產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料與加工工藝
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為了適應(yīng)新形勢(shì)下工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)對(duì)設(shè)計(jì)材料與加工工藝的教學(xué)要求,我們?cè)诳偨Y(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編寫了本書。全書共8章,前三章主要講述材料的分類,材料的物理、化學(xué)、力學(xué)性能,材料的表面處理,設(shè)計(jì)材料的質(zhì)感等共性問題;后5章分別講述金屬材料、塑料、木材、玻璃、復(fù)合材料的性能特點(diǎn)與加工工藝等問題。本書力求文字簡(jiǎn)潔、通俗易懂,不過多涉及材料的物理、化學(xué)、力學(xué)等方面的專業(yè)理論。本書配置了大量的圖片和設(shè)計(jì)實(shí)例,使讀者能夠直觀地感受材料與加工工藝在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和藝術(shù)魅力。
設(shè)計(jì)是由創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的過程,工業(yè)設(shè)計(jì)是以創(chuàng)造出具有某種用途,并以現(xiàn)代工業(yè)化手段生產(chǎn)的產(chǎn)品為目的的,而材料及加工工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)只有通過材料和加工工藝才能轉(zhuǎn)化成實(shí)體產(chǎn)品。材料以其自身的特性影響著產(chǎn)品的設(shè)計(jì),材料通過自身的物理、化學(xué)、力學(xué)等性能,保證和維持了產(chǎn)品的形態(tài)和功能,產(chǎn)品使用者直接所視和觸及的只能是材料。任何一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì),都必須在選用特定材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行,都必須使材料的性能、加工工藝和使用要求相一致,才能實(shí)現(xiàn)其目的。隨著社會(huì)的進(jìn)步,新材料、新工藝不斷出現(xiàn),而每一次新材料、新工藝的出現(xiàn),都會(huì)給產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供新的條件,給設(shè)計(jì)帶來飛躍式發(fā)展,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。
本書共8章,前三章講述了各種材料的共性問題,其中第1章概括講述了材料的物理、力學(xué)、化學(xué)等方面的內(nèi)容;第2章講述了產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料的各種表面處理技術(shù),以及在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用;第3章講述了設(shè)計(jì)材料的質(zhì)感,著重講述了人的視覺和觸覺對(duì)材料的感知等內(nèi)容;第4章到第8章分別講述了金屬材料、塑料、木材、玻璃和復(fù)合材料的基本特性,各種材料的成型加工工藝和在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用?紤]到工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的特點(diǎn),本書力求通俗易懂,不過多涉及物理、化學(xué)、力學(xué)等方面的專業(yè)理論。
本書第1章、第2章、第3章、第4章、第5章、第6章由賀松林編寫,第7章由張泉編寫,第8章由焦玉琴編寫,全書由賀松林統(tǒng)稿。
由于作者水平有限,書中難免有不當(dāng)之處,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
賀松林,青島大學(xué)高級(jí)工程師,山東省紡織協(xié)會(huì)會(huì)員,主要從事設(shè)計(jì)材料與工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等領(lǐng)域的教學(xué)及科研工作,具有豐富的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。曾經(jīng)出版過本科生教材《設(shè)計(jì)材料與工藝》。
目 錄 第1章 概述 001 1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料 001 1.2 設(shè)計(jì)材料的分類 005 1.2.1 按材料的加工程度分類 005 1.2.2 按材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)分類 007 1.2.3 按材料的形態(tài)分類 007 1.3 設(shè)計(jì)材料的性能 009 1.3.1 材料的物理性能 009 1.3.2 材料的力學(xué)性能 012 1.3.3 材料的化學(xué)性能 013 思考題 014 第2章 材料的表面處理 015 2.1 材料表面處理的目的 015 2.2 材料表面處理的分類 016 2.3 表面預(yù)處理 017 2.3.1 表面預(yù)處理的目的 017 2.3.2 表面預(yù)處理方法 017 2.4 鍍層被覆 019 2.4.1 電鍍 019 2.4.2 常用金屬表面鍍覆 020 2.5 有機(jī)涂裝 023 2.5.1 有機(jī)涂料 023 2.5.2 常用涂裝方法 027 2.6 琺瑯被覆 029 2.7 金屬的表面改質(zhì)處理 031 2.7.1 化學(xué)處理 031 2.7.2 陽極氧化處理 031 2.8 表面精加工 032 思考題 033 第3章 設(shè)計(jì)材料的質(zhì)感 034 3.1 質(zhì)感的原理 034 3.2 質(zhì)感的分類 035 3.2.1 觸覺質(zhì)感和視覺質(zhì)感 035 3.2.2 自然質(zhì)感和人為質(zhì)感 036 3.3 質(zhì)感的設(shè)計(jì) 037 3.3.1 質(zhì)感設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的 作用 037 3.3.2 質(zhì)感設(shè)計(jì)的形式美法則 038 3.3.3 質(zhì)感設(shè)計(jì)的綜合運(yùn)用原則 040 思考題 040 第4章 金屬材料與成型工藝 041 4.1 金屬材料概述 041 4.2 金屬材料的成型工藝 043 4.2.1 鑄造成型 043 4.2.2 塑性成型 047 4.2.3 焊接 050 4.3 切削加工 055 4.3.1 切削加工運(yùn)動(dòng)和切削要素 056 4.3.2 金屬切削機(jī)床 058 4.3.3 車削加工 059 4.3.4 鉆削加工 061 4.3.5 銑削加工 062 4.4 常用金屬材料 064 4.4.1 鑄鐵 065 4.4.2 碳素鋼 066 4.4.3 合金鋼 067 4.4.4 有色金屬 069 4.5 金屬材料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 074 思考題 078 第5章 塑料及加工工藝 080 5.1 高分子聚合物基礎(chǔ)知識(shí) 080 5.1.1 高分子聚合物的特點(diǎn) 081 5.1.2 高分子聚合物的分子結(jié)構(gòu) 082 5.1.3 高分子聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 083 5.1.4 高分子聚合物的力學(xué)狀態(tài) 083 5.1.5 高分子聚合物的分類與 命名 084 5.2 塑料的基本特性 085 5.2.1 塑料的組成 086 5.2.2 塑料的分類 088 5.2.3 塑料的主要特性 089 5.3 塑料的成型加工工藝 090 5.3.1 注射成型 090 5.3.2 擠出成型 093 5.3.3 壓制成型 094 5.3.4 吹塑成型 095 5.3.5 發(fā)泡成型 098 5.3.6 壓延成型 099 5.3.7 塑料的二次加工 100 5.4 常用塑料材料 104 5.4.1 通用塑料 104 5.4.2 工程塑料 106 5.5 塑料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 109 思考題 115 第6章 木材及加工工藝 116 6.1 木材的構(gòu)造與特性 116 6.1.1 木材的構(gòu)造 117 6.1.2 木材的缺陷 117 6.1.3 木材的特性 118 6.2 木材的工藝過程 119 6.2.1 木材的成型加工 120 6.2.2 木制品的裝配 122 6.2.3 木制品的表面裝飾技術(shù) 123 6.3 常用木材 126 6.4 木材在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 130 思考題 133 第7章 玻璃及加工工藝 134 7.1 玻璃的特性 134 7.2 玻璃的分類 136 7.2.1 按成分分類 136 7.2.2 按性能分類 136 7.3 玻璃的加工工藝 137 7.3.1 壓制成型 137 7.3.2 吹制成型 137 7.3.3 拉制成型 139 7.3.4 壓延成型 139 7.3.5 玻璃的熱處理 140 7.3.6 玻璃的二次加工 140 7.4 常用玻璃 142 7.4.1 普通平板玻璃 142 7.4.2 深加工玻璃 143 7.4.3 新型玻璃 144 7.5 玻璃在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 145 7.5.1 藝術(shù)玻璃制品 146 7.5.2 玻璃器皿 146 7.5.3 玻璃家具 147 7.5.4 玻璃在建筑中的應(yīng)用 149 思考題 149 第8章 復(fù)合材料及加工工藝 151 8.1 復(fù)合材料的概念及特性 151 8.2 復(fù)合材料的分類 152 8.3 設(shè)計(jì)中常用的復(fù)合材料 154 8.3.1 玻璃纖維增強(qiáng)塑料 154 8.3.2 碳纖維復(fù)合材料 155 8.3.3 夾層復(fù)合材料 155 8.4 復(fù)合材料的成型工藝 156 8.4.1 手糊成型 156 8.4.2 噴射成型 157 8.4.3 層壓成型 159 8.4.4 纏繞成型 159 8.5 復(fù)合材料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的 應(yīng)用 161 思考題 164 參考文獻(xiàn) 165