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浅谈产品设计中材料工艺学

一、设计师怎样依据需要选择材料

工业设计师在进行产品设计时，材料选择是以性能为依据。材料性能又受到外界条件和使用条件制约。所以，设计师在设计工业产品时决定材料所要求性能时，要考虑产品所处外界环境和使用环境。

材料基础性能可分为使用性能和工艺性能。

使用性能是指材料在使用条件下表现出性能。具体如：力学性能、物理性能和化学性能等；工艺性能则是指材料在加工过程中表现出性能。如：切削加工性能、铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能等。

所以，工业设计师在设计产品时必需把握好材料性能和产品服务范围和对象，才能在造型设计中愈加好地选择和利用多种材料，提升工业造型设计效果。

工业造型材料基础特征关键包含：感觉物性、加工成型性、表面工艺性和环境耐候性等。

1、感觉物性，在产品设计中，对材料感觉物性认识很关键，合理利用材料感觉物性会给产品带来新特色。比如：木材含有温暖感，它纹理给人以自然、柔和、舒适感觉。

2、加工成型性，工业设计师职责是进行产品设计，而产品则是经过对特定材料加工成型而付诸实现。工业造型材料必需是轻易加工成型材料，必需含有优异加工成型性。所以加工成型性是衡量工业造型材料关键原因之一。对于不一样材料，其加工成型性不一样。

3、表面工艺性，任何设计全部不能直接使用基础材料和毛坯。还应该经过一系列表面处理，改变材料表面状态。其目标除了防腐蚀、防化学药品、防污染、提升产品使用寿命外，还可提升材料表面美化效果、改变产品视觉效果、提升产品视觉效果价值。所以，依据材料本身性质和产品使用环境，正确选择表面处理和表面装饰工艺是提升产品外观质量关键路径。

4、环境耐候性，对于不一样使用环境，不仅要合理选择材料，而且要有对应表面处理方法。使产品经得起环境原因考验。

产品设计还要遵从一系列法则：

1、调和法则，就是使产品整体各个部分统一友好，使人感觉各部位材料融合、协调。

2、法则，就是使产品整体各部位有对比改变，形成材质对比、工艺对比，给人以丰富心理感受。

3、主从法则，即在产品设计中要有主次之分，如：对可见部分、关键部位、常触部位加工工艺要精良，选材要到位。而对不可见部位、次要部位，就应从简从略处理。

4、适正当则，取得优美艺术处理，不在于多么珍贵材料堆积，而在于材料合理配置。即：器不在料，功不在细，设计独到贵胜金。

所以，设计师们在选择产品制作材料时，要综合考虑材料固有特征，充足发挥材料优势，而且要扬长避短，这么才能发明出优异工业设计作品。

材料物理性能包含：

1、材料密度和质量。

2、力学性能（强度、弹性和塑性、脆性和韧性、硬度、耐磨性）。

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、绝缘性）。

5、磁性能。

6光性能。

材料化学性能包含：

1、耐腐蚀性，2、抗氧化性，3、耐候性。

不一样材料针对了不一样加工工艺，不一样加工工艺产生出不一样效果产品。所以说，只有处理好了认识材料和想要得到最终效果之间关系，就不难设计出好产品了。工业设计师要学会匠心独运，别出心裁，不停丰富自己阅历，多接触、多了解、多掌握传统材料和新型材料。这么才能妙笔生花，甚至化腐朽为神奇，发明出更多更美好改变世界工业产品。

二、不一样材料性质及加工工艺

因为不一样材料含有不一样物理属性和化学属性，其加工工艺也不尽相同。

1、塑料特征和加工工艺

塑料特征：

塑料优点：

（1）塑料质量轻，强度高。

（2）化学稳定性好。

（3）绝缘性好。

（4）导热系数低。

（5）加工性能好。

（6）塑料成型后外表美观，而且还有自润滑、吸振、消声、气密等性能。

塑料缺点：

塑料缺点关键是强度、刚度、耐热性比金属差。一般塑料只能在低于100℃

塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。

热塑性塑料成型加工性能：

（1）吸湿性。假如塑料含水量过多，就会在加工成型时产生气体而在制品上形成气泡，造成产品质量缺点。所以对亲水塑料在加工成型前要优异行干燥处理。

（2）塑料物理聚焦态。

（3）流动性和流变性。流动性差塑料在注塑时需要较大压力，流动性太好塑料成型时轻易产生溢边。

（4）结晶性。我们能够经过调整冷却速度方法来控制塑件性能。

（5）热敏性和水敏性。

（6）相容性。相容性是指两种塑料在熔融状态下相互混容性质。假如两种塑料不相容，则会出现分层，脱皮等现象。

（7）应力开裂。

（8）热性能是指塑料比热，导热系数，热变形温度等。

（9）收缩性。塑料制品脱模冷却到室温后，全部会有收缩现象。进行模具设计时，一定要考虑塑料成型收缩率。

（10）毒性，刺激性和腐蚀性。

塑料产品设计标准：

（1）尺寸精度，要考虑到不一样塑料流动性。

（2）脱模斜度，在设计塑料产品时，必需要设计足够脱模斜度。因为塑件在模具中成型后就逐步因冷却而收缩，这么就会使四溅包住型腔中突出部分，使