设计材料及加工工艺答案.pdf

2014 设计材料及加工工艺期末总结 第一章 概论 1. 产品造型设计的三个要素及相互关系。 产品设计的三要素：产品的功能、产品的形态、材料与工艺 功能与形态建立在材料与工艺基础上， 各种材料的的特性因加工特性不同而体现出不同的材 质美，从而影响产品造型设计。 2. 材料的特性有哪些？ 固有特性： 物理特性： (1)物理性能：密度、硬度 (2)( 力学 )机械性能：强度、弹性和塑性、脆性和韧性、 刚度、耐磨性等 (3) 热性能：导热性、耐热性、热胀性、耐燃性、耐火性 (4) 电性能：导电 性、电绝缘性 (5)磁性能：铁磁性、顺磁性、抗磁性 (6) 光性能：对光的反射、折射、透射 化学特性： (1)抗氧化性 (2)耐腐蚀性 (3)耐候性 派生特性：（ 1）加工特性 （2 ）感觉特性 （3）环境特性 （4 ）经济性 第二章 材料的工艺特性 1 什么是材料的工艺性？ 材料适应各种工艺处理要求的能力。 材料的工艺性包括成型加工工艺、连接工艺、表面处理工艺 2 材料成型加工工艺的选择。 （1）去除成形（减法成形） 在坯料成形过程中，将多余部分去除而获得所需形态，如车削、铣削、刨削、磨削等。 （2 ）堆积成形（加法成形） 通过原料堆积获得所需形态。如铸造、焙烧、压制、注射成型。 （3 ）塑性成形 坯料在成形过程中不发生重量变化，只有形状的变化，如弯曲、压制、压延等。 3 材料表面处理的目的、工艺类型及选择。 表面处理的目的 : （1）保护产品 （2) 赋予产品一定的感觉特性 工艺类型及选择 A 表面精加工 工艺技术：研磨、抛光、喷砂、蚀刻 效果：平滑、光亮、肌理 B 表面层改质 工艺技术：化学处理、阳极氧化 效果：特定的色彩、光泽 C 表面被覆 技术：镀层、涂层（ PVD 、CVD ）、珐琅、表面覆贴 效果：覆盖产品材料，表面呈现覆贴材料的效果。 4 快速成型的原理及特点，了解几种快速成型技术。 快速成型的原理：是基于离散、堆积原理而实现快速加工原型或零件的加工技术。 过程： 1）利用计算机辅助设计（ CAD ）技术，建立零件的三维模型； 2 ）对该三维（ 3D ）模型进行分层离散处理，将三维模型数据变成二维 (2D) 平面数据。把 3D 模型离散为沿某一方向的多个平面，将 3D 模型变成 2D 截面轮廓信息。（相当于把立体切 成一层层薄片）。 3）将二维平面数据传输给快速成型系统中的工作执行部件。 4 ）该执行部件按特定的成型方法，按截面轮廓形状信息进行逐点扫描，将薄板材料逐层进 行加工，逐层堆积形成三维实体。 5）后处理成为实体原型 / 零件。 快速成型的特点： 实体加工→层片加工，不用刀具、模具，加工难度降低，成型速度提高。 （1）实现了设计与制造一体化 （2 ）设计易达性 （3 ）快速性。缩短产品开发周期。 （4 ）产品材料的广泛性。 了解几种快速成型技术： （1）光固化成型（又称 SLA 成型工艺） 目前 RP 领域中最普遍的制作方法，利用液态光敏树脂聚合物进行选择性固化成型，成型机 为立体平板印刷机。 原理：按特定的路径， 数控激光扫描液态光敏树脂， 每扫描一层就固化生成零件的一个截面， 平台下降一个液面……， 3D 实体 应用：制作塑料件 1）中、小型零件 2 ）中空的立体树脂模，可代替蜡膜，作为铸造浇注用模具，制作各种精密合金铸件。 （2 ）选择性激光烧结成型（又称 SLS 成型工艺） 在激光照射下，利用各种固态烧结粉末（金属、陶瓷、树脂）进行选择性烧结成型。 成型原理： 按特定的路径， 数控激光扫描粉末， 每扫描一层就烧结固化生成零件的一个截面 层，平台下降一层，覆盖一层粉末，……， 3D 实体 应用： 1）直接做商品样件 2 ）作为铸造浇注用陶瓷 / 金属模具和其他模具。 （3 ）熔丝沉积成型（又称 FD