工业设计工程基础 第一篇 工业设计材料与工艺第一章第一章 工业设计概述材料与工艺概述工业设计概述材料与工艺概述第二章第二章 金属材料及其加工工艺金属材料及其加工工艺第三章第三章 合成高分子材料合成高分子材料第四章第四章 无机非金属材料无机非金属材料第五章第五章 木材及其成型工艺木材及其成型工艺第六章第六章 其他材料及其成型工艺其他材料及其成型工艺第七章第七章 产品表面装饰工艺产品表面装饰工艺学习内容1 1、设计材料的分类及特性：、设计材料的分类及特性：从多种角度介绍材料的分类、特性和组成从多种角度介绍材料的分类、特性和组成2 2、材料感觉特性的运用：、材料感觉特性的运用：从心理和生理两个方面分析材料的应用感觉特性从心理和生理两个方面分析材料的应用感觉特性.3 3、材料与环境：了解环境对材料的要求材料与环境：了解环境对材料的要求4 4、金属材料及加工工艺：、金属材料及加工工艺：介绍常用的金属材料及常规机械加工工艺介绍常用的金属材料及常规机械加工工艺5 5、塑料及加工工艺：、塑料及加工工艺：介绍常用工程塑料及成型加工方法介绍常用工程塑料及成型加工方法6 6、其它新型材料、其它新型材料及加工工艺及加工工艺 在设计中，材料及工艺和设计是密切相关的。
材料及工艺是产品设计的物质技术条件，是产品设计的基础和前提设计通过材料及工艺转化为实体产品，材料及工艺通过设计实现自身的价值材料作为一个包括产品人环境的系统，以其自身的特性影响着产品设计，不及保证了维持产品功能的形态，并通过材料自身的性能满足产品功能的要求，成为被产品使用者注视及与触及的唯一对象end第一章第一章 概论概论1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计11 设计与材料 材料的开发、使用和完善贯穿于人类的整个文明史从远古而漫长的石器时代，到陶器时代，到商周的青铜器时代，再到近世的铁器时代，当代的人工合成材料时代，材料早已成为人类赖以生存和生活中不可缺少的重要部分，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产品造型设计的过程实质上是对材料的理解和认识的过程，是“造物”与“创新”的过程，是应用的过程end1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end 以家具中的椅子为例，看其设计造型的变化与发展和材料的应用与发展之间的关系：相辅相成、相互影响、相互促进和相互制约古希腊时期：材料：多为紫檀木、黄花梨木、杞梓木、红木、乌木、铁力木和 楠木等 材料特性：这些木材质地坚硬、色泽柔和、纹理优美、强度高、气味独特，是其他一般木材无法比拟的 椅子造型：线条更加挺拔秀丽、流畅，其形体更加严谨轻巧、浑 然一体我国明式 椅子：材料：石材材料特性：承受的压力远远高于承受拉力，且不易加工装配 椅子造型：通常整体落地，因而形成一个基座式椅子的造型风格。
1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end“包豪斯”学派：自18世纪欧洲工业革命以来，随着科学技术的发展，出现了各类新材料、新工艺，给家具造型带来了新的生命特别是1919年德国兴起的“包豪斯”学派，主张以直线和突破陈规的构思去合理使用各种材料，讲究构图的动势感和材料质感上的对比，使其在合理而有理性的造型概念中充满“动”与“视”的和谐统一现代的：1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end 新的轻质合金材料、高分子聚合材料、塑料、玻璃等等产生了完全崭新的造型风格1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end12 产品造型设计的物质基础 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，是在综合考虑材料、结构、生产工艺等物质技术条件和满足使用功能的前提下，将现代社会可能提供的新材料、新技术创造性地加以运用，使之满足人类日益增长的物质和精神需求。
产品造型设计是工业产品技术功能设计与美学设计的结合与统一在产品造型设计中，材料是用以构成产品造型，且不依赖于人的意识而客观存在的物质，是工业造型设计的物质基础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通过工艺过程成为具有一定形态、结构、尺寸和表面特征的产品，将设计方案转变成具有使用价值和审美价值的实体材料与工艺是设计的物质技术条件，是产品设计的前提，它与产品的功能、形态构成了产品设计的三大要素，而产品的功能和造型的实现都建立在材料和工艺上产品是各个要素的集合水晶烟灰缸水晶烟灰缸其它烟灰缸其它烟灰缸轮胎烟灰缸轮胎烟灰缸 塑料烟灰缸塑料烟灰缸 个性烟灰缸个性烟灰缸烟点燃时所释放的烟雾能被过滤器完全过滤吸收后再排至外界清理烟缸内烟灰时，请直接将烟缸取出清理当烟雾不能完全被吸收过滤时请打开电池更换2节电池再使用内含高效活性炭海绵,烟可快速被吸入,消除刺鼻的烟味.1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end13 材料设计 19世纪以前的制品都是采用天然材料做成的，材料与制品的对应关系都是相对固定的。
由于材料种类稀少，在设计中改变材料性质、重新组合使用材料、改变材料用途的可能性极小，因此改变材料的色彩，或将不同的材料组合起来就成了设计的主要任务20世纪初塑料诞生后，由于塑料的质地均匀、价格便宜，并适合于机械大生产，因此大部分器具纷纷以塑料替代天然材料，其中尤其突出的是用尼龙代替丝绸这个时期的设计仍用塑料摹仿用玻璃、陶瓷、木材等单一材料做成的生活器具，从本质意义上讲仍未摆脱“替代设计”的阴影20世纪70年代以来，更多具有特殊性质的塑料品种也在工业生产中得到广泛应用塑料本身所具有的特点决定了其产品的色彩、形态和使用方法，也提示了新制品诞生的可能这一时期的设计工作已不再是被动地运用塑料，而是采用能充分发挥各种塑料特性的方法来进行包括汽车、飞机、家具、建筑等的设计同时新的塑料制品还在包装业、运输业、捕鱼业等领域中得到了恰当的运用随着材料品种的增多，设计开始面临确切表达和利用材料个性的问题近年来，一批设计师不甘心被动地接受材料科学的研究成果，从“以人为本”的角度出发，积极评价各种材料在设计中的价值，挖掘材料在造型设计中的潜力，有意识地运用新材料和新技术来创造新产品，同时关注环境问题从而出现了“材料设计”的理念，确定了材料运用已成为设计活动中一个不可忽视的部分。
1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end1 材料设计的内容 产品造型中的材料设计，是以包括“物一人一环境”的材料系统为对象，将材料的性能、使用、选择、制造、开发、废弃处理和环境保护看成一个整体，着重研究材料特性与人、社会、环境的谐调关系，对材料的工学性、社会性、经济性、历史性、生理性、心理性和环境性等问题进行平衡和把握，积极评价各种材料在设计中的使用和审美价值，使材料特性与产品的物理功能和心理功能达到高度的和谐统一，使材料具有开发新产品和新功能的可行性，并从各种材料的质感中去获取最完美的结合和表现，给人以自然、丰富、亲切的视觉和触觉的综合感受意义：产品造型中的材料设计能有效地发掘材料为设计服务的潜力，使设计在色彩、形态、制造工艺方面所受的限制大幅度降低，使设计的可能性不断扩大有意识地运用各种新技术和新手段来创造新材料，运用具有新的组合方式、新的形态和新的性质的各种材料进行新产品的开发注意事项：我们在选择使用材料时，不仅要从材料本身的角度考虑材料的功能特性，还必须从使用者和环境的角度考虑材料与人机界面的特殊关系，考虑材料与周围环境的有机联系，甚至包括防止环境污染和非再生资源的滥用等问题。
end材料设计系统2 材料设计的方式 产品造型中的材料设计，其出发点在于原材料所具有的特性与产品所需性能之间的充分比较其主要方式有两种：一：从产品的功能、用途出发，思考如何选择或研制相应的材料；二：从原材料出发，思考如何发挥材料的特性，开拓产品的新功 能，甚至创造全新的产品1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end 在第一种方式中，所思考的问题是：(1)当已有合适的材料可供选择时，以现有的材料为前提，即为了实现产品所需要的功能而选择最适合的材料应充分展开对产品所需性能与原材料所具有特性的比较与评价，从性能、成本等多方面深入探讨对材料及其应用方法的选泽；(2)当没有合适的现成材料可供选择时，则应利用合适的原材料进行结构设计，研制能高度满足产品性能要求的新材料；(3)研制与开发产品化过程中的应用技术，在要求产品具有高度性能的现代设计中，从材料直接变成产品的情况极少。
造型所要求的形状，外观所要求的材质感和表面性状(色彩 光泽、肌理等)，都需通过应用技术来实现应用技术是加工技术、成型技术、表面装饰技术等的产品化技术从现在起有必要再加上废弃技术和再资源化技术第二种思考方式却与第一种刚好相反近年来随着各种新技术的开发，适用各种技术的新材料也相应得到开发，从而诞生了各种新的原材料，这些新的原材料不仅等待着新用途的开发，而且还为新造型的出现打下了重要的基础另一方面，与新材料用途开发一样，是以再利用、再资源化而引入注目的废弃物的用途开发1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end3材料与产品的匹配关系 材料的性能分为三个层次：其核心部分是材料的固有性能，包括物理性能、化学性能、加工性能等；中间层次是人的感觉器官能直接感受的材料性能，它主要是部分物理性能，如硬软、重轻、冷暖等；其外层是材料性能中能直接赋予视觉的表面性能，如肌理、色彩、光泽等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，而在产品形式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、视觉相匹配一般触觉要求的是与中间层次的性能感觉相匹配，而视觉上要求与材料的表面感觉相匹配。
1 11 1 设计与设计与材料材料1 12 2 产品造产品造型设计型设计的物质的物质基础基础1 13 3 材料设材料设计计end产品设计产品设计中材料的中材料的选择与开发选择与开发 51 设计材料设计材料的选用的选用52材料工程材料工程的发展的发展53设计材料设计材料的开发的开发1.4 设计材料的选用设计材料的选用 1.4.1 设计材料的选择原则设计材料的选择原则 设计材料的种类多，量大面广在设计中如何正确、合理地选用材料是个实际而又重要的问题设计材料的选择应遵循以下原则材料的外观：考虑材料的感觉特性根据产品的造型特点、民族风格、时代特征、及区域特征，选择不同质感、不同风格的材料材料的固有特性：材料的固有特性应满足产品功能、使用环境、作业条件和环境保护的需要材料的工艺性：材料应具有良好的工艺性能，符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求，应与加工设备及生产技术相适应材料的生产成本及环境因素：在满足设计要求的基础上，尽量降低成本，优先选用资源丰富、价格低廉、有利于生态环境保护的材料材料的创新：新材料的出现为产品设计提供更广阔的前提，满足产品设计的要求1.4.2 影响材料选择的基本因素影。