設(shè)計材料工藝學(xué)MaterialandTechnologyofDesign學(xué)時安排：54學(xué)時課程簡介與教學(xué)目的：《設(shè)計材料工藝學(xué)》是工業(yè)設(shè)計專業(yè)的一門重要專業(yè)根底課，工業(yè)設(shè)計學(xué)科是一門藝術(shù)與科學(xué)交叉融合與應(yīng)用性強(qiáng)的新學(xué)科，設(shè)計是人類需求與目的、材料的工藝結(jié)構(gòu)、技術(shù)的原理組合、造型的審美形式等重要因素構(gòu)成的一個完整的系統(tǒng)，不可分割，相關(guān)的材料與工藝知識是設(shè)計的重要因素和根底。教材：國家“”規(guī)劃教材鄭建啟編著，《設(shè)計材料工藝學(xué)》，高等教育出版社注：因篇幅所限，講義中省略圖片和表格。第一章課程概述 1.1課程性質(zhì)與學(xué)習(xí)目的 1.2材料工藝與設(shè)計的關(guān)系 1.3課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法1.4材料的材型1.1課程性質(zhì)與學(xué)習(xí)目的產(chǎn)品制造工藝課程是工業(yè)設(shè)計的專業(yè)根底課。設(shè)計是有限制的，不能天馬行空，設(shè)計必須受到市場、環(huán)境、材料工藝的限制。材料工藝是設(shè)計的限制，熟悉材料工藝，是為了獲得更多的自由。1.2材料工藝與設(shè)計的關(guān)系材料與技術(shù)是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)根底，對設(shè)計的實(shí)現(xiàn)有著極其重要的關(guān)系。產(chǎn)品有四個主要的元素：材料、造型、色彩、結(jié)構(gòu)。其中材料〔工藝〕與其他三個元素都有密切的聯(lián)系。(實(shí)物舉例：兩把小剪刀與兩只修眉器……)材料技術(shù)的開展促進(jìn)了設(shè)計的開展，例子如下A：深沖工藝讓產(chǎn)品有了很小的倒角，使金屬產(chǎn)品造型擺脫了大弧面倒角的笨重造型。B：膠合板工藝的開展使得家具設(shè)計中出現(xiàn)了更多的自由曲面〔雅各布森設(shè)計的“蛋”椅是熱壓膠合板整體成型，具有雕塑般的美感〕C：塑料的廣泛應(yīng)用使產(chǎn)品造型豐富多彩。〔潘頓玻纖增強(qiáng)塑料椅一次成型〕1.3課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法本課程主要學(xué)習(xí)的五種材料及其工藝：[金屬、陶瓷、玻璃、塑料、木材]A-材料根本性能B-材料的主要生產(chǎn)工藝C-典型產(chǎn)品工藝解析學(xué)習(xí)方法：記筆記〔圖文結(jié)合〕。重點(diǎn)解決以下兩個問題：A-特定的材料在某種工藝的能制造出什么樣的造型？B-外表處理工藝能夠到達(dá)什么樣的效果？考核方式：考試〔但求理解，無需死記〕1.4材料的材型材料的材型主要分為以下幾種：塊材〔金屬、木材、粘土……〕片材〔金屬、木材……〕線材〔如鋼絲……〕顆?！仓饕杆芰稀车诙陆饘俨牧霞捌涔に?2.1金屬材料概述 2.2金屬分類 2.3金屬的一般性質(zhì)2.4產(chǎn)品設(shè)計中常用金屬2.5金屬成型工藝2.6金屬外表工藝2.1金屬材料概述金屬和人類的相互關(guān)系悠久而深遠(yuǎn)，人類利用金屬已達(dá)5000多年之久，上可追溯到青銅器時代。今天，在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中能接觸到的小到鍋、勺、刀、剪等生活用品，大到機(jī)器設(shè)備、交通工具、大型建筑物等，哪一樣都離不開金屬。所以，現(xiàn)在有人把金屬的生產(chǎn)和運(yùn)用作為衡量一個國家工業(yè)水平的標(biāo)志。金屬在今天工業(yè)產(chǎn)品材料中占據(jù)著中心的地位。2.2金屬分類金屬可分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬。其他分類方式簡略帶過。2.3金屬的一般性質(zhì)金屬的一般性能：A、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好；B、特有色彩與光澤；C、延展性好；D、可在熔融狀態(tài)下形成合金，以改善性能；E、多數(shù)易氧化；F、外表工藝性能優(yōu)越。金屬的機(jī)械性能：1、強(qiáng)度高；2、塑性好；3、硬度高；4、沖擊韌性好；5、耐疲勞強(qiáng)度高……金屬的加工性能：1、鑄造性好；2、鍛造性好〔鑄鐵除外〕；3、焊接性好〔鑄鐵除外〕；4、切削加工性好〔純銅、不銹鋼除外〕……2.4產(chǎn)品設(shè)計中常用金屬黑色金屬純鐵〔一般無用〕鑄鐵〔含碳量高，相對而言，強(qiáng)度、韌性不太高，耐磨性好，主要用于制造工作臺面、零部件……〕鑄造性好，外表粗糙，強(qiáng)度不高，消振性好，耐磨性好。用于制造車輛底盤、鉗子、機(jī)床臺面、機(jī)器零件、液壓件……鋼材〔主要分碳素鋼、合金鋼,應(yīng)用非常廣泛〕按用途分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼。結(jié)構(gòu)鋼〔建筑橋梁工程用鋼、船舶車輛用鋼、滾動軸承、彈簧用鋼〕工具鋼〔刃具、量具、模具鋼……〕特殊性能鋼〔不銹鋼、耐熱鋼……〕按成分分為碳素鋼、合金鋼。按外形分為型鋼〔圓鋼、方鋼、工字鋼〕、鋼板〔包括鋼帶〕、鋼管、鋼絲與鋼絞線。碳素鋼自行車、家具的造型材料、重要機(jī)械零件、一般日用產(chǎn)品、鋼琴絲、工具〔刃具、模具、量具〕等。合金鋼性能比碳素鋼更優(yōu)越。用于制造車輛、船舶、餐具等產(chǎn)品。有色金屬鋁及鋁合金：純鋁主要用作電線、電纜、器皿。鋁合金質(zhì)輕、強(qiáng)度高，比強(qiáng)度超過鋼，可陽極氧化成各種顏色。用于制作管道、彎曲零件、飛機(jī)大梁、起落架、汽車車身、數(shù)碼電子產(chǎn)品。銅及銅合金：導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性好。純銅紫紅色，一般用處不大。主要有幾種合金：黃銅：一般是銅鋅合金，用于電源插座頭、精密醫(yī)療器械、燈具裝飾材料、銘牌。青銅：主要是銅錫合金，用于制作零件。白銅:……鎂及鎂合金：鎂是日常應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬。密度約為鋁的2/3.由于導(dǎo)熱性、電磁屏蔽性好，常用于電子產(chǎn)品的殼、罩，如。鎂合金廣泛用于制造航空工業(yè)、汽車工業(yè)、軍工領(lǐng)域、電子器材、運(yùn)動器材〔如網(wǎng)球拍〕。鈦及鈦合金：鈦難于冷加工。具有非常高的比強(qiáng)度。典型產(chǎn)品為眼鏡框、高爾夫球拍、便攜式電腦、照相機(jī)、高檔行李箱、航空工業(yè)〔如火箭頭〕等。鋅合金：由于穩(wěn)定性極好，常作為鍍層材料，常用于手表反面、水龍頭。錫合金：用于制造罐頭盒和各種容器。粉末合金2.5金屬成型工藝金屬材料的成型加工按其特點(diǎn)分為冷加工和熱加工〔俗稱，并不一定根據(jù)溫度來定義〕。熱加工成型有液態(tài)成型、塑性成型、固態(tài)成型三種方法。鑄造：將高溫下的金屬熔液灌入特定造型的模具，待金屬凝固后，將模具撤除，即可制造出所需的形態(tài)。砂鑄種類很多，主要不同是外表精細(xì)度和加工的零件數(shù)量。砂鑄主要包括普通砂型鑄造、二氧化碳硅酸鹽鑄造和殼體鑄造。普通砂型鑄造：用沙子與粘土制作原?！灿械睦媚静闹谱鳌?，將沙子埋入砂型，壓緊后別離上下砂型，取出原模，從預(yù)留的上流道將金屬熔液流進(jìn)模具，氣體從預(yù)留的出氣孔排出。二氧化碳硅酸鹽鑄造：這是近年出現(xiàn)的新工藝，特點(diǎn)在于加工中使用水玻璃代替粘土制作保固層。這局部在鑄造過程中會被轉(zhuǎn)化為二氧化碳，因?yàn)樗ＡП容^堅硬，最終產(chǎn)品更為細(xì)膩精確。殼體鑄造：使用非常精細(xì)的純沙，外面包裹了熱固性樹脂。模具壁可以做的比較薄〔可到達(dá)1厘米厚〕，相比傳統(tǒng)砂鑄，它不僅節(jié)省型砂，還可以獲得更好的精確度和光滑的外表。砂鑄相關(guān)材料：一般低熔點(diǎn)金屬鉛、錫、鋅、鋁、銅、鐵以及某些鋼材都可以進(jìn)行砂鑄。砂鑄類似工藝：類似但更昂貴的工藝有高壓鑄造和精鑄〔熔模鑄造〕。砂鑄優(yōu)點(diǎn)：價格低廉、易操作、能加工復(fù)制形態(tài)。砂鑄缺點(diǎn)：大小批量都可，但小批量生產(chǎn)價格較高，鑄造零件需后期處理。速度較慢。精鑄又稱失蠟鑄造〔熔模鑄造〕，加工的第一步是生產(chǎn)模具〔一般是鋁制〕，即快速制造蠟?zāi)?。?shù)個蠟?zāi)１话惭b在輸送器上，整個儀器看起來像一根樹。整個蠟?zāi)淝秩胩沾蓾{料中，當(dāng)堅硬后會形成堅硬的陶瓷外殼。之后烘烤蠟?zāi)＜?，將蠟熔化，接下來就可以注入金屬液體了，冷缺成型后，陶瓷外殼被打碎，里面制品被取出。由于陶瓷模具會被打破，因此任何復(fù)雜的形態(tài)都可以被制造出來，這是其他剛性模具不能比較的。熔模鑄造相關(guān)產(chǎn)品：珠寶、塑像、醫(yī)用工具熔模鑄造相關(guān)材料：多數(shù)金屬熔模鑄造類似工藝：高壓鑄造、砂鑄和離心鑄造熔模鑄造優(yōu)點(diǎn)：模具費(fèi)用較低，可制造復(fù)雜中空物體，精確度高，不需后期加工，可實(shí)現(xiàn)任何設(shè)計。產(chǎn)量可大可小。熔模鑄造缺點(diǎn)：加工步驟太多，有些鑄造廠使用的粘合劑對環(huán)境有害。速度緩慢。高壓鑄造是復(fù)雜金屬零件制造本錢最低的一種工藝。當(dāng)需要制造大量造型復(fù)雜的產(chǎn)品時，這是較好的一種工具。加工時將熔化的金屬倒入一個暫時容器中，再由栓塞將熔化的金屬以高壓壓入模具空腔。這個壓力會一直維持到金屬固化下來，并利用一個彈出銷零件頂出模具。高壓鑄造的模具也是分開兩半的。與精鑄不同，高壓鑄造需要設(shè)計拔模角度。高壓鑄造特別適合制造薄壁、復(fù)雜而有開口的零件。高壓鑄造相關(guān)產(chǎn)品：可生產(chǎn)一系列電子產(chǎn)品的框架局部，如個人電腦、DVD機(jī)、相機(jī)、家具零件、刮胡刀手柄……高壓鑄造相關(guān)材料：熔點(diǎn)較低的金屬，如鋁、鋅、銅、鎂合金。高壓鑄造類似工藝：精鑄、砂鑄和離心鑄造高壓鑄造優(yōu)點(diǎn)：十分適合制造復(fù)雜物體，立體與外表精確度都高，不同局部連接性好，只需少量的后期處理。速度較快。與普通鑄造相比，高壓鑄造件內(nèi)氣孔較少，便于熱處理和焊接。高壓鑄造缺點(diǎn)：模具昂貴，因此只能用于大批量生產(chǎn)，鑄造完后有合模余料，零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能很好地保證。離心鑄造一般用來制造大型金屬圓筒的制造工藝，而且加工后的金屬產(chǎn)品外表質(zhì)量的可控性很高。它是利用離心力將熔化的金屬在模具內(nèi)壁里甩動，以制造不同的形狀來。離心鑄造相關(guān)產(chǎn)品：該工藝更適合小批量生產(chǎn)重工業(yè)中直徑很大的中空產(chǎn)品，管道、燈柱、室外家具等。離心鑄造相關(guān)材料：多數(shù)金屬；兩種不同的材料可同時進(jìn)行加工〔如玻璃和塑料〕。離心鑄造類似工藝：精鑄、砂鑄和高壓鑄造離心鑄造優(yōu)點(diǎn)：由于加工中不會形成不規(guī)那么的外表紋理，因此可以制造出任何方向的、機(jī)械性能很高的零件。離心鑄造制造的零件，強(qiáng)度很接近鍛造。離心鑄造可加工出外外表紋理細(xì)致的產(chǎn)品，并令產(chǎn)品更抗氧化。小規(guī)模生產(chǎn)也很經(jīng)濟(jì)。離心鑄造缺點(diǎn)：產(chǎn)品種類少，產(chǎn)品形態(tài)很少。塑性加工即在外力作用下金屬材料通過塑性變形，獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的零件或毛坯的加工方法。軋制，通過兩個旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力使金屬坯料通過一個特定的空間塑性變形，而獲得所要求的截面形狀并同時改變其組織性能的一種加工工藝。軋制可加工成不同截面形狀的原材料，如圓鋼、方鋼、角鋼、工字鋼、鋼軌等。軋制包括熱軋與冷軋。主要是將鋼坯制造原材料〔型鋼〕。針對材型：塊材鍛造，利用沖擊力或壓力使金屬在上下臺面之間產(chǎn)生塑性變形、改變內(nèi)部組織獲得所需形狀的方法。鍛造分為自由鍛和模鍛。〔傳統(tǒng)鐵匠工藝〕自由鍛可分為手工鍛和機(jī)器鍛。模鍛分為與自由鍛相比能夠獲得形狀較復(fù)雜，尺寸較準(zhǔn)確的零件。一般生產(chǎn)對性能要求較高的零部件。針對材型：塊材鍛造相關(guān)產(chǎn)品：零部件、錘子、扳手、刀劍、飛機(jī)框架……鍛造相關(guān)材料：多數(shù)金屬的鍛造性都較好〔而金屬的鑄造性差異較大〕。鍛造類似工藝：擠壓鍛造工藝優(yōu)點(diǎn)：能改善材料性能，與鑄造相比，較節(jié)省材料鍛造工藝缺點(diǎn)：模鍛中產(chǎn)生邊料，需用機(jī)器修補(bǔ)擠壓，指對金屬錠坯施加強(qiáng)大壓力，使其發(fā)生塑性變形從擠壓模具中流出，或充滿凹凸型腔，而獲得所需制品的方法。擠壓包括正向沖擊擠壓和反向沖擊擠壓，其中反向沖擊擠壓更為多見。前者加工實(shí)心形體〔如零件〕，后者加工薄壁中空形體。針對材型：塊材變薄壁擠壓相關(guān)產(chǎn)品：飲料罐、食品包裝罐等……擠壓相關(guān)材料：鎂、鋁、鋅、鉛、銅、低合金鋼等。擠壓類似工藝：鍛造擠壓工藝優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)速度很快，能制造價格低廉且外形各異的立方體和圓柱的交叉零部件〔一般是對稱的〕，可制造整體、無接縫的產(chǎn)品。與其他高產(chǎn)量設(shè)備相比，價格低廉。擠壓工藝缺點(diǎn)：反向沖擊擠壓只適合長度比直徑多出四倍以上的產(chǎn)品，須在后期加工中添加錐度和螺紋，形體受模具的嚴(yán)格限制。拉拔，與擠壓類似，不同的是，拉拔是拉材料，擠壓是推材料。針對材型：塊材變型材或鋼絲沖壓，又稱板料沖壓，利用沖模在壓力機(jī)上使板料變形。針對材型：片材〔變?yōu)楸”凇硾_壓相關(guān)產(chǎn)品：汽車外殼、機(jī)電產(chǎn)品外殼……沖壓相關(guān)材料：多數(shù)金屬片材……沖壓工藝優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)速度很快，可制造復(fù)雜形狀。沖壓工藝缺點(diǎn)：沖壓深度有限，一般需切割邊緣。旋壓，將金屬片材安裝在心軸上，然后在高速旋轉(zhuǎn)下用工具對片材進(jìn)行碾壓。針對材型：片材〔變薄壁〕旋壓相關(guān)產(chǎn)品：鐵鍋、鋁鍋、燈座、燈罩、保溫瓶等……旋壓相關(guān)材料：多數(shù)金屬片材……旋壓類似工藝：拉坯旋壓工藝優(yōu)點(diǎn)：適合大規(guī)模生產(chǎn)，也適合小規(guī)模生產(chǎn)；模具費(fèi)用低廉；可以在沒有多余加工的情況下〔切割或焊接〕加工復(fù)雜的形態(tài)?！财涓呒壈姹颈∧ば龎汉土鲃有龎撼尚涂杉庸じ竦慕饘佟承龎汗に嚾秉c(diǎn)：有些材料在加工中會被磨花；一般還需后期處理。滾壓，可以用來加工連續(xù)長度的任何產(chǎn)品，從方形到圓形的。它將連續(xù)的金屬片、塑料片〔一般是建材〕或者玻璃片材放入數(shù)個成型滾壓軸中，將材料壓制成所需的形狀。滾軸數(shù)根據(jù)所需形狀決定。滾壓相關(guān)產(chǎn)品：零件、U型玻璃、拉門軌道等……滾壓相關(guān)材料：金屬、玻璃等……滾壓類似工藝：擠壓滾壓工藝優(yōu)點(diǎn)：可連續(xù)加工很長的片材滾壓工藝缺點(diǎn)：只限于加工厚度相同的材料。液壓金屬成型的精髓在于它將金屬管利用高壓液體進(jìn)行膨脹處理，具體形狀受模具限制。針對材型：金屬管材液壓相關(guān)產(chǎn)品：自行車框架、T型管、機(jī)動車框架零件……液壓相關(guān)材料：鋼材、鋁等延展性好且能承受巨大張力的金屬材料……液壓類似工藝：充氣式金屬液壓工藝優(yōu)點(diǎn)：由于沒有結(jié)合局部，零件統(tǒng)一鞏固，且形態(tài)復(fù)雜，可制造重量低強(qiáng)度高的零件，對產(chǎn)品而言，可減少零件數(shù)。液壓工藝缺點(diǎn)：設(shè)備投資較高，批量過小那么本錢高。彎曲……針對材型：金屬管材、片材、線材等剪切工藝就是在凸模和凹模之間存在的類似于剪子一般的行為。針對材型：片材……沖切與沖裁類似，都是將片材上移除一局部材料并留下一個空洞。沖切是一次加工多片片材，形成多個同樣的形狀；而沖裁那么在一片片材上切割出多個形狀。針對材型：片材……車削與鏜削：它們都是對旋轉(zhuǎn)的材料進(jìn)行切割加工。車削是切削材料的外表，鏜削指的是切割內(nèi)腔，一般是在空心的工件上精加工圓柱形的內(nèi)輪廓。針對材型：塊材……銑削，銑削刀具有多個齒，進(jìn)給運(yùn)動方向一般垂直于刀具軸線……針對材型：塊材……電子束加工，這是一種萬能的切割工藝，它可以對零件進(jìn)行焊接、打眼或者煅燒。作為一種加工工藝，它的優(yōu)點(diǎn)是可以精密到微米級的精確度進(jìn)行加工。電子束加工必須在真空環(huán)境里面進(jìn)行，這使得它的加工范圍有限。針對材型：塊材等離子弧切割適用于加工厚的片材，不適合加工2mm以下的片材。對小批量而言較為經(jīng)濟(jì)。〔除了鋁和不銹鋼，幾乎所有導(dǎo)電金屬都可用這種工藝加工。在自動化生產(chǎn)中，可從CAD讀取文件?！郴瘜W(xué)銑切，又稱光蝕刻?；瘜W(xué)銑切又稱光蝕刻，專門針對金屬材料，是一種使用腐蝕性酸在薄、平的金屬片上處理復(fù)雜圖案的方法，類似沖洗膠卷，其圖案來至于CAD文件，適合于加工薄片。針對材型：片材水切割，水射流直徑0.5毫米，以兩倍于音速的速度噴出。水切割精度很好。如使用附加磨料，水射流加工也可切割如石榴石這樣堅硬的物料。針對材型：片材可加工玻璃、木材、塑料、陶瓷等，不適合加工吸水性材料。優(yōu)點(diǎn)：可加工精密細(xì)節(jié)，多數(shù)材料都可利用水切割進(jìn)行加工。缺點(diǎn)：不宜切割厚的材料激光切割，與水切割、電子束切割相似，激光切割也不需要任何模具，并且加工過程也可以由CAD文件來控制，適合多種類的材料，切割后外表無需后期加工。對大批量生產(chǎn)而言較為耗時。不僅適合切割金屬，這種方法更適合切割玻璃陶瓷〔其他方法很難切割〕。氧化炔切割，又稱氣焊。該工藝可用于切割，更多的用于焊接。但是僅限于加工鐵質(zhì)金屬和鈦質(zhì)金屬。焊接，是通過加熱或加壓，或兩者同時并用，使兩個別離的物體產(chǎn)生原子間結(jié)合力而連接成一體的成形方法。根據(jù)焊接過程中加熱程度和工藝特點(diǎn)的不同，焊接方法可以分為三大類：熔焊壓焊釬焊(1)熔焊將工件焊接處局部加熱到熔化狀態(tài)，形成熔池〔通常還參加填充金屬〕，冷卻結(jié)晶后形成焊縫，被焊工件結(jié)合為不可別離的整體。常見的熔焊方法有氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等。(2)壓焊在焊接過程中無論加熱與否，均需要加壓的焊接方法。常見的壓焊有電阻焊、摩擦焊、冷壓焊、擴(kuò)散焊、爆炸焊等?！埠附与y于熔焊的金屬材料〕(3)釬焊采用熔點(diǎn)低于被焊金屬的釬料〔填充金屬〕熔化之后，填充接頭間隙，并與被焊金屬相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接?！仓饕糜诤附右苯鹦阅芟嗨频慕饘佟?.6金屬外表工藝金屬材料外表工藝一般具有保護(hù)和裝飾外表的雙重作用和成效。金屬的外表工藝分為外表改性處理和金屬材料的外表裝飾技術(shù)。金屬材料的熱處理：它是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度冷卻，以到達(dá)改善材料性能的一種工藝。金屬外表裝飾工藝包括肌理工藝和著色工藝。拋光——利用柔性拋光工具和磨料顆粒或其他拋光介質(zhì)對工件外表進(jìn)行的修飾加工。拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，一般用來獲得光滑外表或鏡面光澤為目的。拋光流程——通常以拋光輪作為拋光工具。拋光輪一般用多層帆布、毛氈或皮革疊制而成，兩側(cè)用金屬圓板夾緊，其輪緣涂敷由微粉磨料和油脂等均勻混合而成的拋光劑。拋光時，高速旋轉(zhuǎn)的拋光輪〔圓周速度在20米／秒以上〕壓向工件，使磨料對工件外表產(chǎn)生滾壓和微量切削，從而獲得光亮的加工外表。噴砂——是采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料〔銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海砂〕高速噴射到被需處理工件外表，使工件外表的外外表的外表或形狀發(fā)生變化，由于磨料對工件外表的沖擊和切削作用，使工件的外表獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，使工件外表的機(jī)械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲勞性，增加了它和涂層之間的附著力，延長了涂膜的耐久性，也有利于后期涂飾。拉絲——外表拉絲是對金屬外表進(jìn)行加工，形成具有外表肌理的一種工藝。根據(jù)需要，可制成直紋、亂紋、波紋、旋紋、螺紋等。一般用銅絲、毛氈等作為工具。外表蝕刻——外表蝕刻是利用化學(xué)藥品的作用使被加工金屬外表的特定位置浸蝕溶解而形成凹凸摸樣的一種加工方法〔一般金屬板厚度不低于1mm〕。外表鑲嵌——外表鑲嵌是在金屬外表刻畫出陰文，嵌入金銀絲或金銀片等質(zhì)地較軟的金屬材料，然后打磨平整，使金屬或金銀呈現(xiàn)纖巧華美的裝飾效果。電鍍——利用電解在制件外表形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過程，該工藝價格較為低廉。涂飾——使用刷涂、噴涂、浸涂等方法，在金屬外表涂覆有機(jī)涂層的方法?，m瑯著色——將經(jīng)過粉碎、研磨的琺瑯釉料涂施于經(jīng)過金屬加工工藝制作后的金屬制品的外表，經(jīng)過枯燥、燒制等過程形成膜層?；瘜W(xué)著色——化學(xué)著色是將經(jīng)過氧化處理的金屬材料浸入有機(jī)或無機(jī)染料溶液中，染料浸入氧化膜的孔隙發(fā)生作用而著色的方法?；瘜W(xué)著色設(shè)備簡便，本錢低廉，色彩種類多；由于著色層一般較薄，耐光性差、腐蝕性差，只適用于室內(nèi)裝飾。陽極氧化著色——在特定的溶液中，以化學(xué)或電解的方法對金屬進(jìn)行處理，生成能夠吸附染料的膜層，在染料作用下著色，或使金屬與染料微粒共析形成復(fù)合帶電鍍層的方法。陽極氧化工藝染色的色彩艷麗、色域?qū)拸V，厚度較厚，但目前只能夠用于鋁等少數(shù)幾種金屬。電解著色——將金屬氧化后在特定的溶液中進(jìn)行二次電解處理，在電場作用下，金屬陽離子滲入氧化膜的孔隙中，并沉積在孔底，從而使氧化膜產(chǎn)生青銅色系、棕色系、灰色系、以及紅青藍(lán)等色調(diào)的方法。第三章陶瓷與玻璃及其工藝 3.1陶瓷材料及其工藝 3.2玻璃材料及其工藝 3.3產(chǎn)品設(shè)計中陶瓷、玻璃產(chǎn)品應(yīng)用的例子對陶瓷與玻璃制品而言，與金屬不同的是，它們的冶煉與最終產(chǎn)品制造多數(shù)是在一個工廠完成了〔熱彎玻璃和玻璃管拉絲模塑等少數(shù)工藝除外〕。一般不存在過渡型材。也就是說，生產(chǎn)金屬制品的工廠買進(jìn)的原材料可能是鐵皮、鋼管；生產(chǎn)塑料制品的工廠買進(jìn)的原材料是塑料顆?；蛘咚芰习宀牡?；而生產(chǎn)陶瓷、玻璃制品的工廠買進(jìn)的那么是石英、粘土等。3.1陶瓷材料及其工藝陶瓷是用天然或人工合成的粉狀化合物，經(jīng)過成型和高溫?zé)Y(jié)制成的、由金屬元素和非金屬元素的無機(jī)化合物構(gòu)成的多相固體材料，包括陶器和瓷器，廣義地講，它也包括玻璃、搪瓷、石膏、水泥、石灰、磚瓦、耐火材料等人造無機(jī)非金屬材料。狹義地講，它只包括普通陶瓷和特種陶瓷。一般把胎體沒有致密燒結(jié)的粘土和瓷石制品，統(tǒng)稱為陶器；其中燒制溫度較高、燒結(jié)程度較好的那一局部稱為硬陶，把施釉的稱為釉陶。相對而言，經(jīng)過高溫?zé)?、胎體燒結(jié)程度較為致密、釉色品質(zhì)優(yōu)良的粘土或瓷石制品稱為瓷器。陶瓷----china，中國是陶瓷的故土。先民受到黏土落入火堆堅硬變形的啟發(fā)，創(chuàng)造了陶器，并開始用泥土盤筑制作器物。我國的真正的瓷器最早出現(xiàn)在東漢時期，即青瓷。此后燒瓷技術(shù)歷代都有開展，出現(xiàn)了風(fēng)格迥異的瓷器。普通陶瓷：餐具、茶具、烹調(diào)用具、缸、瓷磚、洗滌器具、衛(wèi)生潔具〔馬桶、浴盆、水槽〕、陶塑人物、花瓶、花盆、園林用琉璃制品。特種陶瓷功能陶瓷：指具有一定特殊聲、光、電、磁、熱等物理化學(xué)功能的陶瓷。主要利用其物理功能來制作元件。如壓電陶瓷用來制作位移或壓力傳感器；生物陶瓷用來制作人工骨骼、牙齒等?！救鐗弘娞沾捎脕碇谱餮獕河嫛⑷嗽煨呐K起搏器、電子秤等】特種陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷：指具有優(yōu)越的強(qiáng)度、硬度、絕緣性、熱傳導(dǎo)、耐腐蝕、耐磨耗的陶瓷，它們可以在非?？量痰墓こ虘?yīng)用中展示其高穩(wěn)定性和優(yōu)越的機(jī)械性能。透明陶瓷：玻璃是人們使用最早、最廣泛的透明材料，但玻璃強(qiáng)度一般較低，不耐高溫，在許多即要求透明有要求其他優(yōu)良性能的場合、玻璃無法勝任，透明陶瓷正好彌補(bǔ)了這一缺陷。它強(qiáng)度高、耐高溫、抗化學(xué)腐蝕性好，能經(jīng)受強(qiáng)烈的輻射。用來做超音速飛機(jī)風(fēng)擋、防彈車窗、防彈盾、坦克觀測窗等……陶瓷成型工藝：原料配制陶瓷最根本的原料是石英、長石、黏土三大類和一些其他化工原料，這些原料一般都要經(jīng)過加工制備，如果原料不夠純潔，需揀選、淘洗，硬質(zhì)原料還需經(jīng)過研磨，以改善原料的質(zhì)量與性能，使之符合成型操作和滿足制品質(zhì)量的要求。成型1、可塑成型包括擠壓成型、車坯成型、盤車與拉坯成型、滾壓成型、軋制成型等。擠壓成型〔與金屬類似〕，用來制作圓形、方形、橢圓形、六角形瓷棒和瓷管等。車坯成型將擠壓出的圓柱形泥段作為坯料，在臥式或立式車床上加工成型，一般用來加工形狀復(fù)雜的大型圓形制品。盤車與拉坯成型盤車與拉坯成型適宜于制造圓形陶瓷空腔產(chǎn)品，如花瓶、杯子、盤子等。拉坯成型一般用來制作深腔造型，它首先需要用力擠壓粘土直到它被壓成圓盤狀，用了形成襯里。襯里被置于杯模中，杯模放在旋轉(zhuǎn)的拉坯輪上。這和手工拉坯相似。在轉(zhuǎn)軸上，粘土在模具內(nèi)部逐漸成型，并形成器壁。一個縱斷面切刀會刮掉多余的粘土，形成精細(xì)的內(nèi)壁輪廓。盤車與拉坯成型十分類似，但是它主要用于加工內(nèi)腔深度較淺的產(chǎn)品，與拉坯相比，它是，由內(nèi)向外的加工方式。因?yàn)榭v斷面切削的是外外表。盤車與拉坯成型特點(diǎn)典型產(chǎn)品：盤車適宜制作淺形容器、拉坯成型適宜于制造深形容器。工藝優(yōu)點(diǎn)：適于大批量，也適合小批量生產(chǎn)。每局部的厚度和尺寸可完全控制。與注漿相比，具有更高的性價比。工藝缺點(diǎn)：只能加工圓形物體。滾壓成型是在拉坯成型根底上開展起來的一種可塑成型方法。它也采用旋轉(zhuǎn)的轱轆，只是把刀具改成了滾壓頭。軋制成型一種新開展的工藝，一般針對特種陶瓷。與金屬軋制類似。2、注漿成型注漿成型是陶瓷成型中的一種根本方法，其成型工藝簡單，即將制備好的坯料泥漿注入多孔性模型內(nèi)，由于多孔性模型的吸水性，泥漿在貼近模壁的一層被模子吸水而形成一均勻的泥層；隨時間的延長，當(dāng)泥層厚度到達(dá)所需尺寸時，可將多余的泥漿倒出，留在模型內(nèi)的泥層繼續(xù)脫水、收縮、并與模型脫離，出模后即得制品生坯。注漿成型適用于形狀復(fù)雜、不規(guī)那么、薄壁、體積大且尺寸要求不嚴(yán)格、精度要求不高的陶瓷制品。注漿成型又分為石膏模鑄成型、熱壓注漿成型和高壓注漿成型。一般注漿成型特點(diǎn)典型產(chǎn)品：適宜任何中空的產(chǎn)品，從餐具到花瓶，從潔具到人偶。工藝優(yōu)點(diǎn)：適于大批量，也適合小批量生產(chǎn)。可制造復(fù)雜的中空物體。工藝缺點(diǎn)：速度較慢，需大量手工勞動，精確度有限，大批量生產(chǎn)時，需要大批量模具，占用大量空間。壓力輔助注漿成型傳統(tǒng)注漿成型速度較慢，壓力輔助注漿使用毛細(xì)孔更大的材料作為模具，模具不留開口，通過壓力將水分從毛細(xì)孔擠出。工藝優(yōu)點(diǎn)：速度相對較快，模具使用壽命長，需要較少的存儲空間。工藝缺點(diǎn)：生產(chǎn)大尺寸產(chǎn)品時候，假設(shè)使用塑料模具那么較貴。壓制成型又稱為粉料成型,它是將含一定水分和添加劑的粉料在金屬模具中用較高的壓力壓制成型。典型產(chǎn)品:異形盤子(如魚形\花邊)\零件\瓷磚等工藝優(yōu)點(diǎn)：與可塑成型\注漿成型相比,因?yàn)樗乃州^少,燒制過程中收縮較少,尺寸精度高,易于自動化,這是一種低本錢,高產(chǎn)量的方法。所得產(chǎn)品強(qiáng)度較大.工藝缺點(diǎn)：模具磨損較大,產(chǎn)品尺寸有限。坯體枯燥：成型后的各種坯體，一般都含有較高的水分，沒有足夠的強(qiáng)度來承受搬運(yùn)或再加工過程中的壓力與振動。因此必須進(jìn)行枯燥處理。同時，枯燥處理也能提高坯體吸附釉彩的能力。經(jīng)過枯燥的坯體，還可以在燒結(jié)初期以較快的速度升溫，從而縮短燒結(jié)周期，降低燃料消耗?？菰锓椒?坯體枯燥有不同的方法，如對流枯燥、工頻電枯燥、微波枯燥、遠(yuǎn)紅外枯燥等。對流枯燥是利用熱氣體的對流作用，使坯體內(nèi)水分蒸發(fā)而枯燥的方法。工頻電枯燥是將電流通過坯體進(jìn)行枯燥的方法。微波枯燥法是以微波輻射使水分子的運(yùn)動發(fā)生摩擦而轉(zhuǎn)化為熱能使生坯枯燥的方法。遠(yuǎn)紅外枯燥法是利用遠(yuǎn)紅外輻射器發(fā)出的遠(yuǎn)紅外線為坯體所吸收，直接轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏股骺菰锏姆椒?。生產(chǎn)中常常將幾種枯燥方法綜合起來取長補(bǔ)短，可以到達(dá)事半功倍的效果。坯體裝飾坯胎成型后，為了到達(dá)更好的效果，需要對坯體進(jìn)行裝飾，設(shè)計師根據(jù)需求進(jìn)行裝飾，技法多種多樣，包括有化裝土裝飾、劃花、刻花、貼花、印花、剔花、鏤空、雕塑、彩繪等?；b土裝飾化裝土裝飾是指用上好的瓷土加工調(diào)和成泥漿，施于質(zhì)地較粗糙或顏色較深的瓷器坯體外表，美化瓷器的—種裝飾方法。化裝土的顏色有灰色、淺灰色、白色等。施用化裝土可使粗糙的坯體外表變得光滑、平整，坯體較深的顏色會被覆蓋，釉層外觀顯得更加美觀、光亮、柔和滋潤。劃花與刻花劃花是在半干的器物坯體外表以竹、木、鐵桿等工具淺淺劃出線狀花紋，然后施釉或直接入窯焙燒?？袒ㄊ窃谏形锤赏傅钠魑锱黧w外表使用鐵刀等工具刻畫出花紋，然后施釉或直接放入窯中熔燒。貼花貼花又稱“模印貼花”或“塑貼花”，是將模印或捏塑的各種人物、動物、花卉，鋪首等紋樣的泥片用泥漿粘貼在已成型的器物坯體外表，然后施釉入窯焙燒。貼花紋樣生動、逼真，具有較強(qiáng)的立體感，如唐代長沙窯瓷器就是貼花工藝的代表。印花印花是將有花紋的陶瓷質(zhì)料的印具，在未干的器物坯體上印出花紋，或用有紋樣的模子直接制坯，在坯體上留下花紋，然后入窯或施釉入窯進(jìn)行燒制。剔花剔花是先在器物外表施釉或施化裝土，并刻劃出花紋，然后將花紋局部或化裝土層剔去，露出胎體，而施化裝土的局部會罩以透明釉。在器物燒成后，釉色、化裝色與胎地色形成比照，花紋具有線浮雕感，裝飾效果頗佳。剔花技法首先產(chǎn)生于北宋磁州窯，而后陸續(xù)被其他一些窯場采用。鏤空鏤空又可稱為“鏤雕”或“透雕”。在器物坯體未干時，將裝飾花紋雕空，然后入窯或施釉后再入窯來燒制。鏤空的紋樣一般為簡單的幾何形圖案。雕塑雕塑是將手捏或模制成的立體人物、動物、亭闕等密集而又有規(guī)律地粘貼在器物坯體上，然后直接或施釉后入窯燒制。彩繪彩繪是用毛筆蘸顏料在陶瓷器上繪制紋飾。彩繪瓷器有釉下彩繪和釉上彩繪之分，釉下彩繪是用顏料在坯體上繪畫花紋，然后施釉入窯經(jīng)高溫?zé)桑挥陨喜世L一般是將顏料畫在施釉后高溫?zé)^的器物釉面上，然后再入窯以600～900℃的低溫烘燒。上釉上釉是將裝飾完畢的坯胎外表上覆蓋一層釉料。施釉的目的是在陶瓷坯體的外表上覆以適當(dāng)厚度的硅酸質(zhì)材料，并且在熔融后與坯體能密實(shí)地結(jié)合，這種類似玻璃質(zhì)的保護(hù)層稱之為釉。上釉的方法:〔1〕拓〔涂〕釉法是用筆或刷子蘸釉漿后直接涂于素胎之上；〔2〕吹釉法是用管筒根據(jù)需要，一端蒙上細(xì)紗，蘸釉漿后吹于胎體之上，屢次反復(fù)至均勻而成〔如前頁圖〕；〔3〕浸釉法一般是用于胎體外部施釉時，手持器坯浸入釉漿中輕輕上下拉動或左右轉(zhuǎn)動，借坯體的吸水性讓釉著附在坯胎上；〔4〕蕩釉法是把釉漿注入器坯內(nèi)，上下左右旋蕩胎體，使釉漿均勻附于器坯內(nèi)壁上。壺瓶、罐類容器常用此法制得；〔5〕輪釉法是將坯體放在旋輪上施釉，利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使釉漿散甩到器坯內(nèi)壁上?！?〕靜電施釉是將釉漿噴至一個不均勻的電場中，使原為中性粒子的釉料帶有負(fù)電荷，隨同壓縮空氣向帶有正電荷的坯體移動，從而到達(dá)施釉的目的?！?〕干法施釉目前包括干壓施釉、釉紙施釉和流化床施釉。窯爐燒結(jié)：燒結(jié)也稱燒成，是坯體瓷化的工藝過程，也是陶瓷制品工藝中最重要的一道工序。經(jīng)成型、枯燥和施釉后的半成品，必須再經(jīng)高溫焙燒，坯體在高溫下發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，使原來由礦物原料組成的生坯，到達(dá)完全致密程度的瓷化狀態(tài)，成為具有一定性能的陶瓷制品。陶瓷外表工藝一般包含三種：陶瓷彩釉、厚膜金屬化處理、陶瓷絲網(wǎng)轉(zhuǎn)印印刷陶瓷彩釉……厚膜金屬化處理厚膜金屬化處理能讓兩種材料結(jié)合起來，并且能發(fā)揮出它們各自的物理特性。導(dǎo)電線路、電阻器和電容器放在陶瓷基片上形成電路，可應(yīng)用在那些不能使用標(biāo)準(zhǔn)玻璃纖維印刷電路板〔PCB〕的產(chǎn)品上。與其他常規(guī)玻璃纖維印刷電路板不同，陶瓷基片的顯著優(yōu)點(diǎn)是可適用于高溫環(huán)境，另外，它們使用的是添加材料，而不是把材料蝕刻掉。陶瓷絲網(wǎng)轉(zhuǎn)印印刷3.2玻璃材料及其工藝玻璃的主要成分是二氧化硅，玻璃質(zhì)地硬且脆，是一種無色的透明材料，并可添加各種成分制成茶色玻璃、淡墨色玻璃、鈷藍(lán)色玻璃等。玻璃一般有兩種分類方法，即按成分分類和按用途分類。按主要成分分類：玻璃按主要成分可以分為非氧化物玻璃和氧化物玻璃。非氧化物玻璃品種和數(shù)量很少，主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。氧化物玻璃又分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。氧化物玻璃通常按玻璃中二氧化硅以及堿金屬、堿土金屬氧化物的不同含量，又分為：石英玻璃的二氧化硅含量大于99.5％，其熱膨脹系數(shù)低、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、透紫外光和紅外光、熔制溫度高、粘度大、成型較難。石英玻璃多用于半導(dǎo)體、電光源、光導(dǎo)通信、激光等技術(shù)和光學(xué)儀器中。高硅氧玻璃的二氧化硅含量約96％，其性質(zhì)與石英玻璃相似。鈉鈣玻璃以二氧化硅含量為主，還含有15％的氧化鈉和16％的氧化鈣，其本錢低廉、易成型，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，其產(chǎn)量占實(shí)用玻璃的90％。鈉鈣玻璃可用于生產(chǎn)玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、燈泡等。鉛硅酸鹽玻璃主要成分有二氧化硅和氧化鉛，具有獨(dú)特的高折射率和高體積電阻，與金屬有良好的浸潤性，可用于制造燈泡、真空管芯柱、晶質(zhì)玻璃器皿圖〔如圖為JAZZ系列水晶餐具〕、火石光學(xué)玻璃等鋁硅酸鹽玻璃以二氧化硅和氧化鋁為主要成分，軟化變形溫度高，用于制作放電燈泡、高溫玻璃溫度計、化學(xué)燃燒管和玻璃纖維等。又稱耐熱玻璃或硬質(zhì)玻璃，以氧化硅和氧化鋇為主要成分，具有良好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，硼硅酸鹽玻璃創(chuàng)造于1912年，其商標(biāo)名為Pyrex。它是第一種耐高溫，有較好抗熱沖擊能力的玻璃材料〔如圖硼硅酸鹽玻璃材料制作的玻璃珠寶〕。硼硅酸鹽玻璃可以用來制作咖啡壺、爐子、實(shí)驗(yàn)室用的玻璃器皿、吊燈〔如圖耐熱玻璃制作的吊燈〕及其它在高溫環(huán)境中工作的設(shè)備。它抗酸和抗化學(xué)介質(zhì)腐蝕的能力很強(qiáng)、熱膨脹率很低，因此被用來制作天文望遠(yuǎn)鏡的鏡片和其它精密儀器。另外，硼硅酸鹽玻璃還可以用作樹脂的強(qiáng)化纖維。磷酸鹽玻璃以五氧化二磷為主要成分，折射率低、色散低，用于光學(xué)儀器中。按用途分類：平板玻璃普通平板玻璃、磨光玻璃、夾絲玻璃、夾層玻璃、軋花玻璃等容器玻璃啤酒瓶、飲料瓶、牛奶瓶、玻璃杯、保溫瓶、鋼化器皿等儀器、醫(yī)療玻璃儀器玻璃、溫度計、玻璃管、醫(yī)療用玻璃等電真空玻璃燈泡殼、電子管、汽車燈、殺菌燈、水銀燈等工藝美術(shù)玻璃刻花玻璃、寶石、玻璃球、光珠、各種裝飾品和工藝品等光學(xué)玻璃鏡頭、反射鏡、眼睛玻璃、保護(hù)鏡、紫外線用玻璃等光纖玻璃芯、皮等建筑用玻璃玻璃磚、玻璃大理石、玻璃飾面磚、微珠、玻璃瓦等照明器具玻璃燈罩、信號燈、燈塔玻璃、感光玻璃、導(dǎo)電玻璃、反射性微珠、反射器等纖維泡沫玻璃玻璃纖維、玻璃絲、玻璃布、棉、鋼化泡沫玻璃等特種玻璃具有特種用途的玻璃其它水面計、儀表盤、浮球等玻璃的根本性能有如下幾方面：(一)強(qiáng)度玻璃抗拉強(qiáng)度較弱，抗壓強(qiáng)度較強(qiáng)。玻璃和陶瓷一樣，也是脆性材料。(二)硬度玻璃的硬度較高，比一般金屬硬，不能用普通刀具進(jìn)行切割。根據(jù)玻璃的硬度可以選擇磨料、磨具和其它的加工方法。(三)光學(xué)特性玻璃是一種高度透明的物質(zhì)。如普通平板玻璃，能透過可見光線的80～90%，紫外線大局部不能透過，但紅外線較易通過。(四)電學(xué)性能常溫下玻璃是電的不良導(dǎo)體。而溫度升高時，玻璃的導(dǎo)電性迅速提高，熔融狀態(tài)時變?yōu)榱紝?dǎo)體。(五)熱性質(zhì)玻璃是熱的不良導(dǎo)體，一般承受不了溫度的急劇變化。(六)化學(xué)穩(wěn)定性玻璃的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定。玻璃的耐酸腐蝕性較高，而耐堿腐蝕性較差。玻璃長期受大氣和雨水的侵蝕，會在外表產(chǎn)生磨損，失去外表的光澤。尤其一些光學(xué)玻璃儀器易受到周圍介質(zhì)的作用，破壞玻璃的透光性，在使用和保存中應(yīng)加以注意。玻璃是一種硬且脆的透明非晶體材料，具有良好的抗風(fēng)化、抗化學(xué)介質(zhì)腐蝕〔氫氟酸、堿除外〕性。下面介紹幾種常用的玻璃材料：1.平板玻璃是建筑玻璃中用量最大的一類，按外表狀態(tài)可分為普通平板玻璃、磨光玻璃、磨砂玻璃、花紋玻璃等品種。2.平板玻璃還可以通過著色、外表處理、復(fù)合等工藝制成具有不同色彩和各種特殊性能的制品，如熱反射玻璃、真空玻璃、鐳射玻璃、中空玻璃、鋼化玻璃、夾絲網(wǎng)玻璃、夾層玻璃、顏色玻璃、低輻射鍍膜玻璃等。〔1〕熱反射玻璃：熱反射玻璃是一種在普通浮法玻璃外表覆上一層金屬介質(zhì)膜以降低太陽光產(chǎn)生的熱量，具有較高的熱反射能力又可以保持良好透光性的平板玻璃。熱反射玻璃外表的金屬介質(zhì)膜具有銀鏡效果，因此熱反射玻璃也稱鏡面玻璃。鍍金屬膜的熱反射玻璃還有單向透像的作用，即白天能在室內(nèi)看到室外景物，而室外看不到室內(nèi)的景像,提供了更好的隱私保護(hù)。目前市面上的熱反射玻璃有金色、茶色、灰色、紫色、褐色、青銅色和淺藍(lán)等?！?〕真空玻璃：真空玻璃是運(yùn)用了保溫瓶的原理，在兩片平行放置的玻璃板之間形成特定空間，對空間抽真空從而形成真空層，杜絕了氣體的熱傳遞，提高隔熱效果。真空玻璃可用于公寓、飯店、醫(yī)院及冰柜的觀察窗等，真空窗戶有很高的實(shí)用性?？崾?，室外高溫?zé)o法“鉆”入室內(nèi)；嚴(yán)冬，房內(nèi)的暖氣不會逸出，稱得上是抵御炎暑、寒冷侵襲的“忠誠衛(wèi)士”，而且沒有空調(diào)所帶來的種種弊端?！?〕鐳射玻璃：鐳射玻璃是在玻璃或透明有機(jī)滌綸薄膜上涂敷一層感光層，利用激光在層上刻劃出任意的幾何光柵或全息光柵，鍍上鋁或銀后涂上保護(hù)漆。它在光線照射下，能形成衍射的彩色光譜，而且隨著光線的入射角或人眼觀察角的改變而呈現(xiàn)出變幻多端的迷人圖案，它的使用壽命可達(dá)50年?！?〕中空玻璃：中空玻璃是將兩片以上的平板玻璃用鋁制空心邊框框住，用膠結(jié)或焊接密封，中間形成自由空間，并充以枯燥空氣。它具有隔熱、隔音、防霜、防結(jié)露等優(yōu)良性能，能在零下25℃到零下40℃條件下正常使用，是現(xiàn)代不可缺少的門窗構(gòu)件，也是新興的透明墻體材料。目前的建筑節(jié)能已引起廣泛重視，建筑物門窗的保溫隔熱是建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，今后中空玻璃的使用將越來越廣泛。〔5〕夾絲玻璃：夾絲玻璃也稱防火玻璃或鋼絲玻璃,通常是指采用壓延方法,將金屬絲或金屬網(wǎng)嵌于玻璃板內(nèi)制成的一種具有抗擊性能的平板玻璃。和普通玻璃相比,夾絲玻璃不僅增加了強(qiáng)度,而且由于內(nèi)嵌鐵線網(wǎng)的特殊內(nèi)部結(jié)構(gòu),在玻璃遭受沖擊或溫度劇變時,其外型仍能保持破而不缺,裂而不散,大大降低了玻璃碎片四處飛濺傷人的風(fēng)險。此外，在遭遇火災(zāi)蔓延,夾絲玻璃自身受熱炸裂時,仍能保持固定狀態(tài),起到隔絕火勢的作用，夾絲玻璃素來被當(dāng)作低本錢的防火玻璃使用。夾絲玻璃通常應(yīng)用于天窗、天棚頂蓋、易受震動的門窗以及防火區(qū)和防煙壁等?！?〕鋼化玻璃：鋼化玻璃是指普通退火玻璃先切割成要求尺寸后，加熱至接近的軟化點(diǎn)，再進(jìn)行快速均勻的冷卻而得到的玻璃。鋼化處理后抗沖擊強(qiáng)度是普通玻璃的5倍以上，抗彎強(qiáng)度是普通玻璃的4倍。鋼化玻璃有良好的熱穩(wěn)定性。鋼化玻璃能承受的溫度差為250～320℃，而普通玻璃只能承受70～100℃的溫差。鋼化玻璃被加熱到200℃后，投入到水中不會破碎。鋼化玻璃由于特殊原因破壞時，形成無棱角的小碎片，能防止或大大減輕對人體的傷害。鋼化玻璃應(yīng)用于一切室內(nèi)恒溫、恒濕、幽靜舒適的商用和民用建筑。〔7〕防彈防盜：防彈防盜玻璃由多片不同厚度的透明浮法玻璃和多片PVB膠片科學(xué)地組合而成。由于玻璃和PVB膠片粘合得非常牢固，且玻璃具有較高的硬度而PVB膠片具有良好的韌性，當(dāng)子彈接觸到玻璃，它的沖擊能量被削弱到很低甚至為零的程度，不能穿透。同樣，金屬的撞擊也只能將玻璃擊碎而不能穿透，因此起到防彈防盜的效果。各單片玻璃的厚度和成品玻璃的總厚度視使用場所而定。防彈防盜玻璃可用作軍事防御、銀行柜臺的護(hù)衛(wèi)玻璃、珠寶玉器、金銀手飾等貴重物品展示柜以及其它特定的工作、生活場所?！?〕夾層玻璃：夾層玻璃是在兩片或多片玻璃之間夾入PVB膠片或灌入液態(tài)膠水壓合、固化而成的復(fù)合結(jié)構(gòu)玻璃。當(dāng)受到外界破壞時，兩邊的玻璃碎片仍粘附在膠層上，防止了碎片飛濺對人體的傷害或?qū)ξ矬w的損壞。夾層玻璃非常適用于特別注重玻璃抗打擊平安性能的領(lǐng)域：如商店的櫥窗、陽臺、樓梯護(hù)欄、天花板、銀行柜臺等?！?0〕低輻射鍍膜玻璃：低輻射鍍膜玻璃是指外表鍍上擁有極低外表輻射率的金屬或其它化合物組成的多層膜層的玻璃。普通玻璃的外表輻射率在0.84左右，低輻射鍍膜玻璃玻璃的外表輻射率在0.25以下〔如圖4-40〕。這種不到頭發(fā)絲百分之一厚度的低輻射膜層對遠(yuǎn)紅外熱輻射的反射率很高，能將80%以上的遠(yuǎn)紅外熱輻射反射回去，而普通透明浮法玻璃、吸熱玻璃的遠(yuǎn)紅外反射率僅在12%左右，所以低輻射鍍膜玻璃具有良好的阻隔熱輻射透過的作用。冬季，它對室內(nèi)暖氣及室內(nèi)物體散發(fā)的熱輻射，可以像一面熱反射鏡一樣，將絕大局部反射回室內(nèi)，保證室內(nèi)熱量不向室外散失，從而節(jié)約取暖費(fèi)用。夏季，它可以阻止室外地面、建筑物發(fā)出的熱輻射進(jìn)入室內(nèi)，節(jié)約空調(diào)制冷費(fèi)用。低輻射鍍膜玻璃的可見光反射率一般在11%以下，與普通白玻相近，低于普通陽光控制鍍膜玻璃的可見光反射率，可防止造成反射光污染?！?1〕智能調(diào)光玻璃智能調(diào)光玻璃是由一層透明玻璃和一層上層玻璃組成，中間有一層液晶膠片層。在膠片上通電流來刺激液晶，使它們自身有序的排列，玻璃就變得透明。當(dāng)電流被切斷，液晶也就被釋放，光線被打亂到各個方向，玻璃也就變的不再透明。只要撥動開關(guān)，這種材料就可以從不透明變成透明——現(xiàn)在你可以看的一清二楚，一會它又變得朦朧了。智能調(diào)光玻璃可以取代傳統(tǒng)窗戶、墻壁和遮簾，用作室內(nèi)外的隔斷，并且可以改變民用和辦公環(huán)境，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于高檔辦公室、商業(yè)、住宅、機(jī)房、汽車以及航天等領(lǐng)域?！?2〕感光玻璃感光玻璃是一種含金、銀、銅、鈀等感光化合物和鈰、銫等增感劑能經(jīng)感光而顯色的玻璃。在這種玻璃上覆蓋一張能局部遮隔短波射線〔如紫外線、X射線等〕的底片，用弧光燈或水銀燈等進(jìn)行照射產(chǎn)生的短波射線能使玻璃中的金屬離子復(fù)原成原子，再經(jīng)熱處理使金屬原子凝集成膠體粒子，同時在光的散射下，金屬膠體粒子顯現(xiàn)出各種美麗顏色的影像，而未受到照射的局部仍透明無色。感光玻璃顏色有藍(lán)、黃、橙、桃紅和深紅等，鮮艷而經(jīng)久不變。通常用于藝術(shù)制品、日用器皿和建筑裝飾等方面。〔13〕導(dǎo)電膜玻璃導(dǎo)電膜玻璃是將普通玻璃加熱，然后在其外表熱噴易氣化的物質(zhì)〔四氯化錫〕。四氯化錫在高溫下分解為錫和氧化錫，在玻璃外表上就附著了一層錫和氧化錫薄膜，從而具有導(dǎo)電性。導(dǎo)電膜玻璃的主要用途：把發(fā)光材料涂在玻璃的導(dǎo)電膜上，電極通電后發(fā)光材料就可發(fā)出均勻的光，如將一局部腐蝕掉，就能作為顯示器的材料。電子表、比賽場上的記分牌等都是由兩片導(dǎo)電膜玻璃組成一個盒子，內(nèi)放液晶，在上面按數(shù)字要求引出不同的線，每條線上引出一個頭，由一塊集成塊控制，就可顯示數(shù)字。導(dǎo)電膜玻璃用作飛機(jī)、船只駕駛窗的窗玻璃。在海上，當(dāng)氣溫降低，玻璃上易結(jié)露變模糊，影響駕駛員的視線，用導(dǎo)電膜玻璃作為窗玻璃，并在上面裝一熱敏電阻，通過一個控制盒來控制電路的通斷，從而調(diào)節(jié)玻璃外表的溫度，當(dāng)外面溫度偏低時，電源可以自動接通并加熱，這樣玻璃外表就不易結(jié)露?！?4〕冰裂玻璃通常冰裂玻璃有夾膠，灌漿，打膠這3種制作方式。其中夾膠最好，灌漿次之。常見冰裂玻璃的厚度規(guī)格為4+4+4，5+5+5，8+5+8。就是有三層玻璃組合而成的。4+4+4就是12毫米的。如果前后兩面玻璃還要鋼化的，那么會更貴一些。“冰裂紋”玻璃中間為鋼化玻璃，鋼化玻璃擊碎后碎片的大小取決于玻璃鋼化的用時以及強(qiáng)度，玻璃鋼化的時間越長或者強(qiáng)度越大，擊碎后碎片的大小就越小，反之玻璃鋼化的時間越短或者強(qiáng)度越低，擊碎后碎片的大小就越大，訂做“冰裂紋”的玻璃時應(yīng)注意這點(diǎn)?！捕称髅蟛Ａ髅蟛ＡОㄆ【破?、酒瓶、清涼飲料瓶、牛奶瓶、食品瓶、調(diào)味料瓶(如圖)、耐酸瓶、藥瓶、化裝品瓶、玻璃杯(如圖)、保溫瓶、鋼化器皿等。器皿玻璃具有清潔衛(wèi)生、美觀、透明、化學(xué)穩(wěn)定性高、不透氣、易于密封、保持盛裝物品性質(zhì)不變、可以屢次周轉(zhuǎn)使用、原料豐富、價格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為食品、醫(yī)藥、化學(xué)工業(yè)廣泛采用的包裝材料。玻璃瓶罐的主要缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低、易破損和盛裝單位物品的重量大。玻璃成型：〔一〕平板玻璃成型工藝平板玻璃成型方法主要有：垂直法、浮法、拉制法、壓延法等?！捕碂釓澆Ａ釓澆ＡЬ褪菍⒉Ａё陨砘涑尚汀⒉ＡХ旁诟邷爻尚湍＞呱?，加熱到一定630度左右，玻璃變得柔軟容易成型，待其自然冷卻后就會形成形狀。典型產(chǎn)品：碗碟、雜志架、桌椅、桌面用具。工藝優(yōu)點(diǎn)：適用于大多數(shù)玻璃片；玻璃片材可以在一次操作中形成獨(dú)特的立體形態(tài)。工藝缺點(diǎn)：加工緩慢，如果技術(shù)不熟練容易出錯?！踩潮”谥锌詹Ａе破返某尚凸に嚬I(yè)革命以前空心玻璃的成型方法主要是手工成型，到19世紀(jì)末隨著技術(shù)的開展進(jìn)入了半機(jī)械化時期，近幾十年來又由機(jī)械化進(jìn)展為成型過程的自動化，使空心玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量有了大幅度的提高?！?〕手工成型：手工成型到目前為止仍不失為一個重要的成型方法，大多用于生產(chǎn)高級器皿、藝術(shù)玻璃以及形狀復(fù)雜需求量不大的制品。手工成型主要有吹制、壓制、拉制和自由成型等。典型產(chǎn)品：任何形式的餐具或雕塑。工藝優(yōu)點(diǎn)：可創(chuàng)造自由的形態(tài)；適于形態(tài)復(fù)雜的藝術(shù)創(chuàng)作；可進(jìn)行單件、小批量、大批量的生產(chǎn)。工藝缺點(diǎn)：消耗人工，因此較為昂貴；需要熟練的技巧。〔2〕機(jī)器重吹法吹制成型用重吹法制造產(chǎn)品需要將原料混和加溫至1550攝氏度左右，熔化后的玻璃就像一節(jié)一節(jié)的香腸〔俗稱玻璃膏球〕被擠出，并垂落到加工機(jī)器中。在這個階段，空氣注入瓶子，使瓶子局部成型，其中也包括瓶頸。將半成型的瓶子旋轉(zhuǎn)180度，這時將空氣再次注入模具，將玻璃加工成最終形態(tài)。最后，翻開不同局部的模具，將玻璃瓶放在傳送帶上，送入退火爐上消除玻璃的張力。典型產(chǎn)品：適合生產(chǎn)窄頸的化學(xué)容器、酒瓶、油瓶等。加工尺寸：產(chǎn)品高度一般不高于300cm。工藝優(yōu)點(diǎn)：該工藝幾乎適合所有玻璃；生產(chǎn)速度快；批量大的時候單件價格低。工藝缺點(diǎn)：設(shè)備投資高，需要很大的生產(chǎn)空間。僅限于生產(chǎn)形態(tài)簡單的薄壁中空玻璃產(chǎn)品。外表會有合模線。為玻璃添加顏色會比較昂貴?！?〕機(jī)器壓吹法吹制成型先將玻璃黏料壓制成雛形型塊，再將壓縮氣體吹入熱熔融的玻璃型塊中，吹脹使之成為中空制品。這樣的加工方法用于加工瓶、罐等形狀的器皿。吹制成型適合大規(guī)模生產(chǎn)。典型產(chǎn)品：適合生產(chǎn)寬頸的容器等。加工尺寸：產(chǎn)品高度一般不高于300cm。工藝優(yōu)點(diǎn)：該工藝幾乎適合所有玻璃；生產(chǎn)速度快；批量大的時候單件價格低。工藝缺點(diǎn)：設(shè)備投資高，需要極高產(chǎn)量才能降低價格。僅限于生產(chǎn)形態(tài)簡單的薄壁中空玻璃產(chǎn)品。外表會有合模線。為玻璃添加顏色會比較昂貴。〔4〕玻璃管拉絲模塑玻璃管拉絲模塑就是將柔軟的可塑玻璃推壓成型。將玻璃管夾在緩慢旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上，通過噴燈對特定區(qū)域加熱，然后將玻璃管推入木質(zhì)模具中，最后按需要保存開口或者旋轉(zhuǎn)封閉產(chǎn)品的末端。典型產(chǎn)品：實(shí)驗(yàn)室儀器、包裝容器、溫度計等。加工尺寸：受工人技術(shù)和車床的限制。工藝優(yōu)點(diǎn)：由于是半手工半機(jī)械加工，工藝過程靈活；批量生產(chǎn)時，產(chǎn)品個體會有所不同；對試驗(yàn)性和概念產(chǎn)品而言，比較經(jīng)濟(jì)；可加工復(fù)雜形態(tài)；在生產(chǎn)前，無需昂貴的模具投資。工藝缺點(diǎn)：一般只限于加工硼硅鹽酸玻璃；對大批量而言，并不經(jīng)濟(jì)。〔四〕碟盤狀制品成型〔壓制〕除了熱彎玻璃法可以制造碟盤制品之外，更典型、更快速的制作玻璃碟盤的工藝是壓制成型。壓制成型一般用于加工容易脫模的造型，如較為扁平的盤碟和形狀規(guī)整的玻璃磚。壓制成型又分為手工壓制和機(jī)械壓制兩種。手工壓制是半機(jī)械化的成型方法，主要是由實(shí)心鐵桿挑料、經(jīng)剪料后，將玻璃滴落入鐵模中，最后靠沖頭的擠壓力在模具中成型。機(jī)械壓制法與人工壓制法的區(qū)別在于機(jī)械壓制法采用滴料供料和自動壓機(jī)成型。典型產(chǎn)品：扁平狀的餐具。工藝優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單，尺寸準(zhǔn)確，制造速度快，制品內(nèi)外外表都可帶有花紋〔立體無色的壓花〕，不像吹制玻璃只能在外外表制作花紋。工藝缺點(diǎn)：壓制品外表有模縫、不光滑。壓制法不能用于生產(chǎn)內(nèi)腔上小下大、薄長的空心制品。不適合制造有顏色圖案的產(chǎn)品；不適合制造過于薄壁的產(chǎn)品；不適合制造玻璃容器。與吹制相比，壓制的設(shè)備費(fèi)用更高。〔五〕其他工藝窯燒玻璃：把浮法玻璃放到不易熔化的模具上，以此來產(chǎn)生褶皺和花紋。由于可以產(chǎn)生大范圍的外表效果，窯燒玻璃正成為當(dāng)代建筑和內(nèi)部裝潢中越來越普遍使用的材料。根據(jù)所需紋理和效果的不同，普通的浮法玻璃可以放置在陶瓷、沙、石膏或者混凝土制的模具上。加熱以后，玻璃就獲得了模具的紋理和形狀，然后再慢慢冷卻和退火。由于玻璃的厚度和大小存在差異，這一過程大概需要12小時到1周的時間。玻璃后期加工：〔一〕玻璃的熱處理玻璃制品在生產(chǎn)中，由于要經(jīng)受劇烈和不均勻的溫度變化，導(dǎo)致制品內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力。結(jié)構(gòu)變化的不均勻及熱應(yīng)力的存在會降低制品的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，很可能在成型后的冷卻、存放和機(jī)械加工過程中自行破裂；制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的不均勻性，又可能造成玻璃制品光學(xué)性質(zhì)的不均勻。因此，玻璃制品成型后，一般都要經(jīng)過熱處理。玻璃制品的熱處理，一般包括退火和淬火兩種工藝?！捕巢ＡУ亩渭庸こ尚秃蟮牟Ａе破?，除極少數(shù)能直接符合要求外〔如瓶罐等〕，大多數(shù)還需進(jìn)一步加工，以得到符合要求的制品。經(jīng)過二次加工可以改善玻璃制品的外表性質(zhì)、外觀質(zhì)量和外觀效果。玻璃制品的二次加工可分為冷加工和熱加工。冷加工是指在常溫下通過機(jī)械方法來改變玻璃制品的外形和外表狀態(tài)所進(jìn)行的工藝過程。冷加工的根本方法包括研磨、拋光、切割、磨邊、噴砂、鉆孔和刻花等?！?〕研磨：研磨是為了磨除玻璃制品的外表缺陷或成形后殘存的凸出局部，使制品獲得所要求的形狀、尺寸和平整度?！?〕拋光：拋光是用拋光材料消除玻璃外表在研磨后仍殘存的凹凸層和裂紋，以獲得光滑、平整的外表?！?〕切割：切割是用金剛石或硬質(zhì)合金刀具劃割玻璃外表并使之在劃痕處斷開的加工過程?！?〕磨邊：磨邊是磨除玻璃邊緣棱角和粗糙截面的方法?！?〕噴砂：噴砂是通過噴槍用壓縮空氣將磨料噴射到玻璃外表以形成花紋圖案或文字的加工方法?！?〕鉆孔：鉆孔是利用硬質(zhì)合金鉆頭、鉆石鉆頭或超聲波等方法對玻璃制品進(jìn)行打孔。〔7〕刻花：刻花是用砂輪等工具在玻璃制品外表刻磨圖案的加工方法。有很多形狀復(fù)雜和要求特殊的玻璃制品，需要通過熱加工進(jìn)行最后成型。此外，熱加工還用來改善制品的性能和外觀質(zhì)量。熱加工的方法主要包括：火焰切割、火拋光、鉆孔、鋒利邊緣的燒口、燈燒等。燈燒更多地被用作進(jìn)行小批量玻璃加工。在一般的手工造型步驟之前，還包含一個局部加熱過程。因?yàn)榛鹧婵梢詫?zhǔn)特定的局部，玻璃制造者能夠進(jìn)行精確控制，而這一點(diǎn)在吹制加工中是很難做到的。這種工藝適合科學(xué)儀器、裝飾用雕像、溫度計、油醬瓶、珠子、花卉裝飾等的生產(chǎn)。玻璃外表處理工藝包括玻璃制品光滑面與散光面的形成〔如器皿玻璃的化學(xué)刻蝕、燈泡的毛蝕、玻璃化學(xué)拋光等〕、外表著色和外表涂層〔如鏡子鍍銀、外表導(dǎo)電〕等等。〔一〕玻璃彩飾玻璃彩飾是利用彩色釉料對玻璃制品進(jìn)行裝飾的過程。常見的彩飾方法有：描繪、噴花、貼花和印花等。彩飾方法可單獨(dú)采用，也可組合采用。描繪是按圖案設(shè)計要求用筆將釉料涂繪在制品外表。噴花是將圖案把戲制成鏤空型版緊貼在制品外表，用噴槍將釉料噴到制品上。貼花是先用彩色釉料將圖案印刷在特殊紙上或薄膜上制成花紙，然后將花紙貼到制品外表。印花是采用絲網(wǎng)印刷方式用釉料將花紋圖案印在制品外表。所有玻璃制品彩飾后都需要進(jìn)行彩燒，才能使釉料牢固的熔附在玻璃外表，并使色釉平滑、光亮、鮮艷，且經(jīng)久耐用?！捕巢Ａg刻玻璃蝕刻是一種利用氫氟酸的腐蝕作用，使玻璃獲得不透明毛面的方法。工藝的步驟是首先在玻璃外表涂覆石蠟、松節(jié)油等作為保護(hù)層并在其上刻繪圖案，再用氫氟酸溶液腐蝕刻繪所露出的局部。蝕刻程度可通過調(diào)節(jié)酸液濃度和腐蝕所用的時間來控制，蝕刻完畢后除去保護(hù)層就可以到達(dá)效果了。這種方法一般多用于玻璃儀器的刻度和標(biāo)字，玻璃器皿和平板玻璃的裝飾等?！踩巢Ａу冦y玻璃鍍銀會產(chǎn)生一種鏡面反光效果。制作的工藝是先將玻璃吹入一個模具來制作外形，然后再將它放到另一個模具中，來制作內(nèi)部形狀。而后將硝酸銀溶液經(jīng)玻璃物品被切開的小口倒入內(nèi)腔。經(jīng)過幾分鐘，鍍銀會沉淀到玻璃的外表，然后把溶液倒掉。一旦這種鍍銀覆蓋物干了，還會繼續(xù)暴露在空氣中逐漸被腐蝕掉。為了防止這種情況發(fā)生，就用膠水將一層鏡面用薄膜粘在最外面，形成一層密封膜。〔四〕裝飾薄膜塑性薄膜可以改變櫥窗及建筑玻璃的外觀。這種薄膜可以使用酸蝕刻來刻繪圖案，也可著色或制成鏡面效果。從不同的角度看，有時會非常清楚，有時又會產(chǎn)生朦朧的效果。這種薄膜產(chǎn)品最主要的優(yōu)點(diǎn)是它們既可以增添玻璃上的裝飾，也可去除玻璃上的裝飾或是根據(jù)需要進(jìn)行隔斷。薄膜可以直接在現(xiàn)場進(jìn)行安裝，也可以隨時移除或是更換。因外形可隨意切割成型，設(shè)計師的才能得以自由發(fā)揮。這種薄膜產(chǎn)品并不只局限于裝飾性應(yīng)用，也用于建筑物上采集太陽熱能，它還具有防碎裂功能。主要應(yīng)用在櫥窗、辦公隔斷、家具、門等的制作上。3.3產(chǎn)品設(shè)計中陶瓷、玻璃產(chǎn)品應(yīng)用的例子Galactica水果盤Levy這個為Gaia&Gino設(shè)計的陶制水果盤的創(chuàng)意來自于天空中的星座，創(chuàng)造出一種空靈感和體積感。這個盤子先由模具成型，然后按照圖案手工挖洞。Lery追求讓這個水果盤呈現(xiàn)出一種建筑上的空間感，試想將其放大或許會是一個十分夢幻的公共空間。他采用了3D印花等工藝，和法國一家陶瓷花瓶公司共同生產(chǎn)了這一無縫陶制水果盤。TonfiskOma檸檬榨汁機(jī)這是由JenniOjala和SusannaHoikkala設(shè)計的榨汁機(jī)，它不僅簡單大方，而且實(shí)用方便，使用時只需將切好的半個檸檬在榨汁機(jī)中一轉(zhuǎn)，便可從漏嘴中倒出檸檬汁。陶瓷材料對酸、堿的抗蝕能力也是設(shè)計師在設(shè)計過程中考慮的重要因素。TonfiskOma設(shè)計的成功在于合理選擇了材料以及外形的親切可愛，即使你不需要這樣的榨汁機(jī)，買一個擺在家中也會讓你心情愉悅。選材理由：1.陶瓷材料不易被油污，易清潔2.陶瓷材料抗酸性、抗堿性較強(qiáng)3.成型工藝簡單、本錢低“溫暖”茶具這套茶具套裝系列是由陶瓷和橡木組成。它與傳統(tǒng)茶壺不同的是，利用加工成薄片狀的木板如同手鐲一般巧妙地包裹住壺體下端，取代了一成不變的壺把手，同樣起到拿取功用和保暖效果。壺口厚實(shí)的軟木塞令人感覺與自然更為親近，質(zhì)樸而憨厚，與朋友對飲時，會從心里感覺充滿溫情?！皽嘏辈杈卟捎玫牟馁|(zhì)較輕便，木環(huán)裝卸隨意，陶瓷主體可供微波爐、洗碗機(jī)和烤箱使用，木質(zhì)局部可任選桃木或橡木制成。選材理由：1.陶瓷材料用作茶具易于清潔，且耐高溫的特性可用于加熱食品。2.造型簡單大方，陶瓷成型工藝本錢低。3.陶瓷與木材的材質(zhì)比照獲得新的質(zhì)感體驗(yàn)。海綿花瓶〔工藝上的創(chuàng)新〕這款海綿花瓶表達(dá)了一種現(xiàn)代創(chuàng)意，它實(shí)際上是設(shè)計師將陶漿完全浸透入海綿，接著用手指隨意捅出放插花容器的小孔，然后在瓷窯中進(jìn)行燒制而完成的。海綿在高溫下化為灰燼，只剩下酷似海綿的陶瓷海綿胎體。把陶土制成的管狀的花托放入陶瓷海綿胎體的孔中，就得到了這款新奇別致、現(xiàn)代前衛(wèi)的花瓶。選材理由：1.陶瓷制品在粗坯狀態(tài)時可塑性好。2.陶瓷材料耐高溫，同海綿一起燒制會得到陶瓷海綿胎體。3.成型工藝簡單，本錢較低。Mistic大燭臺和花瓶這個產(chǎn)品是用硅酸硼玻璃管做成這個具有未來風(fēng)格的東西。最終這個透明的，將燭臺和花瓶融合一起的產(chǎn)品獲得了2006DesignPlusAward。SnobGlassCollectionArikLevy為Gaia&Gino設(shè)計的這一系列吹制而成的玻璃制品是在波蘭生產(chǎn)的。雖采用了傳統(tǒng)的工藝，但是從技術(shù)上講，這只是關(guān)于線性的緊張度，并不苛求精確的形式，所以造型的發(fā)揮較大〔如圖4-69〕。選材理由：1.玻璃材質(zhì)晶瑩剔透、空間感強(qiáng)2.玻璃的透光、透明性好，抗污性強(qiáng)，易清潔3.生產(chǎn)工藝簡單，本錢低相關(guān)小知識青瓷冰裂紋青瓷在燒制過程中，坯釉會發(fā)生較大收縮，古人巧妙地利用坯釉收縮系數(shù)不同的特性，創(chuàng)造了裂紋釉。宋朝五大名窯之一的哥窯就是以燒制紋片釉著稱，其中冰裂紋被視為瓷中珍品。古代青瓷冰裂紋是南宋遷都臨安〔今杭州〕后專為宮廷燒制的御用瓷，制作工藝異常復(fù)雜，需近百道工序，這個工藝已失傳一千多年。為恢復(fù)失傳千年的龍泉青瓷冰裂紋藝術(shù)，在無史料記載的情況下，青瓷藝人歷經(jīng)無數(shù)次的試驗(yàn)和摸索，終于燒制成功如冰破裂立體感非常強(qiáng)的冰裂紋，并榮獲國家創(chuàng)造專利，中央電視臺作過專題采訪。體驗(yàn)青瓷冰裂紋作品的出窯過程，真是一次美的享受，當(dāng)窯溫降至100℃左右，窯門徐徐拉開，只聽見窯內(nèi)噼噼啪啪響成一片，取出一件瓷品，未見任何裂紋痕跡，須臾，隨著一聲聲清脆的炸裂聲，令人驚奇的現(xiàn)象出現(xiàn)了，就像在暗房沖洗照片的顯影效果一樣，似萬花筒花卉的奇異紋片漸漸顯露，簡直令人不可思議。第四章塑料橡膠及其工藝 4.1塑料概述 4.2塑料的一般性質(zhì) 4.3塑料制品的缺陷4.4塑料的分類以及常見塑料4.5塑料成型工藝4.6塑料后期工藝4.7橡膠及其工藝4.1塑料概述在20世紀(jì)初，人類歷史上第一個合成樹脂——酚醛樹脂在美國誕生，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，從此拉開了塑料工業(yè)開展的序幕。塑料在工業(yè)上的定義是：一類以合成樹脂為根本成分，參加一定量不同添加劑的混合物，它在一定溫度、壓力和時間下能制成規(guī)定形狀和尺寸且具有一定功能的制品。塑料相比金屬等傳統(tǒng)材料而言，具有極大的可塑性，幾乎能實(shí)現(xiàn)所有的造型，極大地豐富了人們的視覺體驗(yàn)。塑料在第二次世界大戰(zhàn)后獲得迅速的開展。其主要原因是塑料原料廣泛，性能優(yōu)良，加工成型方便，具有裝飾性和現(xiàn)代質(zhì)感。而且，塑料的品種繁多，價格比較低廉，在儀器、儀表、家用電器、醫(yī)療器械、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)輕工、包裝日用雜貨乃至生活領(lǐng)域的各個方面都得到廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)設(shè)計中，合理使用塑料可制造出形式與功能兼?zhèn)涞漠a(chǎn)品。例如，假設(shè)設(shè)計的零部件是用于化工設(shè)備，那么可選用聚四氟乙烯、氯化聚醚等耐腐蝕性極好的材料；假設(shè)對于要求足夠強(qiáng)度、剛性、耐沖擊性、耐震性以及良好外觀的汽車保險杠那么可選用聚丙烯、聚碳酸酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯等具有高剛性、高耐沖擊性、可焊接，有良好外表光澤的材料。近年來，塑料工業(yè)開展迅速，要適應(yīng)這種材料的開展趨勢，設(shè)計人員有必要熟練掌握塑料的性能和用途，在設(shè)計過程中合理利用它們。4.2塑料的一般性質(zhì)〔一〕塑料的一般性質(zhì)塑料品種繁多，性質(zhì)差異較大，總的來說具有以下一些根本特性：1．質(zhì)量輕、強(qiáng)度高塑料的密度約為鋼的1/6，鋁的1/2。由于質(zhì)量輕，塑料的比強(qiáng)度〔按材料單位重量計算的強(qiáng)度〕較高，不亞于一般金屬。質(zhì)輕對于減輕機(jī)械設(shè)備的重量非常有利，特別是對于那些要求全面減輕自重的車輛、船舶、飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星和其它尖端設(shè)備來說，更具有重要意義。日常生活中塑料特別適合制造輕巧的日用品和家用電器零件，如下圖為生活中常見的塑料用品，它們都具有質(zhì)輕且強(qiáng)度高的特點(diǎn)。2．較好的化學(xué)穩(wěn)定性 塑料一般都有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，對酸堿等化學(xué)藥物具有良好的抗腐蝕性能。例如，聚四氟乙烯能耐各種酸堿的侵蝕，甚至在能溶解黃金的“王水”中煮沸時，仍不受影響。3．優(yōu)異的電氣絕緣性幾乎所有的塑料都具有優(yōu)越的電絕緣性、極小的介質(zhì)損耗以及優(yōu)良的耐電弧特性。它們可以與陶瓷、橡膠等絕緣材料相媲美，在電器、電機(jī)、無線電和電子工業(yè)上應(yīng)用塑料具有獨(dú)特的意義。塑料被廣泛地用來制造電絕緣材料、絕熱保溫材料以及隔音吸音材料。如圖為“CA”螺絲刀，其手柄材料采用了乙酸酯纖維素塑料，可以很好地絕緣。4．優(yōu)良的耐磨性、減摩性和自潤滑性塑料的硬度比金屬低，但是塑料的摩擦、耐磨損性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于金屬。塑料的磨擦系數(shù)較低，同時許多塑料本身就具有潤滑性，如聚四氟乙烯、尼龍等。5．良好的消聲性和吸震性采用塑料制成的傳動磨擦零件，可以減少噪音，降低振動，提高運(yùn)轉(zhuǎn)速度。例如采用塑料齒輪可提高其運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，并能減少噪音，改善了勞動環(huán)境。6．優(yōu)異的光學(xué)性能塑料的折光率較高，并且具有很好的光澤。不加填充劑的塑料大都可以制成透光性良好的制品，如有機(jī)玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯等制成的產(chǎn)品都有晶瑩透明的效果。目前，這些塑料已廣泛地被用來制造玻璃窗、罩殼、透明薄膜以及光導(dǎo)纖維材料。7．多種防護(hù)性能塑料的耐蝕性、絕緣性等，皆表達(dá)出塑料對其它物質(zhì)的防護(hù)性。此外塑料還具有防水、防潮、防輻射、防震等多種防護(hù)性能，被廣泛地用來制造食品、化工、航天、原子能工業(yè)的包裝材料和防護(hù)材料。如圖6-8為果凍瓦片，這些五顏六色、半透明的軟制瓦片由聚氨酯膠凝體制成，可以起到防護(hù)和裝飾的作用。4.3塑料制品的缺陷塑料雖然具有上述的優(yōu)良性能，但也存在許多缺乏之處。在使用塑料時，還必須考慮以下幾個問題：1．塑料性質(zhì)隨外部條件變化的問題塑料的力學(xué)性質(zhì)隨外部條件而改變，例如塑料只要長時間保持拉力負(fù)荷，即使在很低的負(fù)荷下，塑料制品也會慢慢地產(chǎn)生變形，以致逐漸破壞。這種現(xiàn)象稱為“蠕變”。另外在連續(xù)承受交變負(fù)荷的使用場合，即使材料處于低應(yīng)力狀態(tài)，也容易發(fā)熱。設(shè)計師需要根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境，確定是否選擇塑料材料。2．塑料的老化問題塑料制品在使用過程中，由于受到氧、熱、紫外光線、機(jī)械力、水蒸氣以及微生物等因素的作用，逐漸失去彈性，出現(xiàn)龜〔jun〕裂、變硬變脆或發(fā)粘軟化、失去光澤或變色、物理機(jī)械性能變差等現(xiàn)象稱為塑料的老化。塑料與金屬及工業(yè)陶瓷相比更容易老化。一般可以通過外表防護(hù)、改良塑料的結(jié)構(gòu)、參加防老化劑這幾種方法延緩塑料的老化。3．塑料的耐腐蝕問題塑料放置在自然界中不生銹，無外觀變化，但完全抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、無機(jī)化學(xué)藥品、有機(jī)化學(xué)藥品、溶劑類腐蝕的塑料仍然很少。被腐蝕后的塑料一般重量增加，體積膨脹、強(qiáng)度下降。4．塑料的帶電問題塑料有摩擦帶電的現(xiàn)象，特別在枯燥的冬季，塑料制品更易吸附塵埃、。所以，用塑料制作的椅子坐板或靠背易使化纖衣料纖維脫落。5．塑料的降解與環(huán)境問題設(shè)計塑料產(chǎn)品時要注意材料的回收和降解，以保護(hù)生態(tài)環(huán)境。4.4塑料的分類以及常見的塑料第一是按樹脂受熱時的行為分：熱塑性塑料加熱時變軟以至熔融流動，冷卻時凝固變硬，這種過程是可逆的，可以反復(fù)進(jìn)行，工藝上具有屢次重復(fù)加工性。熱固性塑料在第一次加熱時可以軟化流動，加熱到一定的溫度時產(chǎn)生化學(xué)反響，交聯(lián)固化而變硬，其過程是不可逆的，再次加熱已不能變軟，工藝上不具備重復(fù)加工性。第二是按塑料使用范圍分：按性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，可大致將現(xiàn)有的塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三大類。但要注意的是這種分類并不十分嚴(yán)格，隨著通用塑料工程化〔也叫優(yōu)質(zhì)化〕技術(shù)的進(jìn)步，通過改性或合金化的通用塑料，已可以在某些領(lǐng)域替代工程塑料。〔1〕通用塑料：是指產(chǎn)量大、應(yīng)用范圍廣泛、價格低、綜合性能較好但力學(xué)性能一般的一類塑料。主要用于非結(jié)構(gòu)材料?！?〕工程塑料：是指物理力學(xué)性能及熱性能好，能在較寬的溫度范圍和苛刻的物理、化學(xué)環(huán)境下使用的塑料。價格較昂貴，性能優(yōu)異，可作為結(jié)構(gòu)材料。工程塑料用途范圍相對狹窄，一般都是按某些特殊用途生產(chǎn)一定批量的材料。但隨科技的開展，當(dāng)今工業(yè)部門和工程對工程塑料的需求量迅速增長，推進(jìn)了工程塑料的工業(yè)化進(jìn)程。工程塑料一般分為通用工程塑料和特種工程塑料兩種。以下先介紹10種通用塑料：〔一〕聚乙烯〔PE〕1．特性概述聚乙烯是由單體乙烯聚合而成的聚合物，乙烯單體通過石油裂解得到，屬于熱塑性塑料，易于加工成型。聚乙烯按密度不同可分為四個品種：低密度聚乙烯〔LDPE〕、高密度聚乙烯〔HDPE〕、線形低密度聚乙烯〔LLDPE〕、超高分子量聚乙烯〔UHMWPE〕。聚乙烯產(chǎn)量自20世紀(jì)60年代以來一直占塑料產(chǎn)量首位，其主要性能如下：〔1〕為乳白色蠟狀半透明材料,比水輕、易燃、無味、無毒；〔2〕機(jī)械強(qiáng)度不高，但抗沖擊性能好，是一種典型的軟而韌的聚合物材料；〔3〕有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在常溫下各種酸、堿對其不起作用；〔4〕耐熱性不好，熱變形溫度在塑料材料中很低，但耐低溫性好；〔5〕有十分優(yōu)異的電絕緣性，能做高壓絕緣材料。2．主要用途〔1〕低密度聚乙烯常應(yīng)用于制造家具、玩具、家用電器和高透明塑料薄膜、塑料瓶〔最常見如垃圾袋〕等；〔2〕高密度聚乙烯常應(yīng)用于制造農(nóng)藥噴霧器的氣室、摩托車的鏈條護(hù)罩板、汽車油箱等；〔3〕可作為化工設(shè)備與貯槽的耐腐蝕涂層襯里，以代替銅和不銹鋼；〔4〕可作電線護(hù)套層、電纜絕緣護(hù)套等。聚乙烯在產(chǎn)品中的應(yīng)用實(shí)例：如圖為西班牙的聚乙烯公共桌椅。產(chǎn)品特點(diǎn)：這套桌椅以獨(dú)具意趣的雕塑感塑料造型美化了公共空間，選擇聚乙烯為材料是由于它可附著豐富的顏色并具超強(qiáng)的抗打擊韌性、抗酸腐蝕性，這些特性對于制造公共桌椅具有重要意義?！捕尘勐纫蚁睵VC〕1．特性概述聚氯乙烯是氯乙烯單體在過氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑作用下，或在光、熱作用下聚合而成的聚合物，屬于熱塑性塑料，是最早工業(yè)化生產(chǎn)的塑料品種之一，目前產(chǎn)量僅次于聚乙烯，位居第二，但其密度、強(qiáng)度、剛度、硬度均高于聚乙烯。按參加增塑劑用量，聚氯乙烯可分為硬質(zhì)聚氯乙烯和軟質(zhì)聚氯乙烯。其主要性能如下：〔1〕軟質(zhì)聚氯乙烯堅韌柔軟、具有彈性體性質(zhì)；硬質(zhì)聚氯乙烯強(qiáng)度、剛度、硬度較高，韌性較差，沖擊強(qiáng)度很低。聚氯乙烯是脆性材料，沖擊強(qiáng)度強(qiáng)烈地依賴于溫度，低溫下韌性差；〔2〕能耐大多數(shù)酸〔除濃硫酸、濃硝酸對它有傷害外〕、堿、許多有機(jī)溶劑和無機(jī)鹽溶液，適合制作防腐材料；〔3〕熱穩(wěn)定性很差，對光敏感，耐熱性能也不高；〔4〕電性能比較好，一般僅適合用于低頻絕緣材料；〔5〕工藝特性：①聚氯乙烯的熔融溫度比分解溫度高，所以加工過程中必須參加熱穩(wěn)定劑以防止其加工時分解；②聚氯乙烯著色容易；〔6〕考前須知：單體氯乙烯含有毒物質(zhì)，這些物質(zhì)遇水、酸、堿、酒精、油脂等便會溶出，從而污染食品，人們食用顯然是不平安的，在產(chǎn)品設(shè)計中要充分注意。2．主要用途聚氯乙烯的應(yīng)用極為廣泛，從建筑到日常生活領(lǐng)域，均有它的制品：〔1〕建筑領(lǐng)域：是聚氯乙烯最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，可制成各種管材、板材，還可制作窗戶、樓梯扶手、窗簾、壁紙、百葉窗等?！?〕電子電器產(chǎn)品領(lǐng)域：制作家用電器外殼；用做電器絕緣材料和電線的絕緣層，目前幾乎完全代替了橡膠，但要注意由于聚氯乙烯不耐高溫，故一般只適于作為室內(nèi)電燈線、播送線和電纜的襯套，不宜用于電鉻鐵、電熨斗和電爐等產(chǎn)生高溫的電器用具。〔3〕日用品領(lǐng)域：可制作顏色多樣、質(zhì)地柔軟、富有彈性、具有皮革光澤的人造革，可廣泛用作防雨布和旅行包、各種皮箱、皮衣、手套材料；制作辦公用品、家具等；〔4〕大量用于車輛、飛機(jī)、船舶的內(nèi)裝飾及其座椅面料等；〔5〕可做中空包裝和薄膜?！踩尘郾睵P〕1．特性概述聚丙烯是以丙烯為單體，經(jīng)過多種工藝方法聚合制得的高聚物，通常為白色、易燃的蠟狀物，屬于熱塑性塑料。聚丙烯目前已成為開展速度最快的塑料品種之一，其產(chǎn)量僅次于聚乙烯與聚氯乙烯，居第三位。其主要性能如下：〔1〕相對密度小，是塑料中除4-甲基-1-戊烯之外最輕的材料，價格在樹脂中最低，光澤性好，著色性好；〔2〕機(jī)械強(qiáng)度、剛度、硬度在通用塑料中較高，具有優(yōu)良的抗彎曲疲勞性；〔3〕耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)異；〔4〕耐熱性能良好〔可以加熱至150oC不變形〕，是很好的絕熱保溫材料，但低溫脆性大；〔5〕具有優(yōu)異的電絕緣性；〔6〕耐候性差，易老化；〔7〕工藝特性：加工性能好，可采用多種工藝加工成型。2．主要用途〔1〕包裝領(lǐng)域：聚丙烯薄膜、紡織袋和注塑、吹塑制品是重要的包裝產(chǎn)品，廣泛用于食品、煙草、紡織品、醫(yī)療用品、運(yùn)輸、日用品的包裝上。聚丙烯中空包裝制品的透明性、力學(xué)性能和混氣阻隔性良好；〔2〕汽車領(lǐng)域：在汽車中使用的塑料品種多樣，主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等，而聚丙烯的使用量占第一位，其中80%-85%為注塑制品。聚丙烯用于制造汽車的內(nèi)、外裝件，如方向盤、座椅靠背、行李架、窗框和燈罩等；〔3〕電器和電子領(lǐng)域：用于制作各種家用電器外殼、電器設(shè)備零件；〔4〕建筑領(lǐng)域：用于制造模板、飲水管、暖氣管等；〔5〕用于制作塑料家具、玩具、餐具、燈具等具；〔6〕用于制作新興的紡織品聚丙烯無紡布。聚丙烯無紡布應(yīng)用于室內(nèi)裝飾品〔桌布、窗簾等〕，醫(yī)療用品〔手術(shù)衣，口罩等〕，還可以制成衣服、毯子、蚊帳、運(yùn)動用品、濾布、防水布等。〔四〕聚苯乙烯〔PS〕1．特性概述聚苯乙烯是由苯乙烯單體通過自由基聚合而成，聚合方法有本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合和乳液聚合，品種包括通用型聚苯乙烯和可發(fā)性聚苯乙烯〔聚苯乙烯泡沫〕。聚苯乙烯本錢較低，是應(yīng)用極廣的熱塑性塑料之一，其主要性能如下：〔1〕外表有光澤、無味、無毒，相對密度小。常溫下是透明的堅硬固體，透光率可達(dá)88%～90%。脆性大，無延伸性，易出現(xiàn)應(yīng)力開裂現(xiàn)象；〔2〕化學(xué)穩(wěn)定性比較好，可耐各種堿、一般的酸、鹽、礦物油等，不耐氧化酸；〔3〕熱導(dǎo)率小，受溫度影響不顯著，可作良好的絕熱保溫材料；〔4〕具有良好的介電性能和絕緣性，易產(chǎn)生靜電；〔5〕耐候性不好，長期暴露在日光下會變色變脆，耐氧化性也差?！?〕工藝特性：①是通用塑料中最容易加工的品種之一，可以在很寬的溫度范圍內(nèi)加工成型；②易著色。2．主要用途〔1〕可發(fā)泡做填充物，泡沫制品是聚苯乙烯的主要用途之一。聚苯乙烯泡沫是目前廣泛應(yīng)用的絕熱和減震材料；〔2〕用于制造儀表、電器外殼〔如圖為聚苯乙烯外殼收錄機(jī)〕、汽車燈罩、儀器燈罩、化工貯酸槽、化學(xué)儀器零件、電訊零件等；〔3〕由于透明度好，可制作光學(xué)儀器及透明模型。