商：斯威莱办公用品 ACCO斯威莱办公用品公司想在不增加生产成本的前提下，用一种更新更好的设计取代那些大批量生产的低价钉书机。一般来说，塑料钉书机的表现没有金属钉书机好。经过周全的分析和谨慎的操作后，设计创造了一种ABS钉书机，经测试，它在高频率使用下的失败率不足1，
