《產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝》全面系統(tǒng)地講述了常用產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料的基本種類、特性和常用加工工藝,并且結(jié)合大量的案例,分析了材
料的特點(diǎn)及應(yīng)用方法,力求理論結(jié)合實(shí)際,其中多數(shù)案例為較典型產(chǎn)品和目前較流行的加工工藝。
全書(shū)分為7 章,第1 章為概述,第2 ~ 6 章分別以不同材料為主體,對(duì)金屬、塑料、橡膠、木材、陶瓷以及玻
璃等材料的相應(yīng)性能、分類、組成、應(yīng)用范圍及成型工藝的特點(diǎn)等進(jìn)行詳細(xì)講解,并結(jié)合經(jīng)典或*設(shè)計(jì)案例展開(kāi)
進(jìn)一步說(shuō)明,第7 章介紹了一些新型材料或?qū)ξ磥?lái)產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響的前沿新型科技材料及其特點(diǎn)。本書(shū)力求
文字簡(jiǎn)潔,通俗易懂,不過(guò)多地涉及材料的物理、化學(xué)、力學(xué)等方面的專業(yè)理論。書(shū)中配有大量的設(shè)計(jì)案例和圖片,
使讀者一目了然,便于融會(huì)貫通。
《產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝》結(jié)構(gòu)合理,內(nèi)容豐富,不僅可以作為高等院校工業(yè)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)的教材使用,而且可供其他相關(guān)專
業(yè)及廣大從事工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人員閱讀參考。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)師與工程技術(shù)人員需要熟悉各種材料的物理、化學(xué)、力學(xué)等性能和加工工藝、表面處理工藝及各種成型技術(shù)的特性,理解產(chǎn)品功能、形態(tài)與材料、工藝之間的關(guān)系與人、環(huán)境之間的關(guān)系,學(xué)會(huì)運(yùn)用材料思考,并且能作為一種設(shè)計(jì)的方法。通過(guò)學(xué)習(xí),在材料的應(yīng)用方面,不僅是對(duì)已有傳統(tǒng)材料的應(yīng)用,更重要的是要去創(chuàng)造傳統(tǒng)材料和工藝的新應(yīng)用。對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是一門必修課,有利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)師更好地把握新材料和應(yīng)用新材料,從而設(shè)計(jì)出更多的、滿足人們需求的實(shí)用又美觀的新產(chǎn)品。《產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝》作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)的教材及專業(yè)設(shè)計(jì)師的輔助學(xué)習(xí)資料,力求文字簡(jiǎn)潔,通俗易懂,不過(guò)多地涉及材料的物理、化學(xué)、力學(xué)等方面的專業(yè)理論。書(shū)中配有大量的設(shè)計(jì)案例和圖片,使讀者一目了然, 便于融會(huì)貫通,從而讓讀者能夠更直觀地領(lǐng)悟到材料與加工工藝在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用所產(chǎn)生的設(shè)計(jì)魅力。
前言
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是工業(yè)產(chǎn)品的功能技術(shù)設(shè)計(jì)與美學(xué)設(shè)計(jì)的結(jié)合與統(tǒng)一,集現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與社會(huì)文化、經(jīng)濟(jì)與藝術(shù)于一體。產(chǎn)品設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用科技成果和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、美學(xué)等知識(shí),對(duì)產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、形態(tài)及包裝等進(jìn)行整合優(yōu)化的集成創(chuàng)新活動(dòng),實(shí)際上是將原料的初始形態(tài)通過(guò)某些加工工藝改變?yōu)楦袃r(jià)值的形態(tài)的過(guò)程。對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),產(chǎn)品使用者直接所見(jiàn)、所觸及的唯有材料,因此材料是產(chǎn)品功能與形態(tài)的物質(zhì)載體。產(chǎn)品設(shè)計(jì)通過(guò)材料得以實(shí)現(xiàn),而材料通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提高了其自身價(jià)值。材料以其自身的特性影響著產(chǎn)品設(shè)計(jì),材料通過(guò)自身的物理、化學(xué)、力學(xué)、光學(xué)等性能,保證了產(chǎn)品功能與形態(tài)的可實(shí)現(xiàn)性。
材料、能源和信息作為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大技術(shù)支柱,而材料排在之首。這是因?yàn)槟茉春托畔⒈仨氁劳胁牧隙嬖凇7_(kāi)人類的歷史,我們不難發(fā)現(xiàn),人類的造物活動(dòng)伴隨著整個(gè)人類社會(huì)發(fā)展的始終,也是一部不斷發(fā)現(xiàn)材料、開(kāi)發(fā)材料、應(yīng)用材料的歷史。人類在造物活動(dòng)中所創(chuàng)造的器物,不僅創(chuàng)造了新材料及利用材料的新方法,而且改變了人類的生活條件。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種現(xiàn)代新材料、新工藝的不斷出現(xiàn),給產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供新的條件,給設(shè)計(jì)的飛躍式發(fā)展帶來(lái)新的可能,產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)風(fēng)格、新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和新的功能。而新的設(shè)計(jì)構(gòu)思對(duì)材料和工藝也提出了更新和更高的要求,也就促進(jìn)了材料科學(xué)和新工藝技術(shù)的發(fā)展,為人類的造物活動(dòng)創(chuàng)造了更加廣闊的天地。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程,實(shí)際上就是對(duì)材料的理解、認(rèn)識(shí)和組織的過(guò)程。任何產(chǎn)品設(shè)計(jì)都是在選用特定材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,都必須使材料的性能、加工工藝與功能、使用要求相一致。
因此,產(chǎn)品設(shè)計(jì)師與工程技術(shù)人員需要熟悉各種材料的物理、化學(xué)、力學(xué)等性能和加工工藝、表面處理工藝及各種成型技術(shù)的特性,理解產(chǎn)品功能、形態(tài)與材料、工藝之間的關(guān)系與人、環(huán)境之間的關(guān)系,學(xué)會(huì)運(yùn)用材料思考,并且能作為一種設(shè)計(jì)的方法。通過(guò)學(xué)習(xí),在材料的應(yīng)用方面,不僅是對(duì)已有傳統(tǒng)材料的應(yīng)用,更重要的是要去創(chuàng)造傳統(tǒng)材料和工藝的新應(yīng)用。對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是一門必修課,有利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)師更好地把握新材料和應(yīng)用新材料,從而設(shè)計(jì)出更多的、滿足人們需求的實(shí)用又美觀的新產(chǎn)品。
為了適應(yīng)社會(huì)新形勢(shì),產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)對(duì)設(shè)計(jì)材料及加工工藝有了新的知識(shí)要求,我們?cè)诳偨Y(jié)了多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)了《產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝》。全書(shū)共分7 章。第1 章為概述,第2 ~ 6 章分別以不同材料為主體,對(duì)金屬、塑料、橡膠、木材、陶瓷及玻璃等材料的相應(yīng)性能、分類、組成、應(yīng)用范圍及成型工藝的特點(diǎn)等進(jìn)行詳細(xì)講解,并結(jié)合經(jīng)典或最新設(shè)計(jì)案例展開(kāi)進(jìn)一步說(shuō)明,第7 章介紹了一些新材料的特點(diǎn)及其加工工藝。案例的分析可以引導(dǎo)讀者思考如何去使用材料,運(yùn)用材料進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
《產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝》作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)的教材及專業(yè)設(shè)計(jì)師的輔助學(xué)習(xí)資料,力求文字簡(jiǎn)潔,通俗易懂,不過(guò)多地涉及材料的物理、化學(xué)、力學(xué)等方面的專業(yè)理論。書(shū)中配有大量的設(shè)計(jì)案例和圖片,使讀者一目了然,便于融會(huì)貫通,從而讓讀者能夠更直觀地領(lǐng)悟到材料與加工工藝在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用所產(chǎn)生的設(shè)計(jì)魅力。
《產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝》由李津編著,畢紅紅、宋汶師、彭雪瑤、王楠、蘭玉琪、汪海溟、寇開(kāi)元、白薇、楊旸、潘弢等也參與了《產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝》的編寫(xiě)工作。由于作者水平所限,書(shū)中難免有疏漏和不足之處,懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)、指正。
目 錄
第1章 產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝概述1
1.1 工業(yè)產(chǎn)品 1
1.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 1
1.3 產(chǎn)品材料 1
1.3.1 材料分類 2
1.3.2 材料的選擇原則 3
1.4 產(chǎn)品工藝 5
1.4.1 工藝 5
1.4.2 產(chǎn)品工藝特性 5
1.4.3 產(chǎn)品工藝選擇原則 6
1.5 產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與工藝 7
第2章 金屬材料及其加工工藝8
2.1 金屬材料概述 8
2.2 金屬材料的特性 8
2.2.1 物理性能 9
2.2.2 化學(xué)性能 9
2.2.3 使用與工藝性能 9
2.3 金屬材料的種類 12
2.3.1 黑色金屬 12
2.3.2 有色金屬及其合金 17
2.4 金屬加工工藝 24
2.4.1 鑄造 24
2.4.2 切削加工 28
2.4.3 壓力加工 29
2.4.4 金屬表面加工 31
2.5 金屬材料在設(shè)計(jì)中的地位 34
2.5.1 色彩 35
2.5.2 光澤 35
2.5.3 肌理 36
2.5.4 質(zhì)地 36
2.6 典型金屬產(chǎn)品案例賞析 37
第3章 塑料、橡膠材料及其加工工藝45
3.1 塑料、橡膠材料概述 45
3.1.1 塑料材料概述 45
3.1.2 橡膠材料概述 46
3.2 塑料、橡膠材料分類 47
3.2.1 塑料材料分類 47
3.2.2 橡膠材料分類 48
3.3 塑料、橡膠的基本特性 48
3.3.1 塑料材料的基本特性 48
3.3.2 橡膠材料的基本特性 51
3.4 常見(jiàn)塑料材料 51
3.4.1 通用塑料 51
3.4.2 工程塑料 54
3.4.3 特種塑料 58
3.5 常用橡膠材料 61
3.5.1 天然橡膠 61
3.5.2 合成橡膠 61
3.6 塑料、橡膠材料加工工藝 65
3.6.1 塑料材料加工工藝 65
3.6.2 橡膠的成型工藝 67
3.7 典型塑料、橡膠產(chǎn)品案例賞析 68
3.7.1 典型塑料產(chǎn)品案例賞析 68
3.7.2 典型橡膠產(chǎn)品案例賞析 72
第4章 木材及其加工工藝77
4.1 木材概述 77
4.1.1 木材的構(gòu)造 77
4.1.2 木材的一般特性 78
4.1.3 木材的特殊感覺(jué)特性 80
4.1.4 樹(shù)種分類 82
4.2 常用木材分類 87
4.2.1 原木 87
4.2.2 人造板材 88
4.3 木材的接合結(jié)構(gòu) 91
4.3.1 榫卯接合結(jié)構(gòu) 91
4.3.2 板式結(jié)構(gòu) 93
4.3.3 膠結(jié)合結(jié)構(gòu) 95
4.3.4 螺釘與圓釘結(jié)合結(jié)構(gòu) 95
4.3.5 板材拼接常用的結(jié)合結(jié)構(gòu) 96
4.4 木材的加工工藝 96
4.4.1 手工實(shí)木木材工藝過(guò)程 96
4.4.2 木材彎曲成型工藝 100
4.5 木材涂飾工藝 102
4.5.1 木材涂飾的要求和目的 102
4.5.2 中國(guó)的漆文化 103
4.5.3 現(xiàn)代木材涂料分類 103
4.5.4 木材涂料工藝 103
4.6 典型木制品案例賞析 105
第5章 陶瓷材料及其加工工藝109
5.1 陶瓷概述 109
5.2 陶瓷在中國(guó)的產(chǎn)生和發(fā)展 109
5.3 陶器與瓷器 112
5.4 陶瓷的分類 113
5.4.1 普通陶瓷原料 113
5.4.2 陶瓷材料的種類 113
5.5 陶瓷材料特性 116
5.5.1 陶瓷一般特性 116
5.5.2 陶瓷力學(xué)性能 117
5.5.3 陶瓷電性能和熱性能 117
5.5.4 陶瓷化學(xué)性能 117
5.5.5 氣孔率和吸水率 118
5.5.6 陶瓷其他特性 118
5.6 陶瓷的加工工藝 121
5.6.1 制粉階段 122
5.6.2 成型階段 122
5.6.3 表面裝飾階段 127
5.7 典型陶瓷制品案例賞析 130
第6章 玻璃材料及其加工工藝134
6.1 玻璃概述 134
6.1.1 玻璃的原料成分 135
6.1.2 玻璃材料的特性 137
6.2 常見(jiàn)玻璃的分類 139
6.2.1 通用玻璃材料 139
6.2.2 特種玻璃材料 141
6.3 玻璃的加工工藝 145
6.3.1 玻璃的成型工藝 145
6.3.2 玻璃的熱處理 149
6.3.3 玻璃的二次加工 149
6.4 典型玻璃產(chǎn)品案例賞析 153
第7章 新材料162
7.1 新材料概述 162
7.2 新材料定義 162
7.3 新材料技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 163
7.4 新材料分類 163
7.4.1 電子信息材料 163
7.4.2 新能源材料 164
7.4.3 汽車新材料 165
7.4.4 超導(dǎo)材料 165
7.4.5 智能材料 166
7.4.6 稀土材料 169
7.4.7 生態(tài)環(huán)境材料 170
7.4.8 工業(yè)制造材料 170
7.4.9 環(huán)境工程材料 170
7.5 新材料介紹 172
7.5.1 碳纖維復(fù)合材料 172
7.5.2 納米材料 173
7.6 3D打印材料 176
7.6.1 3D打印概述 176
7.6.2 3D打印材料分類 177
7.6.3 3D打印常用材料 178
參考文獻(xiàn) 182