產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝-總結(jié)知識(shí)分享

1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝一總結(jié)精品資料.工業(yè)設(shè)計(jì)工業(yè)設(shè)計(jì)（產(chǎn)品設(shè)計(jì)）是人們有意識(shí)、有目的地運(yùn)用現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式將材料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ㄊ褂脙r(jià) 值或商品價(jià)值的工業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)造活動(dòng)。.材料材料是可以為人類用來制造產(chǎn)品和工具的物質(zhì)。如金屬、石材、木材、皮革，塑料、紙、天然纖維和化學(xué) 纖維等。.材料與產(chǎn)品造型的發(fā)展石器時(shí)代一一陶器時(shí)代一一青銅器時(shí)代一一鐵器時(shí)代一一人工合成材料時(shí)代一一復(fù)合材料時(shí)代.材料的分類（1）按材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類: 無機(jī)材料金屬材料，1黑色金屬（鑄鐵、碳鋼、合金鋼等）2有色金屬（鋁、銅及合金）非金屬材料。石材、陶瓷、玻璃、石膏有機(jī)材料（木材、皮革、纖維、布、紙、塑料、橡膠） 復(fù)合材料（玻璃纖

2、維增強(qiáng)塑料、層壓板、混凝土）（2）按材料的加工度分類: 天然材料（木材、竹、棉、毛、皮革、石材、黏土等）人造材料（人造皮革、人造大理石、玻璃鋼、塑料、玻璃、金屬、合金等）加工材料（膠合板、細(xì)木工板、紙張等）（3）按材料的形態(tài)分類: 線狀材料（鋼管、鋼絲、鋁管、金屬棒、塑料管、塑料棒、木條、藤條） 面狀 材料（金屬板、木板、塑料板、合成板皮革、紡織布、玻璃板、紙板） 塊狀材料（木材、石材、泡沫塑 料、鑄鋼、鑄鐵、鑄鋁、油泥、石膏） 3,材料的特性：物理性能,化學(xué)性能，工藝特性，感覺特性，可變復(fù)合性，環(huán)保性（1）物理性能:密度，力學(xué)性能（強(qiáng)度，彈性與塑性，脆性與韌性。硬度，耐磨性）熱性能（熔點(diǎn)，導(dǎo)

3、熱性，熱脹性，耐熱性）電性能（導(dǎo)電性，電覺緣性） 磁性能（鐵磁性，順磁性?？勾判裕┕庑阅埽ǚ瓷洹Ｍ干?。折射） 強(qiáng)度：材料在外力（載荷）作用下抵抗塑性變形和破壞作用的能力。包括：抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng) 度等。彈性：材料受外力作用而發(fā)生變形，外力除去后能恢復(fù)原狀的性能。塑性：材料受外力作用而發(fā)生變形，外力除去時(shí)，仍能保持變形后的形狀，而不恢復(fù)原形的性能。脆性：材料受外力作用達(dá)到一定限度后，產(chǎn)生破壞而無明顯變形的能力 韌性：材料在沖擊荷重或振動(dòng)荷重下能承受很大的變形而不致破壞的性能 硬度：是指材料表面抵抗穿透和刮劃的能力。耐磨性：是指材料表面抵抗磨損的能力。一般說來，硬度大的材料，耐磨性較強(qiáng)，但

4、是不易加工。（2）化學(xué)性能:耐腐蝕性，抗氧化性，耐候性耐腐蝕性：材料抵抗周圍介質(zhì)腐蝕破壞的能力抗氧化性：材料在常溫或高溫時(shí)抵抗氧化作用的能力。耐候性：材料在各種氣候條件下，保持物理和化學(xué)性能不變的性質(zhì)。（3）工藝特性:材料適應(yīng)各種工藝處理要求的能力成型工藝，加工工藝，表面處理工藝（4）感覺特征：人的感覺系統(tǒng)因生理刺激對(duì)材料作出的反應(yīng);人的知覺系統(tǒng)從材料表面特征得出的信 息。生理心理屬性：（觸覺質(zhì)感，視覺質(zhì)感）材料表面作用于人的視覺和觸覺系統(tǒng)的刺激性信息。物理屬性：（自然質(zhì)感，人為質(zhì)感）材料表面?zhèn)鬟_(dá)給人的知覺系統(tǒng)的意義信息。木材：自然、協(xié)調(diào)、親切、古典、手工、溫暖、粗糙、感性金屬：人造、堅(jiān)硬、光

5、滑、理性、拘謹(jǐn)、現(xiàn)代、科技、冷漠、涼爽、笨重 玻璃：高雅、明亮、光滑、時(shí)髦、干凈、整齊、協(xié)調(diào)、自由、精致、活潑 塑料：人造、輕巧、細(xì)膩、艷麗、優(yōu)雅、理性僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝2精品資料皮革：柔軟、感性、浪漫、手工、溫暖陶瓷：高雅、明亮、時(shí)髦、整齊、精致、涼爽（5）環(huán)保性:無毒無害，生物降解，循環(huán)與再生，凈化環(huán)境.金屬材料金屬材料是指由金屬原子組成的物質(zhì)。純金屬一一由單一金屬原子組成的金屬。合金一一以一種金屬為基礎(chǔ)，加入其他金屬或非金屬，經(jīng)過熔煉、燒結(jié)或其他方法制成的金屬材料。.金屬材料的一般特性具有獨(dú)特的表面質(zhì)；較高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能；優(yōu)良的力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、韌性、彈性、

6、塑性等）；優(yōu)良的可加工性（鑄造、壓力加工、焊接等）；易氧化、腐蝕。.金屬的分類:黑色金屬，有色金屬黑色金屬：鐵及鐵的合金（鋼鐵材料：純鐵、鋼、鑄鐵）有色金屬：除鐵以外的其他金屬及合金（銅、鋁、鎂、鈦及合金等）（1）鋼鐵材料：鑄鐵和鋼鑄鐵特性：熔點(diǎn)低，良好的鑄造性和切削性；耐壓、耐磨；生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉；延展性、塑性差，很脆。鋼：碳素鋼，合金鋼碳素鋼特點(diǎn)：具有一定的塑性和韌性；但強(qiáng)度低，耐蝕性和抗氧化性較差，低溫抗沖擊能力差。合金鋼；（銘、鎰、饃、硅、硼等）特點(diǎn)：與碳素鋼相比，合金鋼的強(qiáng)度大大提高，同時(shí)耐蝕性、抗氧化性和耐磨性均顯著提高；但價(jià)格較高。有色金屬：工業(yè)中常用的有銅及銅合金、鋁及鋁

7、合金、鎂及鎂合金、鈦及鈦合金等。純銅與合金：純銅：玫瑰紅色，表面氧化后成紫紅色，所以也稱紫銅。純銅特點(diǎn)：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性優(yōu)良；耐腐蝕性強(qiáng)。；塑性、韌性好，無磁性。用途：電線、電纜、銅管、電器零件等銅合金：黃銅、白銅和青銅。黃銅（銅+鋅）：色澤美觀，呈黃金般色澤。黃銅特點(diǎn)：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性強(qiáng)；耐腐蝕性能、機(jī)械性能和工藝性能良好；易于切削、拋光及焊接；黃銅聲音清脆，容易產(chǎn)生共振；較純銅便宜。用途：制造彈殼、樂器、儀器儀表零件、日用五金、裝飾材料等。白銅（銅+銀）：質(zhì)地較軟，色澤呈白色。白銅特點(diǎn)：極高的電阻；耐腐蝕性強(qiáng)。青銅（銅+錫）：除黃銅、白銅以外的其它銅基合金統(tǒng)稱為青銅。錫青銅；無錫青銅（鋁、硅、鎰、

8、鉛等）青銅特點(diǎn)：鑄造收縮率最小的有色金屬；在大氣、海水、淡水和蒸氣中十分耐腐蝕；耐磨性很好。鋁與鋁合金：純鋁：銀白色。純鋁特點(diǎn)：密度小（2.7 g/cm 3）,相當(dāng)于銅的1/3 ;導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良，僅次于銅；具有很好的耐大氣腐蝕能力，但不耐酸、堿、鹽的腐蝕；很高的塑性和延展性；但硬度、強(qiáng)度都很低，一般不做結(jié)構(gòu)材料。用途：炊具、電線、導(dǎo)電材料、散熱材料及包裝材料。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝3精品資料鋁合金特點(diǎn)：質(zhì)輕、強(qiáng)度高，比強(qiáng)度值接近或超過鋼；優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和抗腐蝕性；易加工、耐沖壓， 并且可以陽極氧化成各種顏色。鎂與鎂合金：純鎂：銀白色，蘊(yùn)藏豐富。純1特點(diǎn)：密度?。?.

9、74 g/cm 3）,相當(dāng)于鋁的2/3 ,鐵的1/4;易在空氣中形成疏松多孔的氧化膜； 一般不直接用作結(jié)構(gòu)材料。鎂合金特點(diǎn)：質(zhì)輕，比強(qiáng)度、比剛度高，僅次于鈦合金及合金結(jié)構(gòu)鋼，但明顯高于鋁合金，而且疲勞極限高；散熱快，電磁屏蔽性、防輻射性能、減震減噪性好；良好的抗沖擊性，高于鋁合金，是塑料的20倍；耐腐蝕性好（特別是煤油、汽油和堿的腐蝕），使用壽命高于鋁合金；優(yōu)良的鑄造性能、機(jī)械加工性 能和焊接性能；可以做到 100加收再利用，具有抗菌功能。 鈦和鈦合金： 純鈦：銀白色。純鈦特點(diǎn)：密度?。?.54 g/cm 3）,熔點(diǎn)高（1675C）;鈦的比強(qiáng)度在金屬材料中最高；優(yōu)良的耐蝕性 和耐熱性；塑性好，

10、易于加工成型。鈦合金特點(diǎn)：比強(qiáng)度、熱強(qiáng)度高（工作溫度 550 c以上）；較好的低溫韌性；抗腐蝕性、抗磨損性很強(qiáng)； 主要缺點(diǎn)是不易切削和塑性加工。.金屬材料的加工方法：鑄造成型加工;金屬壓力加工；金屬切削加工；金屬連接加工；金屬特種加工；金屬表面處理（1）鑄造成型加工：砂型鑄造；金屬型鑄造；熔模鑄造；壓力鑄造；離心鑄造 砂型鑄造：用型砂制造鑄型進(jìn)行鑄造的方法。金屬型鑄造：是指利用金屬材料制成鑄型，在重力作用下將熔融金屬澆注到鑄型中制造鑄件的一種鑄造方 法。熔模鑄造：是指利用易熔材料制成模型，并在模型表面粘結(jié)一定厚度的耐火材料，然后焙燒，將模型熔出 而使金屬液充滿型腔獲得精密鑄件的一種鑄造方法。壓

11、力鑄造：是將熔融金屬在高壓作用下，高速填入有一定溫度的模具型腔內(nèi)，并使金屬在壓力下凝固而形 成鑄件的鑄造方法。離心鑄造：是指將液態(tài)金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使金屬在離心力的作用下充填型腔并凝固成形的鑄造 方法。（2）金屬壓力加工：熱加工（軋制、鍛造、擠壓、拉拔等）；冷加工（分離工序和成型工序）（3）金屬切削加工：又稱為冷加工。利用切削刀具將金屬工件多余的金屬層切除，從而獲得符合要求的 幾何形狀、尺寸精度和光潔度的加工方法。鉗工：劃線、塞切鋸割、鋰削套扣、刮研機(jī)加工：車、銃、鉆鏈、包心磨（4）金屬連接加工：焊接;機(jī)械連接;膠接焊接：用局部加熱或加壓等手段，借助于金屬原子間的結(jié)合，使分離的兩部分金

12、屬形成不可拆卸連接的工 藝方法。（融化焊，壓力焊，釬焊）機(jī)械連接：加接（不可拆卸連接）螺紋連接（可拆卸連接）（5）金屬處理工藝：把金屬材料在固態(tài)范圍內(nèi)通過一定的加熱,保溫和冷卻以改變其組織和性能的一種 工藝。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝4精品資料時(shí)間（6）金屬表面處理：表面涂層;表面化學(xué)染色；表面機(jī)械加工表面涂層：涂裝（油漆）、法瑯被覆、鍍層被覆表面化學(xué)染色：陽極氧化、發(fā)藍(lán)處理表面機(jī)械加工：噴砂、拋光、拉絲、蝕刻.塑料塑料是具有可塑性的有機(jī)高分子材料。.塑料的組成:合成樹脂，填料，增塑劑，穩(wěn)定劑，潤(rùn)滑劑，著色劑，固化劑，其他添加劑 合成樹脂：現(xiàn)代塑料的基本原料填料：改善塑料的性能

13、，降低成本增塑劑：提高流動(dòng)性、柔軟性穩(wěn)定劑：防止塑料過早老化潤(rùn)滑劑：防止粘模，使塑料制品表面美觀著色劑：使塑料具有一定的色彩，滿足需求固化劑：獲得堅(jiān)硬、穩(wěn)定的塑料制品其他添加劑：發(fā)泡劑、阻燃劑、熒光劑、抗靜電劑塑料的組成決定了塑料的種類繁多、性能優(yōu)良.塑料的分類（1）按塑料的熱性能分: 熱固性塑料（在加熱、加壓并經(jīng)過一定時(shí)間后即固化為不溶、不熔的堅(jiān)硬制 品，不可再生）熱塑性塑料（受熱時(shí)軟化或熔融、冷卻后硬化，韌性好，可反復(fù)成形，性能不發(fā)生變化） 熱固性塑料：化學(xué)變化（加工中發(fā)生）；固化后有永久的剛性；不可回收再利用；耐熱性好、尺寸穩(wěn)定性 好；剛性大，加工困難如：酚醛塑料（PF）;三聚氧胺甲酯塑

14、料；環(huán)氧塑料（ER）;不飽和聚酯（UR）等塑料熱塑性塑料：物理變化；受熱時(shí)軟化，冷卻后又硬化；可以重復(fù)回收利用；耐熱性差，尺寸穩(wěn)定性差；柔韌性強(qiáng)（抗沖擊、抗彎曲、抗拉伸強(qiáng)度），易加工成型如：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP5）、聚苯乙烯（PSS、ABS、聚碳酸酯（PQ等塑料（2）按塑料的用途分 :通用塑料（產(chǎn)量大，用途廣、價(jià)格低、大量應(yīng)用的塑料）工程塑料（可作為工程材料和代替金屬用的塑料）特種塑料（有某種特殊功能的塑料，如發(fā)光塑料、導(dǎo)電塑料、泡沫塑料等）.塑料的一般特征僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝5精品資料質(zhì)輕，比強(qiáng)度高；化學(xué)穩(wěn)定性好（不生銹、不氧化、耐酸、堿、鹽）；電、熱絕緣性能

15、優(yōu)良；透明性能 好，并富有光澤，可以任意著色；易加工，形狀復(fù)雜制品可一次整體成型；也具有自潤(rùn)滑、吸振、消聲、 氣密等性能。缺點(diǎn)：強(qiáng)度、剛度、耐熱性比金屬差，溫度變化時(shí)尺寸的穩(wěn)定性差；受到外界光、熱、機(jī)械力等影響時(shí)， 易老化。.塑料的加工工藝：塑料的成型加工，塑料的機(jī)械加工，塑料的連接，塑料的表面處理（1）塑料的成型加工： 注塑，擠塑，吹塑，吸塑，壓塑，滾塑注塑：適用范圍廣，既可用于熱塑性塑料，也可用于熱固性塑料和彈性體制品；能一次成型出外形復(fù)雜、 尺寸精確、帶有嵌件的制品；利用一套模具，可進(jìn)行批量生產(chǎn)，成型制品幾乎不需進(jìn)一步加工；成型周期 短，效率高，一般的生產(chǎn)時(shí)間為 3060秒。擠塑：適用于

16、熱固性和熱塑性塑料；能生產(chǎn)連續(xù)的型材制品：薄膜、管、板、棒、異型材，中空容器等； 效率高，質(zhì)量好，產(chǎn)品成本低廉；結(jié)構(gòu)復(fù)雜的截面形狀難以達(dá)到高精度，成型困難。吹塑：主要用于制造各種薄殼中空制品、日用包裝和兒童玩具；只需要凹模，設(shè)備造價(jià)低；可成型復(fù)雜起 伏曲線的制品。吸塑：用于生產(chǎn)大尺寸薄殼制件；生產(chǎn)成本低。壓塑：制品質(zhì)地致密，尺寸精確，外觀平整光潔；能一次成型出外形復(fù)雜的制品；生產(chǎn)率低、模具成本較 周I O.聚乙烯塑料（PE 最簡(jiǎn)單的塑料聚丙烯塑料（PP 產(chǎn)量最大的塑料聚苯乙烯塑料（PS ） 最鏗鏘有聲的塑料聚氯乙烯塑料（PVQ 最多才多藝的塑料聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA 最透明的塑料，俗稱“有

17、機(jī)玻璃/亞克力”酚醛塑料（PF ） 最古老的塑料，俗稱“電木”ABS塑料 （ABS）最宜電鍍的塑料聚碳酸酯塑料（PC ） 最貴的塑料聚酰胺塑料（PA ） 最耐磨的塑料，俗稱 “尼龍”聚氨酯塑料（PU ）最像真皮的塑料三聚氧胺甲醛塑料（MF）最像陶瓷的塑料，俗稱“密胺塑料”玻璃纖維增強(qiáng)塑料（FRP ） 強(qiáng)度最大的塑料，俗稱“玻璃鋼”泡沫塑料一密度最小的塑料.植物材料:木材，竹材，藤材，草類材料.木材分類:按照樹葉的外觀形狀： 針葉木（樹干直而高大，易得大材，紋理平直，材質(zhì)均勻，材質(zhì)強(qiáng)度較高，密度和 膨脹變形較小，耐腐蝕性強(qiáng)，木材較軟易加工，又稱軟木材。用于承重構(gòu)件。常用的有：紅松，馬尾松， 杉木

18、，銀杏，鐵杉等）； 闊葉木（樹干通直部分較短，具有美麗的紋理，材質(zhì)強(qiáng)度高，密度和變形大，易 開裂，材質(zhì)較硬，較難加工，又稱硬木材。用于尺寸較小的構(gòu)件和內(nèi)部裝飾，家具及膠合板等。常用的 有：白楊，白樺，水曲柳，紫檀，烏木，柚木，棒木，楠木，樟木，黃柏等。）.木材一般特征：質(zhì)輕；具有天然的色澤和美麗的花紋；具有平衡調(diào)節(jié)空氣中濕氣的功能；具有可塑性；易加工和涂飾；具 有良好的絕緣性能；吸音隔聲功能；易變形，易燃；各向異性.木材加工的工藝流程僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝6精品資料配料（樹種，紋理，質(zhì)量、尺寸規(guī)格，含水率，構(gòu)件毛料）；構(gòu)建加工（鋸割，包I削，鑿削，銃削）； 配料加工，基準(zhǔn)面

19、的加工，相對(duì)面的加工，樺頭和樺孔的加工；裝配（樟結(jié)合，膠結(jié)合，螺釘與圓釘結(jié) 合）；表面修整；砂磨、拋光，脫色、染色，涂飾、覆貼.常用木材種類原木：指伐倒的樹干經(jīng)過去枝去皮后按規(guī)格鋸成的一定長(zhǎng)度的木材（板材，方材，薄木）人造板材；利用原木、刨花、木屑、廢材及其他植物纖維為原料，加入膠粘劑和其他添加劑而制成的板材 （膠合板，刨花板，纖維板，細(xì)木工板）1.玻璃最早是由火山噴出的酸性熔巖經(jīng)凝固硬化而形成的，據(jù)說最早是由古埃及人首先發(fā)現(xiàn)了這種透明的 材料，約公元前3700年前，古埃及人已制出玻璃裝飾品和簡(jiǎn)單玻璃器皿，這是天然玻璃的產(chǎn)生 2玻璃的特點(diǎn)：透明易碎的無機(jī)非金屬材料；硬度僅次于金剛石，比一般金屬

20、硬；具有高度的透光性，折光性；導(dǎo)電、導(dǎo)熱性差；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不能被任何酸侵蝕（除氫氟酸、熱磷酸）3.玻璃的加工工藝：配料,熔化，成型，后處理，二次加工（1）配料：主料是（石英砂，純堿，長(zhǎng)石，石灰石，硼砂，含鉛化合物，碳酸鋼、硫酸鋼；碎玻璃）輔料是（澄清劑，助熔劑，脫色劑，著色劑，乳濁劑）（2）熔化：（1500-1600）普通玻璃（二氧化硅、硅酸鈉和硅酸鈣的混合物）一一鈉一鈣硅酸鹽玻璃；特 種玻璃（純二氧化硅或普通玻璃，加入鉛、硼、鋁、銅等元素）一一鉛玻璃（水晶玻璃）硼硅玻璃（光學(xué)玻璃）（3）成型：（壓制玻璃工藝，吹制玻璃工藝，平板玻璃工藝。玻璃型材工藝）浮法平板玻璃：熔融玻璃從池窯中連續(xù)流入并漂浮在相對(duì)密度大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用 下，玻璃液在錫液面上鋪開、攤平、形成上下表面平整的玻璃帶，達(dá)到一定厚度后，