(
课件网) 第六章 模型或原型的制作 知识体系 教材解读 一、模型或原型的特性与作用 1.模型是根据实物、设计图样或构思,按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。原型可以是产品本身,也可以是在产品生产之前制作的与产品大小相同、使用功能一致的物体。 2.模型制作是产品设计过程中不可缺少的环节。模型制作的过程不仅是设计思想体现的过程,也是发展构思的创造性过程。由于模型有制作成本低、便于修改等优点,设计者一般通过模型来呈现产品的设计方案。 3.模型在设计的过程中,具有以下两个功能:①使设计对象具体化;②帮助分析设计的可能性。 4.根据设计的要求,可先后制作草模、概念模型、结构模型、功能模型和展示模型等多种模型。 二、材料的性能与规划 1.材料的性能与应用 (1)材料的含义 材料是人类用以制成生活和生产中的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质,它是人类生存和发展的物质基础,是人类社会现代文明的重要支柱。材料是产品设计的物质条件,是产品设计的基础和前提。材料以其自身的特性影响着产品设计,维持产品功能的形态,满足产品功能的要求。 (2)材料的分类 在工程领域,一般将材料按化学成分分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。木材、金属材料、塑料等都是常见的材料。 ①木材是一种优良的造型材料,其具有较好的强度性能及优良的加工性能。木材可分为实木板材和人造板材。实木板材有指接板、集成板、薄木和单板等。实木材料具有各向异性的特点,在自然条件下具有吸湿而膨胀、解吸而收缩的特性。木材暴露在空气中时,容易受温度和湿度的影响,发生尺寸、形状和强度的变化,出现变形、开裂、扭曲和翘曲等现象。人造板材有密度板、刨花板、胶合板、细木工板、三聚氰胺板等。人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好,较实木而言适用范围更广。 ②金属材料是指由纯金属或合金构成的材料,具有金属光泽,有良好的导热和导电性能,以及优良的力学性能和可加工性能。金属材料的力学性能主要包括强度、刚度、硬度等,一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标。硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标,它直接影响材料的耐磨性和切削加工性。 ③塑料是一种具有多种特性的材料。它原料来源广,性能优良(质轻,具有绝缘性、耐腐蚀性等),加工成型方便,具有装饰性,而且价格比较低廉,广泛应用于仪器、仪表、家用电器、包装及日常生活用品等各领域。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料是指在一定的温度范围内,能反复加热软化至熔融流动,冷却后能硬化成一定形状的塑料。热塑性塑料受热后可多次成型,废料可回收再利用。热固性塑料是指在初次成型后形状固化下来,不能再次热熔或软化的塑料。在需要隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用的塑料,大部分是热固性塑料。 ④新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料,如超导材料、碳纤维、石墨烯、柔性玻璃、形状记忆合金等。 (3)材料的强度是指材料抵抗变形和断裂的能力。强度是评定材料质量的重要力学性能指标,是设计中选用材料的主要依据之一。根据受力种类的不同,分为抗压、抗拉、抗弯、抗剪等。 2.材料的性能 在产品设计选择材料时,首先应该考虑材料的性能是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等。还需要考虑材料应具有良好的加工性能,符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求,优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高,并与加工设备及生产技术相适应的材料。 3.材料的成本 材料的价格和加工成本直接影响着产品的性价比。应在满足设计要求的基础上,结合材料的成本,优先选用资源丰富、价格低廉 ... ...
