產(chǎn)品造型設(shè)計材料與工藝01.設(shè)計材料概述1.1材料定義1.2材料、設(shè)計與工藝1.3材料的分類1.4材料的基本性質(zhì)1.5造型材料應(yīng)具有的特性1.6產(chǎn)品造型材料的美學基礎(chǔ)1.7產(chǎn)品造型設(shè)計與工藝性1.1材料定義什么是材料？廣義地說材料是指包括人們思想意識之外的所有物質(zhì)。狹義地講材料是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。1.2材料、設(shè)計與工藝材料和設(shè)計的關(guān)系材料科技與制造技術(shù)的發(fā)展，使產(chǎn)品設(shè)計的內(nèi)涵不斷外延工業(yè)設(shè)計師往往被束縛于產(chǎn)品的功能和內(nèi)在因素，很多創(chuàng)意變?yōu)榭障霟o法實現(xiàn)。材料和工藝可激發(fā)設(shè)計師的無限創(chuàng)意反過來，產(chǎn)品設(shè)計的進步史，也是材料的發(fā)展史材料是設(shè)計的載體，設(shè)計是材料的體現(xiàn)1.2材料、設(shè)計與工藝材料和設(shè)計的關(guān)系產(chǎn)品的功能、形體和外觀與材料的質(zhì)地、感官、性能及成型工藝關(guān)系密切材料的感官效果；材料的力學、物理、化學性能；材料的加工工藝與性能；造型設(shè)計要與材料的性能特點及其加工工藝相一致，才能實現(xiàn)設(shè)計的目的和要求。設(shè)計離不開對材料的認識和制造成型過程的了解設(shè)計如何兼顧：實用性、科學性、藝術(shù)性、經(jīng)濟性設(shè)計師必須注重材料的性能特點、實用價值與審美價值，達到功能和形式的統(tǒng)一在制成物和作用于人的過程中“料盡其材，物盡其用”333331.2材料、設(shè)計與工藝材料的五個發(fā)展階段使用純天然材料的初級階段(舊石器時代)使用天然材料，如：獸皮、甲骨、羽毛、樹木、草葉、石塊、泥土等人類單純利用火制造材料的階段距今約1萬年前—20世紀初至今（橫跨新石器時代、銅器時代和鐵器時代）代表性的三大人造材料:陶、銅、鐵利用物理和化學原理合成材料的階段（20世紀初，以合成高分子材料的出現(xiàn)標志）合成高分子材料（合成塑料、合成纖維及合成橡膠等）合金材料（鐵碳合金、鋁合金、銅合金等）無機非金屬材料（陶瓷材料）超導材料、半導體材料、光纖材料、人造金剛石、立方氮化棚、金屬氫等高性能結(jié)構(gòu)材料和功能材料（不銹鋼、超耐熱鋼、超硬合金、壓電材料、鐵電材料、熱電材料、光電材料、激光材料、磁光材料、聲光材料等）1.2材料、設(shè)計與工藝材料的五個發(fā)展階段材料的復合化階段（20世紀50年代，以金屬陶瓷材料的出現(xiàn)為標志）金屬陶瓷（金屬與陶瓷的復合材料）玻璃鋼（玻璃纖維與高分子材料的復合材料）鋁塑薄膜在高真空狀態(tài)下將鋁蒸發(fā)到各種基膜上的一種薄膜產(chǎn)品梯度功能材料（組成、結(jié)構(gòu)、性能隨材料的空間位置而連續(xù)變化的材料）抗菌材料如：塑料玩具用抗菌材料、紡織品等材料的智能化階段形狀記憶合金變色玻璃（光致、熱致、電致）智能混凝土等常溫超導材料31.3材料的分類按材料的發(fā)展歷史分天然材料加工材料合成材料復合材料智能材料或應(yīng)變材料按材料的物理狀態(tài)分類氣體液體固體按材料的化學組成分類金屬材料無機非金屬材料：陶瓷、玻璃等有機高分子材料：塑料、橡膠等復合材料：以前三種材料為組分經(jīng)人工復合，如玻璃鋼、樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料等密度材料在絕對密實的狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量熔點由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時的溫度比熱容將1kg重的材料溫度升高1℃所需要的熱量熱導率穩(wěn)定傳熱條件下，（在1m長度內(nèi)溫度降低1K）在單位時間內(nèi)經(jīng)單位導熱面所傳遞的熱量熱膨脹系數(shù)材料由于溫度上升或下降會出現(xiàn)膨脹或收縮。其他需要考慮的性能包括導電性、磁性、耐磨性、耐腐蝕性、抗氧化性、親水性、吸水性、耐水性、抗?jié)B性、耐熱性、耐燃性、耐火性、耐久性等等。1.4材料的基本性質(zhì)物理化學性能強度材料在靜載荷(外力)作用下抵抗塑性變形和破壞作用的能力，包括抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度、抗剪強度等彈性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力去除后仍能完全恢復其原來形狀的性能塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力去除后仍保持外力作用時的形狀而不破裂的性能硬度材料抵抗其他物體壓入自身表面的能力，反映材料局部塑性變形的能力疲勞強度指金屬材料承受無限次交變載荷而不發(fā)生斷裂破壞的最大應(yīng)力

1.4材料的基本性質(zhì)力學性能材料的工藝性能工藝性能：鑄造性可鍛性、切削加工性、焊接性、熱處理工藝性、表面工藝性、其他：注塑工藝性能等感覺物性指人的感覺器官對材料作出的綜合印象,包括人的感覺系統(tǒng)對因材料所給與的生理剌激所作出的反映。如何合理運用不同材料的感覺物性賦予產(chǎn)品造型新的特色？環(huán)境耐候性指所選用材料對環(huán)境條件和自然因素的變化，以及周圍介質(zhì)可能的破壞作用的耐受和抵抗能力。這種能力越強越好影響耐侯性的常見因素：物理因素日、風、雨、潮、高溫、冰凍等；化學因素酸、堿、腐蝕性微量元素等1.4材料的基本性質(zhì)材料的工藝性能工藝性能：鑄造性可鍛性、切削加工性、焊接性、熱處理工藝性、表面工藝性、其他：注塑工藝性能等1.4材料的基本性質(zhì)雷神之錘的制造感覺物性指人的感覺器官對材料作出的綜合印象,包括人的感覺系統(tǒng)對因材料所給與的生理剌激所作出的反映。如何合理運用不同材料的感覺物性賦予產(chǎn)品造型新的特色？環(huán)境耐候性指所選用材料對環(huán)境條件和自然因素的變化，以及周圍介質(zhì)可能的破壞作用的耐受和抵抗能力。這種能力越強越好影響耐侯性的常見因素：物理因素日、風、雨、潮、高溫、冰凍等；

化學因素酸、堿、腐蝕性微量元素等加工成型性材料通過加工而獲得所需產(chǎn)品形狀的難易程度。容易加工和成型的材料是設(shè)計的最佳選材，也是衡量選材好壞的重要因素之一。表面工藝性造型產(chǎn)品表面能夠從防止物理和化學損壞以及提高和改善材料表面的裝飾效果出發(fā)而進行性再加工的性能1.5造型材料應(yīng)具有的特性什么是造型材料的美學？研究材料的審美規(guī)律創(chuàng)美規(guī)律以及材料的加工方法和使用方法的學科。造型材料的美學如何體現(xiàn)？質(zhì)感設(shè)計，它是工業(yè)造型設(shè)計基本構(gòu)成的三大感覺要素之一（形態(tài)感、色彩感、材質(zhì)感(質(zhì)感)）1.6產(chǎn)品造型材料的美學基礎(chǔ)材質(zhì)感石頭古樸、沉穩(wěn)、莊重、神秘木材自然、溫馨、健康、典雅金屬工業(yè)、力量、沉重、精確玻璃整齊、光潔、鋒利、艷麗1.6產(chǎn)品造型材料的美學基礎(chǔ)質(zhì)感的定義質(zhì)感（材質(zhì)感）觸覺質(zhì)感（觸覺肌理或一次肌理）：凹凸、粗細視覺質(zhì)感（視覺肌理或二次肌理）：花紋、圖案質(zhì)感的兩個基本屬性生理屬性：產(chǎn)品表面作用于人的觸覺和視覺系統(tǒng)的刺激性信息，如軟硬、粗細、冷暖、凸凹、干濕、滑澀等物理屬性：產(chǎn)品表面?zhèn)鬟_給人知覺系統(tǒng)的意義信息，如材質(zhì)類別、性質(zhì)、機能、功能等。1.6產(chǎn)品造型材料的美學基礎(chǔ)質(zhì)感的生理屬性按人的生理和心理感覺分為物體構(gòu)成材料和構(gòu)成形式不同而體現(xiàn)的表面特征肌理是質(zhì)感最主要的特征，能將肌理處理的十分恰當，就會形成好質(zhì)感所謂肌理：由于材料表面的配列、組織構(gòu)造不同，使人得到觸覺質(zhì)感和視覺質(zhì)感；或指物體表面的組織構(gòu)造。觸覺質(zhì)感觸覺質(zhì)感是人對質(zhì)感認識的主要體驗和感覺和味覺、嗅覺一樣，屬于初級感覺或粗覺，靠人手及皮膚接觸外界物體（產(chǎn)品），直接刺激接觸部位游離神經(jīng)末梢?guī)Ыo人的感覺1.6產(chǎn)品造型材料的美學基礎(chǔ)質(zhì)感的生理屬性按人的生理和心理感覺分為物體構(gòu)成材料和構(gòu)成形式不同而體現(xiàn)的表面特征肌理是質(zhì)感最主要的特征，能將肌理處理的十分恰當，就會形成好質(zhì)感所謂肌理：由于材料表面的配列、組織構(gòu)造不同，使人得到觸覺質(zhì)感和視覺質(zhì)感；或指物體表面的組織構(gòu)造。觸覺質(zhì)感觸覺質(zhì)感是人對質(zhì)感認識的主要體驗和感覺和味覺、嗅覺一樣，屬于初級感覺或粗覺，靠人手及皮膚接觸外界物體（產(chǎn)品），直接刺激接觸部位游離神經(jīng)末梢?guī)Ыo人的感覺1.6產(chǎn)品造型材料的美學基礎(chǔ)視覺質(zhì)感視覺質(zhì)感是觸覺質(zhì)感的綜合和補充靠眼睛的觀察而感知外界物體（產(chǎn)品）表面，并結(jié)合人類長期觸覺經(jīng)驗的積累，在頭腦中做出的質(zhì)感反應(yīng)視覺質(zhì)感的特點它是觸覺質(zhì)感的綜合與補充間接性、經(jīng)驗性、知覺性、遙測性不真實、綜合、估量可利用視覺錯覺，營造假象的觸覺質(zhì)感1.6產(chǎn)品造型材料的美學基礎(chǔ)視覺質(zhì)感同材異質(zhì)感同一種工程塑料表面可進行涂裝、電鍍、噴砂、燙印等處理獲得多種質(zhì)感效果同一玻璃器皿，表面可作冷加工、熱加工、磨刻、蝕刻、噴砂、化學腐蝕等處理，從而產(chǎn)生效果各異的豐富的質(zhì)感紋、渦紋、帶狀紋、皺狀紋等紋理變化異材同質(zhì)感對物面固有質(zhì)感作破壞性的化學加工處理，賦予物面新的非固有質(zhì)感或其它質(zhì)材的質(zhì)感，使不同材質(zhì)有統(tǒng)一的質(zhì)感與同材異質(zhì)感相比，異材同質(zhì)感有偽裝性，假借性，在質(zhì)感設(shè)計中的作用是變化中增強統(tǒng)一1.6產(chǎn)品造型材料的美學基礎(chǔ)質(zhì)感設(shè)計在造型設(shè)計中的作用質(zhì)感設(shè)計的作用提高適用性增加裝飾性使設(shè)計多樣化、經(jīng)濟化提高適用性良好的觸覺質(zhì)感設(shè)計，可以提高整體設(shè)計的適用性。比如軟質(zhì)材料對人造成柔軟的觸感和舒服的心理感,如“祥云”火炬的橡膠漆手柄1.6產(chǎn)品造型材料的美學基礎(chǔ)質(zhì)感設(shè)計在造型設(shè)計中的作用增加裝飾性良好的視覺質(zhì)感設(shè)計，可以提高工業(yè)產(chǎn)品整體設(shè)計的裝飾性，還能補充形態(tài)和色彩所難以替代的裝飾美家用電器、機床、汽車上的各種涂裝工藝處理，即有防護性，更有裝飾性和偽裝性，它能產(chǎn)生誘人的視覺質(zhì)感美陶瓷釉面的藝術(shù)釉設(shè)計朱砂釉、雨花釉、冰紋釉、結(jié)晶釉等，給人以豐富的視覺質(zhì)感形式美的享受使設(shè)計多樣化、經(jīng)濟化良好的人為質(zhì)感設(shè)計可以彌補自然質(zhì)感的某些不足，達到工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的多樣性和經(jīng)濟性塑料鍍膜紙能替代金屬及玻璃鏡;塑料貼面板，可以代替高級木材;各種人造皮毛幾乎可以和自然皮亂真?？晒?jié)約大量珍貴的自然材質(zhì)1.6產(chǎn)品造型材料的美學基礎(chǔ)沒有合理可行