《產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)》課件-第8章_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

第八章產(chǎn)品材料與加工工藝創(chuàng)意設(shè)計(jì)8.1材料與技術(shù)8.2材料與設(shè)計(jì)8.3材料與質(zhì)感8.4材料主導(dǎo)型設(shè)計(jì)8.5加工工藝與創(chuàng)意設(shè)計(jì)【拓展與訓(xùn)練】【案例導(dǎo)入】

案例簡(jiǎn)介:

設(shè)計(jì)以材料為本,沒(méi)有任何設(shè)計(jì)可以擺脫材料獨(dú)立存在,而對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō),唯有熟悉材料,才有可能將想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。不論是開(kāi)發(fā)新材料還是運(yùn)用老材料,最近幾年一個(gè)顯著的趨勢(shì)便是,人們開(kāi)始將目光放在那些能夠持續(xù)發(fā)展、可以喚起情感的材料上,而這恐怕也正是我們所處時(shí)代的需要。新材料與設(shè)計(jì)如圖8-1所示。圖8-1新材料與設(shè)計(jì)

司空見(jiàn)慣的老材料,其實(shí)也各有可以挖掘的亮點(diǎn),只要有想法,便能運(yùn)用得當(dāng),甚至能引起一股設(shè)計(jì)風(fēng)潮。事實(shí)上,20世紀(jì)60年代大紅大紫的塑料,其發(fā)明也要追溯到一個(gè)世紀(jì)以前。若不是第二次世界大戰(zhàn)后人們需要廉價(jià)、輕盈且可快速生產(chǎn)的材料,塑料也許并不會(huì)被運(yùn)用于家具設(shè)計(jì),也就不會(huì)有我們現(xiàn)在熟知的潘頓椅了(如圖8-2所示)。圖8-2潘頓椅

潘頓椅是由丹麥設(shè)計(jì)師VernerPanton于20世紀(jì)60年代設(shè)計(jì)的,它是世界上第一個(gè)用塑料制作而成的椅子,被認(rèn)為是丹麥設(shè)計(jì)的杰作。

20世紀(jì)50年代,絕大多數(shù)椅子由木材制作,而VernerPanton的夢(mèng)想是制造一把能堆放在一起的塑料椅子,據(jù)說(shuō)這個(gè)靈感是來(lái)自于疊放在一起的塑料桶。他畫了大量的草圖,并自己用石膏澆筑出一個(gè)模型,然而當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)商都不看好這個(gè)設(shè)計(jì),與傳統(tǒng)的木椅相比它太特立獨(dú)行了。直到多年后,瑞士家具生產(chǎn)商Vitra對(duì)這把塑料椅產(chǎn)生了濃厚的興趣。VernerPanton與Vitra的老板WilliFehlbaum合作,用聚酯纖維和玻璃纖維制造出了世界上第一把沒(méi)有腿的一體式座椅。案例分析

利用舊材料所做的新設(shè)計(jì),除了環(huán)保,還富有歲月的印跡和情感,這也是吸引人的重要元素。用材料賦予設(shè)計(jì)情感,正是處于消費(fèi)主義至上的時(shí)代下人們迫切需要的。在不斷滿足消費(fèi)的同時(shí),人們渴求通過(guò)設(shè)計(jì)得到一些心靈上的慰藉與關(guān)照。日本設(shè)計(jì)事務(wù)所nendo就深諳此道,他們將廢棄的可口可樂(lè)玻璃瓶重新加工,制成極具美感的Bottleware(瓶子餐具,如圖8-3所示)系列碗碟。可樂(lè)瓶特有的綠色,玻璃中含有的微小氣泡,甚至瓶底那圈防滑凹槽,等等,這些原有的顯著特點(diǎn)都被保留了下來(lái)。經(jīng)過(guò)細(xì)致的設(shè)計(jì)與加工,誕生于工業(yè)時(shí)代興盛期的可樂(lè)玻璃瓶在后工業(yè)時(shí)代起死回生,人們得以重新溫習(xí)和欣賞經(jīng)典可樂(lè)瓶中蘊(yùn)含的復(fù)古美學(xué)。而nendo最近在米蘭三年展設(shè)計(jì)博物館KAmA.sexandDesign展覽上的設(shè)計(jì)更是成為不少人駐足觀望的對(duì)象,他們用一組吹彈可破的shiveringBowls(顫抖的碗)來(lái)表現(xiàn)情欲主題。這組采用質(zhì)地柔軟輕薄的硅膠制成的碗,外觀看起來(lái)與普通瓷碗無(wú)異,但只需輕輕一碰就會(huì)順勢(shì)陷下,微風(fēng)吹過(guò)時(shí),這些碗還會(huì)隨風(fēng)飛揚(yáng),令人忍不住想要碰觸它們。這種與物品發(fā)生觸碰的“渴望”正是巧妙運(yùn)用了材料所帶來(lái)的心理感受。除了功能,材料所引發(fā)的“五感”已然成為設(shè)計(jì)師們?nèi)找骊P(guān)注的方面。圖8-3Bottleware系列碗碟【理論知識(shí)點(diǎn)】

材料是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的物質(zhì)。材料是物質(zhì),但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料。燃料和化學(xué)原料、工業(yè)化學(xué)品、食物和藥物,一般都不算是材料。材料總是和一定的應(yīng)用場(chǎng)合相聯(lián)系,可由一種或若干種物質(zhì)構(gòu)成。同一種物質(zhì),由于制備方法或加工方法不同,可成為用途迥異的不同類型和性質(zhì)的材料。材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),20世紀(jì)70年代人類把信息、材料和能源譽(yù)為當(dāng)代文明的三大支柱,80年代以高技術(shù)群為代表的新技術(shù)革命又把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志。由此可見(jiàn),材料與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和人民生活都密切相關(guān)。 8.1材料與技術(shù)

縱觀材料的來(lái)源與分類我們可以發(fā)現(xiàn),所有材料要么是天然的,要么是人造合成的。然而,不管是天然的還是人造的材料,都離不開(kāi)“技術(shù)”這一手段。石材、木材等傳統(tǒng)自然材料縱然可以直接取自大自然,但是離不開(kāi)一定的開(kāi)采技術(shù)和砍伐技術(shù)(如圖8-4所示);絲質(zhì)材料的普及和應(yīng)用更是建立在成熟的絲蠶養(yǎng)殖技術(shù)和編織技術(shù)之上;塑料的研制和合成更是經(jīng)歷了無(wú)數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和物理實(shí)驗(yàn)的反復(fù)驗(yàn)證。從這個(gè)層面上來(lái)看,技術(shù)雖然造就了材料的更新,但技術(shù)本身能不能確保材料在市場(chǎng)中得到應(yīng)用和接受又是另外一個(gè)課題,這個(gè)課題就是設(shè)計(jì),好的設(shè)計(jì)能夠?qū)⑿虏牧限D(zhuǎn)換為需求品。圖8-4伐木及加工技術(shù) 8.2材料與設(shè)計(jì)

可以說(shuō),材料是構(gòu)成一切設(shè)計(jì)形態(tài)的物理基礎(chǔ),即便是近些年來(lái)廣泛興起的非物質(zhì)設(shè)計(jì)(服務(wù)設(shè)計(jì)、App、界面設(shè)計(jì)等)也最終離不開(kāi)材料的身影。設(shè)計(jì)師利用材料主要有三個(gè)層面的目的:表達(dá)意義、功能意義、象征意義。表達(dá)意義表現(xiàn)在以材料作為界面的展示功能,例如字體設(shè)計(jì)和標(biāo)志設(shè)計(jì)必須依賴于紙張、報(bào)紙、顯示屏等載體;功能意義主要體現(xiàn)材料的物理功能,例如支撐功能、保護(hù)功能、分隔功能;象征意義主要體現(xiàn)產(chǎn)品的文化品味、使用者的審美偏好等。不同材料的功能意義、象征意義和表達(dá)意義各不相同。人類的設(shè)計(jì)發(fā)展史本質(zhì)上也是一部材料發(fā)展歷史,材料的發(fā)現(xiàn)和利用大大拓展了設(shè)計(jì)的種類和可能性。原始社會(huì)中,先民利用陶土等材料制作炊具,提高了生存質(zhì)量,為聚居形成部落打下了基礎(chǔ);青銅材料的冶煉和應(yīng)用,使奴隸社會(huì)進(jìn)入了“青銅時(shí)代”,社會(huì)等級(jí)制度進(jìn)一步確立,神權(quán)至上的社會(huì)氛圍更加濃重;進(jìn)入春秋戰(zhàn)國(guó),冶鐵技術(shù)進(jìn)一步獲得發(fā)展并且得到廣泛應(yīng)用,農(nóng)具和兵器的出現(xiàn)大大提高了社會(huì)生產(chǎn)力,同時(shí)也逐步推動(dòng)了國(guó)家向著統(tǒng)一的方向發(fā)展,最終確立了封建集權(quán)統(tǒng)治;瓷器和絲質(zhì)材料的出現(xiàn)豐富了生活產(chǎn)品的門類,逐步催生了資本主義的萌芽,整個(gè)社會(huì)的商業(yè)氣氛越來(lái)越濃厚;塑料和玻璃材料是近代工業(yè)革命以來(lái)出現(xiàn)的新事物,和前面的材料不同,它們可以通過(guò)化學(xué)手段合成,生產(chǎn)成本相對(duì)較低,而且其存在狀態(tài)容易被改變。通過(guò)設(shè)計(jì),材料可以呈現(xiàn)出多姿多彩的形態(tài),深入到普通人家的日常生活,原來(lái)因?yàn)椴牧显靸r(jià)高高在上的工藝品如今“飛入尋常百姓家”,大大促進(jìn)了社會(huì)的民主化;進(jìn)入21世紀(jì),新材料伴隨著新工藝層出不窮,生物材料、納米材料、綠色材料、太空材料等在設(shè)計(jì)的推動(dòng)下,正在書寫著未來(lái)生活方式的無(wú)限可能性。

由于時(shí)間和科技加速了新型材料的出現(xiàn),材料家族的舊有分類也需要不斷被重新界定。先前用來(lái)定義材料家族的一些描述,比如塑料、金屬和木材等,似乎也變得越來(lái)越不確切。

下一個(gè)世紀(jì),材料會(huì)變得更加多樣化,但主題肯定是來(lái)自于低能源的生產(chǎn)和運(yùn)用,以及材料之間的相互創(chuàng)新。比如,未來(lái)你行駛的那條馬路可能不僅僅是一條行車道,可能也是一條發(fā)電用的載體;或者房間的墻面可能不僅是可以涂上你最愛(ài)顏色的地方,也可能是你選擇最棒的居家功能的界面;又或者沙發(fā)不僅僅是傳統(tǒng)舒適柔軟的材質(zhì),而是透明堅(jiān)硬也可以當(dāng)做書桌但入座感覺(jué)仍然舒適的多功能家具……材料的變革正在漸漸改變著設(shè)計(jì)的方向。

在2016年7月發(fā)布的紅點(diǎn)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單中,不乏有一些作品以材料見(jiàn)長(zhǎng)。這些作品也許現(xiàn)在還沒(méi)有所謂的最具設(shè)計(jì)感的外觀,但其因?yàn)樾虏牧系倪\(yùn)用而大大增加了功能性或者舒適度的優(yōu)點(diǎn),還是讓人們不禁為這些產(chǎn)品點(diǎn)贊。

意大利制造商Kartellspa研發(fā)的UncleJack沙發(fā)便是其中的一個(gè)例子,如圖8-5所示。這款產(chǎn)品拋棄了人們傳統(tǒng)印象中柔軟舒適的紡織面料,轉(zhuǎn)而采用性質(zhì)獨(dú)特的聚碳酸塑料,它透明度近似玻璃,觸感柔軟的同時(shí)還保證了堅(jiān)固性,經(jīng)久耐用。通過(guò)使用先進(jìn)的聚碳酸注塑成型技術(shù),UncleJack沙發(fā)作為一件迷人的家具從眾多設(shè)計(jì)中脫穎而出。它由一塊重達(dá)30公斤的聚碳酸塑料塑成,長(zhǎng)190厘米,在外形上十分搶眼,同時(shí),透光性材料以及微微彎曲的形狀塑造了非常漂亮的流線型外觀。圖8-5UncleJack沙發(fā)

而同樣來(lái)自意大利的制造商ALiAssPA委托STUDIONORGUETDESIGN設(shè)計(jì)的Kayak椅子(如圖8-6所示)卻運(yùn)用了最常見(jiàn)的木材作為原料。木材作為一種天然材料,靈活度極高,擁有無(wú)限的設(shè)計(jì)可能。通過(guò)蒸汽使木材彎曲的方法即曲木技術(shù),是一項(xiàng)偉大的發(fā)明,該技術(shù)讓椅子有了煥然一新的美感。kayak座椅的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于探究木材的各種塑型可能,這樣做的目的是盡可能減少椅子的厚度而不損害其結(jié)構(gòu)的完整性,結(jié)果是木制椅子同時(shí)擁有了令人印象深刻的新型結(jié)構(gòu)和輕巧的外觀。kayak座椅的制作基于先進(jìn)的工藝流程,其特殊的輪廓包括從座面到靠背的過(guò)渡區(qū)設(shè)計(jì)都顯得獨(dú)具特色。這款輕巧的椅子采用人機(jī)工學(xué)設(shè)計(jì),以殼狀結(jié)構(gòu)環(huán)繞身軀,為用戶創(chuàng)造了極高的舒適度。它擁有不同的型號(hào),材質(zhì)上包括天然或染色黑橡木以及胡桃木,色彩方面在暗色上飾以強(qiáng)烈的色調(diào)(如珊瑚色或灰綠色)以及柔和的色彩。kayak座椅的色彩概念呈現(xiàn)了富有表現(xiàn)力的外觀,符合多樣化的室內(nèi)使用。圖8-6kayak椅子

西班牙制造商生產(chǎn)的corktex是一種多用途的裝飾材料,它以獨(dú)特的創(chuàng)新特性被廣泛應(yīng)用于酒店、辦公室或貿(mào)易博覽會(huì)展館。Starmaker瓷磚是由高韌性的滌綸線以及高耐磨性裝飾罩組成,表面設(shè)有美國(guó)Microban公司的抗菌材料,可以阻止細(xì)菌和真菌的擴(kuò)散。這種地板易于安裝,可進(jìn)行快速和簡(jiǎn)單的維護(hù),其底面包含了一種通過(guò)回收工藝獲得的軟木和橡膠顆粒的聚合物,具有高度抗壓性,能確保其生態(tài)穩(wěn)健性和耐用性。此外,這種聚合物還具有很好的隔音效果且防滑,還能提供良好熱能舒適性,不僅適合作為內(nèi)襯地板,還適用于墻壁、天花板和吊頂?shù)难b飾元素。圖8-7Starmaker瓷磚

兒童是以一種冒險(xiǎn)的方式體驗(yàn)世界的,對(duì)于他們來(lái)說(shuō),許多事情仍是全新未知的。泰國(guó)制造商Thaiceramic生產(chǎn)的Ebruseries玻璃馬賽克瓷磚(如圖8-8所示)通過(guò)提供新的感官可能性重現(xiàn)孩童般的體驗(yàn)方式,它的創(chuàng)新點(diǎn)在于,通過(guò)呼吁感官的方式訴說(shuō)它的“謊言”。由于具有不同的圖案,這種瓷磚可以廣泛地被用于住宅、廚房、浴室的墻壁。該瓷磚采用了特殊的印刷技術(shù),具有一系列鮮艷的色彩和獨(dú)特圖案,讓人聯(lián)想到大理石紙。不管以怎樣的方式排列瓷磚,它都能很好地與其他瓷磚相協(xié)調(diào),又可以創(chuàng)造出獨(dú)特的整體格局。正是因?yàn)檫@些瓷磚看似可以動(dòng)態(tài)地移動(dòng),所以才可以給觀眾留下千變?nèi)f化的印象。憑借其精致設(shè)計(jì),Ebru系列瓷磚激發(fā)了人們的好奇心和對(duì)于室內(nèi)建筑世界的靈感,并在感知上建立了新的知覺(jué)。圖8-8ebru系列瓷磚 8.3材料與質(zhì)感

8.3.1質(zhì)感的定義

質(zhì)感用來(lái)標(biāo)志人對(duì)物體材質(zhì)的生理和心理活動(dòng),即物體表面由于內(nèi)因和外因而形成的結(jié)構(gòu)特征對(duì)人的感覺(jué)和視覺(jué)所產(chǎn)生的綜合印象,也是物體構(gòu)成材料和構(gòu)成形式不同而體現(xiàn)的表面特征。質(zhì)感包括兩個(gè)不同層次的概念:一是質(zhì)感的形式要素“肌理”,即物面的幾何細(xì)部特征;二是質(zhì)感的內(nèi)容要素“質(zhì)地”,即物面的理化類別特征。

質(zhì)感包括兩個(gè)基本屬性,一是生理屬性,即物體表面作用于人的觸覺(jué)和視覺(jué)系統(tǒng)的刺激性信息,如軟硬、冷暖、凹凸、干濕、滑澀等;二是物理屬性,即物體表面?zhèn)鬟_(dá)給人知覺(jué)系統(tǒng)的意義信息,也就是物體的材質(zhì)類別、性質(zhì)、機(jī)能、功能等。

8.3.2質(zhì)感的類別

質(zhì)感是物體表面的特質(zhì),如粗糙、光滑等。質(zhì)感要素通??蓞^(qū)分為觸覺(jué)質(zhì)感和視覺(jué)質(zhì)感兩種。所謂觸覺(jué)質(zhì)感,是透過(guò)觸摸感官給予我們的不同心理感受;視覺(jué)質(zhì)感則是建立在視覺(jué)的感受上。任何材質(zhì)皆有其不同的特殊質(zhì)感,也可透過(guò)不同的人為加工技法制造出更豐富的變化。質(zhì)感也有自然質(zhì)感和人為質(zhì)感之分。設(shè)計(jì)師可以憑借其熟練的技巧,設(shè)計(jì)出各種不同的質(zhì)感,如金屬的亮澤,以使工業(yè)造型設(shè)計(jì)獲得豐富多彩的材質(zhì)效果。

各種材料的不同質(zhì)感如下所示:

鋼材等金屬材質(zhì)——堅(jiān)硬、沉重

鋁材——華麗、輕快

銅——厚重、高檔

塑料——輕盈

木材——樸素、真摯8.3.3質(zhì)感與產(chǎn)品

材料的質(zhì)感與產(chǎn)品的造型是緊密聯(lián)系在一起的,工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的重要方面就是對(duì)材料進(jìn)行一定的加工處理,最后成為既具有物質(zhì)功能又具有精神功能的產(chǎn)品,這是藝術(shù)創(chuàng)造的過(guò)程。當(dāng)不同的材料經(jīng)加工組合成一個(gè)完整的產(chǎn)品之后,其質(zhì)感就不僅停留在材料的表面,而是升華為產(chǎn)品造型整體的質(zhì)感。所以,對(duì)質(zhì)感的認(rèn)識(shí)應(yīng)該從對(duì)材料的局部認(rèn)識(shí)過(guò)程過(guò)渡到對(duì)造型物體整體質(zhì)感的認(rèn)識(shí)。材料的質(zhì)感設(shè)計(jì)雖然不會(huì)改變?cè)煨臀矬w的形體,但由于材料的肌理和質(zhì)地具有較強(qiáng)的感染力,所以會(huì)使人產(chǎn)生豐富的心里感受,這也是當(dāng)今建筑和工業(yè)產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用裝飾材料的原因。8.3.4質(zhì)感與體驗(yàn)

質(zhì)感是物體表面給人的感覺(jué)。試想想,我們會(huì)怎樣形容觸摸物件表面時(shí)的感覺(jué)呢?可能是粗糙的、平滑的、刺手的、柔軟的、凹凸不平的。當(dāng)這種經(jīng)驗(yàn)積累多了,有時(shí)單憑眼睛也可形容物體表面的質(zhì)感。例如,看到一個(gè)榴蓮,我們無(wú)需觸摸它也知道它是尖銳刺手的;天上一團(tuán)團(tuán)的云雖不能觸摸,但因其形體與棉花相近,于是亦會(huì)假想云團(tuán)有類似棉花般軟綿綿的質(zhì)感。所以,我們對(duì)質(zhì)感的認(rèn)識(shí)除了靠觸覺(jué)外,亦可憑視覺(jué)加上經(jīng)驗(yàn)而得到。

觸覺(jué)質(zhì)感是由接觸而感受物體的表面組織;視覺(jué)質(zhì)感是由視覺(jué)及個(gè)人的生活體驗(yàn)想象物體的表面組織。如一張沙堆的照片,我們憑視覺(jué)可看到沙堆是粗糙的,如果我們觸摸它,就能感受到它那粗糙的質(zhì)感。質(zhì)感其實(shí)被廣泛應(yīng)用于我們的生活中,例如交通工具上的扶手多是粗糙的,目的是要讓我們?nèi)菀拙o握;劇院多孔或凹凸不平的內(nèi)墻是有吸音作用的;辦公室多選用平滑感強(qiáng)的家具,如玻璃金屬椅等,目的是使人有冷靜、平和的感覺(jué)。

圖8-9所示為一個(gè)滑梯的梯級(jí),突起的部分能增加與鞋底的摩擦力,使人踏上滑梯時(shí)不易滑倒。圖8-9防滑材質(zhì)

8.4材料主導(dǎo)型設(shè)計(jì)

8.4.1質(zhì)感的碰撞

不同材料的組合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了異樣質(zhì)感的碰撞,這也體現(xiàn)了在統(tǒng)一中追求變化,在變化中獲得均衡的形式美法則。選擇差異性較大而又可相互替代的材料構(gòu)成強(qiáng)烈的材質(zhì)對(duì)比,可以打破司空見(jiàn)慣之呆板,使產(chǎn)品整體更靈動(dòng),更能觸動(dòng)用戶的情趣體驗(yàn)。

我們可以把天然材料與人工材料、金屬材料和非金屬混合使用,使其呈現(xiàn)粗糙與光滑、規(guī)則與雜亂、有光與無(wú)光、透明與不透明、堅(jiān)硬與柔軟等特征。但是,這并非意味著一切不同材料都能混合使用,材料之間本身應(yīng)當(dāng)具有一定的內(nèi)在文化聯(lián)系,且在外觀上具有協(xié)調(diào)統(tǒng)一的效果。圖8-10所示為玻璃樹(shù)枝桌子,玻璃在工業(yè)化社會(huì)的地位如同鋼筋水泥一樣,具有標(biāo)準(zhǔn)化的特征,其本身的質(zhì)感是冰涼的,平整光滑而缺乏細(xì)節(jié),用之制成桌面,雖然實(shí)用,卻也略帶冷漠;而桌腿選用產(chǎn)自大自然的人字形樹(shù)枝設(shè)計(jì)而成,小枝椏細(xì)節(jié)很豐富,非人造的自然材料讓人感到溫暖舒心,一冷一熱,和桌面的質(zhì)感形成鮮明對(duì)比。人們不禁要問(wèn),這到底是自然對(duì)工業(yè)的冷嘲,還是后者對(duì)前者的熱諷?值得用戶品玩和思考。圖8-10玻璃樹(shù)枝桌子8.4.2材料的“性格”凸顯產(chǎn)品語(yǔ)境

每一種材料都有區(qū)別于其他種類的特征,即個(gè)性,設(shè)計(jì)可以使材料的“性格”變得更加鮮明,從而在用戶心理形成更加深刻的印象。一把木質(zhì)椅子(如圖8-11所示),在其坐面上除了保留天然的紋理外,為了突出天然的質(zhì)感,設(shè)計(jì)師畫龍點(diǎn)睛般地在椅背椅腿上增添了“蘑菇”、“樹(shù)皮”等細(xì)節(jié),使本已“天然”的個(gè)性更加鮮明動(dòng)人。木椅子儼然已經(jīng)不是一個(gè)坐具,而成為森林中的一物,讓用戶感受到原始森林的自然情調(diào)。圖8-12所示為自然洗手盆,司空見(jiàn)慣的乳白色洗手盆被完全顛覆,設(shè)計(jì)者讓洗手盆觸覺(jué)粗糙、天然的石頭盡量裸露突出,在外壁盡量忽視功能,強(qiáng)化石頭材料的質(zhì)感表現(xiàn),這樣設(shè)計(jì)的目的很明顯,就是讓使用者有一種“捧起池里的泉水”的感覺(jué)。圖8-12自然洗手盆圖8-11木凳8.4.3彰顯新材料的魅力

1.碳纖維

碳纖維(CarbonFiber,CF)是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。碳纖維可分為PAN基、瀝青基、粘膠基碳纖維,PAN基是當(dāng)今世界碳纖維發(fā)展的主流,占碳纖維市場(chǎng)的90%以上。碳纖維具有強(qiáng)度高、模量高、質(zhì)輕、耐腐蝕、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)小、摩擦系數(shù)低、耐高低溫的特點(diǎn)。碳纖維按產(chǎn)品形態(tài)分為長(zhǎng)絲、短切纖維、布料和預(yù)浸料坯四大類。

以法拉利、蘭博基尼、帕加尼等為代表的意大利超級(jí)跑車為了追求輕量化,在車上大規(guī)模應(yīng)用碳纖維組件。碳纖維的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度一般都在3500MPa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為23000~43000MPa,這個(gè)數(shù)據(jù)也高于鋼。圖8-13所示為全碳車身的帕加尼跑車。圖8-13全碳車身的帕加尼跑車圖8-14奧迪碳素滑雪板圖8-15ThinkPadX1Carbon圖8-16摩托羅拉DroidTurbo防水+凱芙拉機(jī)身圖8-17Gaudi-stool座椅

2.透光混凝土

匈牙利建筑師AronLosonczi發(fā)明了可透光的混凝土LiTraCon(如圖8-18所示),它由大量的光學(xué)纖維和精致混凝土組合而成。這種可透光的混凝土通常會(huì)被做成預(yù)制磚或墻板的形式,離這種混凝土最近的物體可在墻板上顯現(xiàn)出陰影。

LiTraCon混凝土中光學(xué)纖維的含量為4%,其能夠透光的原因是混凝土兩個(gè)平面之間的纖維是以矩陣的方式平行放置的。另外,承重結(jié)構(gòu)也能采用這種混凝土,因?yàn)檫@種玻璃纖維對(duì)于混凝土強(qiáng)度沒(méi)有任何負(fù)面影響。另外,這種透光混凝土具有不同的尺寸和絕熱作用,能夠做成不同的紋理和色彩。圖8-18可透光的混凝土

3.夜光材料

常用的夜光材料也稱為蓄光材料,就是當(dāng)有可見(jiàn)光、紫外光等光源照射時(shí),能將光能儲(chǔ)蓄起來(lái),當(dāng)光源撤離后在黑暗狀態(tài)下,再將所儲(chǔ)蓄的光能緩慢釋放而產(chǎn)生熒光現(xiàn)象的材料。蓄光材料通常將有蓄光功能的成分作為顏填料加入樹(shù)脂中,并加工成母粒、薄片或者織物等。圖8-19所示為夜光表。

蓄光型夜光材料很少含有放射性物質(zhì),沒(méi)有使用方面的限制,但它們要靠吸收外部的光能才能發(fā)光,而且要儲(chǔ)備足夠的光能才能保證一直發(fā)光。蓄光型夜光材料的另一個(gè)缺陷是輝度不夠。蓄光材料被廣泛應(yīng)用于軍事、航海、消防、交通等領(lǐng)域,在公共場(chǎng)所如影劇院、學(xué)校、醫(yī)院和居民樓道,夜間燈光突然熄滅或停電時(shí),蓄光材料能引導(dǎo)人們安全出入。在高速公路、立交橋、地下通道等場(chǎng)所也需要夜視指標(biāo)。圖8-20所示為荷蘭的夜間亮光高速公路。圖8-19Zoomin夜光表盤圖8-20荷蘭的夜間亮光高速公路

4.鎂合金

鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金,主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金,其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。鎂合金是三大輕質(zhì)合金的一種(其余兩種是鋁合金和鈦合金),密度比鋁合金小。鋁合金、鎂合金和鈦合金構(gòu)成了航天領(lǐng)域的材料支柱。

鎂合金是航空器、航天器和火箭導(dǎo)彈制造工業(yè)中使用的最輕金屬結(jié)構(gòu)材料。鎂合金具有較高的抗振能力,在受沖擊載荷時(shí)能吸收較大的能量,還有良好的吸熱性能,因而是制造飛機(jī)輪轂的理想材料。鎂合金也用于導(dǎo)彈和衛(wèi)星上的一些部件。

近年來(lái)對(duì)改善汽車燃油經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提出了更高的要求,而減輕汽車重量一直是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最有效手段。以輕質(zhì)、可再循環(huán)和良好鑄造性能為主要特點(diǎn)的鎂合金,正是滿足這一要求的理想結(jié)構(gòu)材料。圖8-21所示為鎂合金在汽車上的使用。一般中高端及專業(yè)數(shù)碼單反相機(jī)都采用鎂合金做骨架,使其堅(jiān)固耐用,手感好。圖8-22所示為鎂合金的相機(jī)骨架。圖8-21鎂合金在汽車上的使用圖8-22鋁合金相機(jī)機(jī)身

5.夢(mèng)幻LED玻璃

LED玻璃(如圖8-23所示)又稱通電發(fā)光玻璃、電控發(fā)光玻璃,最早由德國(guó)發(fā)明,中國(guó)國(guó)內(nèi)于2006年成功研發(fā)。LED玻璃具有通透、防暴、防水、防紫外線、可設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。圖8-23LED玻璃

LED玻璃的主要構(gòu)件包含以下幾個(gè)部分:

(1)玻璃:玻璃面板可選,客戶可自由選擇普通浮法玻璃、超白玻璃、防火玻璃、中空玻璃、鋼化玻璃、半鋼化玻璃、鍍膜玻璃等各種產(chǎn)品。玻璃結(jié)構(gòu)為夾層結(jié)構(gòu),應(yīng)符合歐洲EN標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)內(nèi)一切安全玻璃應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

(2)?LED顆粒:依據(jù)使用年限、發(fā)光效果及耗能效果。

(3)導(dǎo)線:透明導(dǎo)線等。

(4)夾層:PVB中間膜。

LED玻璃應(yīng)用于室內(nèi)外裝飾、家具設(shè)計(jì)、燈管照明設(shè)計(jì)、室外幕墻玻璃、陽(yáng)光房設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。圖8-24所示就是LED玻璃設(shè)計(jì)的衛(wèi)浴產(chǎn)品。圖8-24LED玻璃水龍頭

6.泡沫鋁

擠出成型的鋁質(zhì)泡沫(如圖8-25所示)用于建筑,也是一種很獨(dú)特的設(shè)計(jì)元素。這些泡沫鋁像是被凍結(jié)在這些半“融化”狀的金屬表面,面板具有不同的厚度和吸音效果。圖8-25泡沫鋁圖8-26泡沫鋁8.4.4選料規(guī)劃與造型構(gòu)成仿生意味

仿生設(shè)計(jì)學(xué)作為人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)與自然界的鍥合點(diǎn),使人類社會(huì)與自然達(dá)到了高度的統(tǒng)一。大自然的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)數(shù)億年的進(jìn)化,自身的機(jī)能、結(jié)構(gòu)、保護(hù)色已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。正如每片樹(shù)葉上的葉脈,其紋路都不盡相同,卻能合理地支撐起自身的重量以保持自身系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此,仿生設(shè)計(jì)的意義在于借助自然形態(tài)的事物,給人們形成一種安全、可造的歸屬感。材料的選擇與造型的結(jié)合構(gòu)成仿生形態(tài)時(shí),更能拉近人與產(chǎn)品的距離。圖8-27所示的羽毛椅子在選材上摒棄了傳統(tǒng)海綿或皮墊的做法,選擇了與鳥(niǎo)類羽毛狀類似的軟材,加上圓狀的座椅及木質(zhì)椅腳,整把椅子就如同鳥(niǎo)巢般溫暖,呵護(hù)感倍至。圖8-27羽毛椅8.4.5突出材料的有機(jī)形態(tài)

“自然界的一切形態(tài)都是有機(jī)的,就像草木一樣曲折盤旋向上”。有機(jī)形態(tài)是相對(duì)理性主義形態(tài)而言的,它旨在使產(chǎn)品呈現(xiàn)出生活中沒(méi)那么規(guī)整、嚴(yán)密、直線和方塊的隨性一面。布、泡沫、紙張、羽毛這些材料本身就是有機(jī)形態(tài),也較容易通過(guò)整改呈現(xiàn)出自由的形態(tài)。圖8-28所示的吊燈在提供照明之時(shí),燈罩的反光片如藤蔓下的小花瓣,每一瓣都不一樣,田園味很濃。

圖8-28有機(jī)形態(tài)的燈罩8.4.6廢舊材料煥發(fā)新顏

廢舊材料除了本身不能實(shí)現(xiàn)原來(lái)所具有的機(jī)能外,其本身的物理屬性,如硬度、韌性、彈性等基本都被保留了下來(lái),這為其再設(shè)計(jì)與再利用提供了可能性。舊產(chǎn)品的外殼材料如同年輪密集的老樹(shù),述說(shuō)著曾經(jīng)的輝煌,具有富蘊(yùn)的歷史內(nèi)涵。一個(gè)久經(jīng)多年的舊汽車輪胎代表著生命中無(wú)數(shù)的驚險(xiǎn)歷練,經(jīng)過(guò)改造,它重生為一把實(shí)用的座椅(如圖8-29所示),簡(jiǎn)單的裝飾后,可以使之煥發(fā)出新的生命力,從而實(shí)現(xiàn)了“物盡其用”。人們不得不對(duì)“物盡其用”的造物理念由衷的贊美,也將更加珍惜眼前的幸福生活。圖8-29廢舊輪胎改造成的椅子 8.5加工工藝與創(chuàng)意設(shè)計(jì)

8.5.1傳統(tǒng)加工工藝

1.塑膠

塑膠常用的加工工藝主要包括注塑成型、擠出成型、吹塑成型、吸塑成型。

(1)注塑成型又稱注射模塑成型,即在一定溫度下,通過(guò)螺桿攪拌完全熔融的塑料材料,用高壓射入模腔,經(jīng)冷卻固化后得到成型品的方法。注塑成型的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快、效率高,操作可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,花色品種多,形狀可以由簡(jiǎn)到繁,尺寸可以由大到小,而且制品尺寸精確,產(chǎn)品易更新?lián)Q代,能成形狀復(fù)雜的制件,適用于大量生產(chǎn)與形狀復(fù)雜產(chǎn)品的成型加工領(lǐng)域。注塑成型的原理如圖8-30所示。

注塑成型的過(guò)程大致可分為6個(gè)階:合模、射膠、保壓、冷卻、開(kāi)模、制品取出。上述工藝反復(fù)進(jìn)行,就可批量周期性生產(chǎn)出制品。熱固性塑料和橡膠的成型也包括同樣的過(guò)程,但料筒溫度較熱塑性塑料的低,注射壓力卻較高。注塑成型的模具是加熱的,物料注射完畢在模具中需經(jīng)固化或硫化過(guò)程,然后趁熱脫膜。圖8-31所示為注塑成型的產(chǎn)品。圖8-30注塑成型的原理圖8-31注塑成型的產(chǎn)品

注塑成型主要涉及兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,即溫度控制和壓力控

制。

①溫度控制。注射模塑過(guò)程需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度。前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動(dòng),而后一種溫度主要影響塑料的流動(dòng)和冷卻。料筒溫度:每一種塑料都具有不同的流動(dòng)溫度,同一種塑料由于來(lái)源或牌號(hào)不同,其流動(dòng)溫度及分解溫度也是有差別的。這是由于平均分子量和分子量分布不同所致,塑料在不同類型的注射機(jī)內(nèi)的塑化過(guò)程也是不同的,因而需要的料筒溫度也不相同。

噴嘴溫度:噴嘴溫度通常是略低于料筒最高溫度的,但也不能過(guò)低,否則將會(huì)造成熔料的早凝而將噴嘴堵塞,或者由于早凝料注入模腔而影響制品的性能。

模具溫度:模具溫度對(duì)制品的內(nèi)在性能和表觀質(zhì)量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料結(jié)晶性的有無(wú)、制品的尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求,以及其他工藝條件(熔料溫度、注射速度及注射壓力、模塑周期等)。

②壓力控制。注塑過(guò)程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種,二者直接影響塑料的塑化和制品質(zhì)量。

塑化壓力:在注射中,塑化壓力的大小是隨螺桿的設(shè)計(jì)、制品質(zhì)量的要求以及塑料的種類不同而需要改變的。增加塑化壓力常能使熔體的溫度均勻、色料的混合均勻,同時(shí)可以更好地排出熔體中的氣體。

注射壓力:注射壓力在注塑成型中所起的作用是,克服塑料從料筒流向型腔的流動(dòng)阻力,給予熔料充模的速度以及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)。

(2)擠出成型。擠出成型加工過(guò)程就是使塑料在一定的溫度和一定的壓力條件下熔融塑化,并連續(xù)通過(guò)一個(gè)模腔型孔,成為特定斷面形狀的產(chǎn)品。擠出成型在塑料加工中又稱為擠塑,是在非橡膠擠出機(jī)加工中利用液壓機(jī)施壓于模具本身。簡(jiǎn)單地說(shuō),擠出成型是指物料通過(guò)擠出料筒和螺桿間的作用,邊受熱塑化,邊被螺桿向前推送,連續(xù)通過(guò)機(jī)頭而制成各種截面制品或半制品的一種加工方法。擠出成型的原理如圖8-32所示。圖8-32擠出成型的原理

在纖維化學(xué)工業(yè)中也有用擠出機(jī)向噴絲頭供料以進(jìn)行熔體紡絲的。擠出成型應(yīng)用于熱塑性塑料和橡膠的加工,可進(jìn)行配料、造粒、膠料過(guò)濾等,可連續(xù)化生產(chǎn),制造各種連續(xù)制品如管材、型材、板材(或片材)、薄膜、電線電纜包覆、橡膠輪胎胎面條、內(nèi)胎胎筒、密封條等,生產(chǎn)效率較高。

擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)頭和模具,塑料通過(guò)擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體,并在這一過(guò)程中所建立壓力下,被螺桿連續(xù)地?cái)D出機(jī)頭。

①螺桿:擠塑機(jī)的最主要部件,由高強(qiáng)度耐腐蝕的合金鋼制成,它直接影響擠塑機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)效率。

②機(jī)筒:一種金屬圓筒,一般用耐熱、耐壓強(qiáng)度較高、堅(jiān)固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成。機(jī)筒與螺桿配合,實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實(shí),并向成型系統(tǒng)連續(xù)均勻輸送膠料。一般機(jī)筒的長(zhǎng)度為其直徑的15~30倍,以使塑料得到充分加熱和充分塑化為原則。

③料斗:料斗底部裝有截?cái)嘌b置,以便調(diào)整和切斷料流,料斗的側(cè)面裝有視孔和標(biāo)定計(jì)量裝置。

④機(jī)頭和模具:機(jī)頭由合金鋼內(nèi)套和碳素鋼外套構(gòu)成,機(jī)頭內(nèi)裝有成型模具。機(jī)頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動(dòng),均勻平穩(wěn)地導(dǎo)入模套中,并賦予塑料以必要的成型壓力。塑料在機(jī)筒內(nèi)塑化壓實(shí),經(jīng)多孔濾板沿一定的流道通過(guò)機(jī)頭脖頸流入機(jī)頭成型模具,模芯模套適當(dāng)配合,形成截面不斷減小的環(huán)形空隙,使塑料熔體在芯線的周圍形成連續(xù)密實(shí)的管狀包覆層。為保證機(jī)頭內(nèi)塑料流道合理,消除積存塑料的死角,往往安置有分流套筒,為消除塑料擠出時(shí)的壓力波動(dòng),也有設(shè)置均壓環(huán)的。機(jī)頭上還裝有模具校正和調(diào)整的裝置,便于調(diào)整和校正模芯和模套的同心度。

擠出成型的產(chǎn)品有一個(gè)共同的特點(diǎn),即產(chǎn)品的橫截面相同。圖8-33所示為擠出成型的產(chǎn)品。圖8-33擠出成型的產(chǎn)品

(3)吹塑成型。這里主要指中空吹塑(又稱吹塑模塑),是借助于氣體壓力使閉合在模具中的熱熔型坯吹脹形成中空制品的方法。吹塑成型是第三種最常用的塑料加工方法,同時(shí)也是發(fā)展較快的一種塑料成型方法。吹塑用的模具只有陰模(凹模),與注塑成型相比,設(shè)備造價(jià)較低,適應(yīng)性較強(qiáng),但成型性能較好(如低應(yīng)力),可成型具有復(fù)雜起伏曲線(形狀)的制品。

中空吹塑又分為注射吹塑、擠出吹塑和拉伸吹塑。注射吹塑是用注射成型法,先將塑料制成有底型坯,再把型坯移入吹塑模內(nèi)進(jìn)行吹塑成型。擠出吹塑成型的過(guò)程是:管坯直接由擠出機(jī)擠出,并垂掛在安裝于機(jī)頭正下方的預(yù)先分開(kāi)的型腔中;當(dāng)下垂的型坯達(dá)到規(guī)定的長(zhǎng)度后立即合模,并靠模具的切口將管坯切斷;從模具分型面的小孔通入壓縮空氣,使型坯吹脹緊貼模壁而成型;保壓,待制品在型腔中冷卻定型后開(kāi)模取出制品。用于中空吹塑成型的熱塑性塑料品種很多,最常用的原料是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和熱塑性聚酯等,這些材料常用來(lái)成型各種液體的包裝容器,如各種瓶、桶、罐等。區(qū)分?jǐn)D出吹塑和注射吹塑(包括注拉吹)的方法是觀察制品底部,底部有一個(gè)肚臍樣的注塑點(diǎn)的是注射吹塑或注拉吹制品,底部有一條合模線的是擠出吹塑制品。

吹塑成型技術(shù)是隨著塑料工業(yè)、機(jī)械制造等多種技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展的,在吹塑產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程中,不斷融入現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)工具,工程技術(shù)人員應(yīng)充分利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念,結(jié)合人工經(jīng)驗(yàn),提高制品設(shè)計(jì)、制造各個(gè)環(huán)節(jié)的效率,從而提高吹塑制品的質(zhì)量及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。圖8-34所示是典型的吹塑成型產(chǎn)品。圖8-34吹塑成型的產(chǎn)品

(4)吸塑成型。吸塑成型又叫真空成型,是熱塑性塑料熱成型方法之一。吸塑成型就是將片狀或板狀材料夾緊在真空成型機(jī)的框架上,加熱軟化后,通過(guò)模邊的空氣通道,用真空將其吸附于模具上,經(jīng)短時(shí)間的冷卻后得到成型的塑料制品。圖8-35所示為亞克力吸塑成型的浴缸。圖8-35吸塑成型的亞克力浴缸

2.金屬

金屬的加工工藝包括塑性成型加工、固體成型加工、壓力加工。

(1)塑性成型加工。塑性(成型)加工是指高溫加熱下利用模具使金屬在應(yīng)力下塑性變形,它包括鍛造、扎制、擠壓、拉制鋼絲。

①鍛造:在冷加工或者高溫作業(yè)的條件下,用捶打和擠壓的方式給金屬造型,這是最簡(jiǎn)單、最古老的金屬造型加工工藝之一。

②扎制:高溫金屬坯段經(jīng)過(guò)了若干連續(xù)的圓柱型輥?zhàn)?,輥?zhàn)訉⒔饘僭胄湍V幸垣@得預(yù)設(shè)的造型。

③擠壓:用于連續(xù)加工的,具有相同橫截面的實(shí)心或者空心金屬造型的工藝。擠壓加工既可以高溫作業(yè),又可以低溫作業(yè)。

④拉制鋼絲:利用一系列規(guī)格逐漸變小的拉絲模將金屬條拉制成細(xì)絲狀的工藝。

(2)固體成型加工。固體成型加工的原料是一些在常溫條件下可以進(jìn)行造型的金屬條、片以及其他固體形態(tài),加工成本相對(duì)低廉一些。金屬旋壓工藝通常是將金屬板料卡在旋壓機(jī)上,旋壓機(jī)床與普通機(jī)床相似,加工過(guò)程中坯料靠在一個(gè)三維模芯上成型,由主軸帶動(dòng)坯料與模芯旋轉(zhuǎn),然后用旋輪對(duì)旋轉(zhuǎn)的坯料施加壓力。由于旋壓機(jī)主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及工具的縱、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),這一局部塑性變形便逐漸地?cái)U(kuò)展到整個(gè)坯料,從而獲得各種形狀的空心旋轉(zhuǎn)體零件。金屬旋壓多用于成型開(kāi)放形狀的工件,也就是說(shuō),成型末端直徑比其他部分直徑都要大,這樣可以使得旋壓成型件從模芯上取下。如果需要閉式形狀的工件,就需要把該工件分塊旋壓成型,再把各個(gè)部分焊接到一起形成所需形狀。理想的旋壓成型材料包括鋁、銅、黃銅、青銅、銀及軟鋼。進(jìn)行旋壓加工前要先對(duì)工件進(jìn)行退火,如果加工過(guò)程中工件要發(fā)生較大變形,那么在旋壓結(jié)束前可能需要進(jìn)行兩到三次的退火處理。金屬旋壓通常在電腦數(shù)控下進(jìn)行,因而也被稱作數(shù)控旋壓成型。

(3)壓力加工。壓力加工是利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的塑性變形來(lái)獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法,也稱為金屬壓力加工或金屬塑性加工。壓力加工包括軋制、鍛造、擠壓、拉拔、沖壓、旋壓。

①軋制:金屬坯料在兩個(gè)回轉(zhuǎn)軋輥的縫隙中受壓變形以獲得各種產(chǎn)品加工方法。軋制主要靠摩擦力,坯料連續(xù)通過(guò)軋輥間隙而受壓變形。軋制加工的主要產(chǎn)品有型材、圓鋼、方鋼、角鋼、鐵軌等。

②鍛造:在鍛壓設(shè)備及工(模)具的作用下,使坯料或鑄錠產(chǎn)生塑性變形,以獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。

③擠壓:金屬坯料在擠壓模內(nèi)受壓被擠出??锥冃蔚募庸し椒?。

④拉拔:將金屬坯料拉過(guò)拉拔模的模孔而變形的加工方法。

⑤沖壓:金屬板料在沖模之間受壓產(chǎn)生分離或成形。圖8-36所示為沖壓成型的金屬面板,它在起散熱作用的同時(shí)也給產(chǎn)品增添了細(xì)節(jié)感。

⑥旋壓:在坯料隨模具旋轉(zhuǎn)或旋壓工具繞坯料旋轉(zhuǎn)中,旋壓工具與坯料相對(duì)進(jìn)給,從而使坯料受壓并產(chǎn)生連續(xù)、逐點(diǎn)的變形。圖8-36沖壓成型的金屬面板

壓力加工的優(yōu)點(diǎn):

力學(xué)性能高:結(jié)構(gòu)致密,組織改善,性能提高,強(qiáng)、硬、韌度俱高;

節(jié)省金屬:少或無(wú)切削加工,材料利用率高,由于提高了金屬的力學(xué)性能,在同樣受力和工作條件下,可以縮小零件的截面尺寸,減輕重量,延長(zhǎng)使用壽命;

生產(chǎn)效率高:多數(shù)壓力加工方法,特別是軋制、擠壓,金屬連續(xù)變形且變形速度很高,所以生產(chǎn)率高。

壓力加工的缺點(diǎn):

一般工藝表面質(zhì)量差(氧化);

壓力加工與鑄造方法相比也有不足之處,由于在固態(tài)下成型,所以無(wú)法獲得截面形狀,故不能成型形狀復(fù)雜件;

設(shè)備龐大,價(jià)格昂貴;

勞動(dòng)條件差(強(qiáng)度大、噪音大)。

3.木材

木材具有重量輕、強(qiáng)重比高、彈性好、耐沖擊、紋理色調(diào)豐富美觀、加工容易等優(yōu)點(diǎn),自古至今都被列為重要的原材料。木材工業(yè)由于能源消耗低、污染少、資源有再生性,所以在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中也占重要地位?,F(xiàn)在產(chǎn)品已從原木的初加工品(如電桿、坑木、枕木和各種鋸材)發(fā)展到成材的再加工品(如建筑構(gòu)件、家具、車輛、船舶、文體用品、包裝容器等木制品),以至木材的再造加工品(即各種人造板、膠合木等),從而使木材工業(yè)形成了獨(dú)立的工業(yè)體系。圖8-37所示的原木家具越來(lái)越受到現(xiàn)代家庭的喜愛(ài)。圖8-37原木家具

木材加工(WoodProcessing)以木材為原料,主要用機(jī)械或化學(xué)方法進(jìn)行加工,其產(chǎn)品仍能保持木材的基本特性。

木材加工技術(shù)包括木材切削、木材干燥、木材膠合、木材表面裝飾等基本加工技術(shù),以及木材保護(hù)、木材改性等功能處理技術(shù),其中切削有鋸、刨、銑、鉆、砂磨等方法。由于受木材組織、紋理等的影響,切削的方法與其他材料有所不同。木材含水率對(duì)切削加工也有影響,如單板制法與木片生產(chǎn)需濕材切削,大部加工件則需干材切削。干燥通常專指成材干燥,其他木質(zhì)材料如單板、刨花、木纖維等的干燥,都分別是膠合板、刨花板、纖維板制造工藝的組成部分。

木材膠粘劑與膠合技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展,不僅是木材加工技術(shù)水平提高的主要因素,也是再造木材和改良木材,如各種層積木、膠合木等產(chǎn)品生產(chǎn)的前提。木材表面涂飾最初是以保護(hù)木材為目的,如傳統(tǒng)的桐油和生漆涂刷,后來(lái)逐漸演變?yōu)橐匝b飾性為主。實(shí)際上,任何表面裝飾都兼有保護(hù)作用,人造板的表面裝飾可以在板坯制造過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行。

木材保護(hù)包括木材防腐、防蛀和阻燃等,是用相應(yīng)藥劑經(jīng)涂刷、噴灑、浸注等方法,防止真菌、昆蟲(chóng)、海生鉆孔動(dòng)物和其他生物體對(duì)木材的侵害,或阻滯火災(zāi)的破壞。木材改性是為提高或改善木材的某些物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)而進(jìn)行的技術(shù)處理。在采用上述各種加工技術(shù)時(shí),不同的樹(shù)種會(huì)產(chǎn)生不同的反應(yīng),顯示出不同的性狀,這稱為木材的工藝性質(zhì)或加工特性。

4.陶瓷

加工是陶瓷制造工序之一,即將配料做成規(guī)定尺寸和形狀且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的生坯。陶瓷加工有干壓成型、半干壓成型、可塑成型、注漿成型、等靜壓成型等,其中等靜壓成型為新興陶瓷生產(chǎn)工藝。等靜壓成型法生產(chǎn)的陶瓷工件經(jīng)燒結(jié)成型后,具有強(qiáng)度大、密度均勻等優(yōu)點(diǎn),具有良好的可加工性。古代陶器有模制、泥條盤筑、捏塑法等。圖8-38所示的陶瓷音響具有良好的裝飾效果。圖8-38陶瓷音箱

陶瓷成型流程大致為:原料采用低壓快排或高壓注漿等方式通過(guò)石膏或樹(shù)脂型母模成型—干燥—施釉—燒制—組裝—包裝,每道工序都需經(jīng)過(guò)全檢或?qū)嶒?yàn)。

注漿成型:將瘠性料靠溫度及塑化劑的作用,制成具有一定流動(dòng)性及懸浮性的漿料,再注入模型中凝固成型。

壓制成型:將干粉狀坯料在鋼模中壓成致密坯體而成

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