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参考书目：1《设计材料工艺学》郑建启刘杰成高等教育出版社2《计算机辅助工业设计》鲁晓波关琰覃京燕高等教育出版社3《工业设计手册》程能林化学工业出版社4《工业设计导论》张宪荣张萱化学工业出版社5.《产品设计》KevinN.OttoKristinL.Wood电子工业出版社6.《产品设计初步》郭星海洋出版社7.《设计材料及加工工艺》江湘芸北京理工大学出版社8.《产品改良设计》张展王虹上海画报出版社A-B-工业设计基础知识（5）材料与加工工艺001设计材料的概念7-7在工业设计范畴内，材料是指用于工业设计并且不依赖人的意识而客观存在的所有物质，因此，设计材料所涉及的范围十分广泛，从气态、液态到固态，从单质到化合物，无论是传统材料还是现代材料，无论是天然材料还是人工材料，无论是单一材料还是复合材料，均是设计的物质基础。002设计材料的分类1-4、1-5设计用材料的分类，通常是按材料的组成、结构特点进行分类，可分为：金属材料（黑色金属、有色金属及特殊金属材料）、无机非金属材料（陶瓷、玻璃、石材等）、有机高分子材料（木材、竹、藤等）、合成高分子材料（塑料、合成橡胶、涂料等）以及复合材料（金属基复合材料、陶瓷基复合材料及高聚物复合材料）。003材料的力学性能7-10材料的力学性能包括①强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏作用的能力。②弹性：材料受外力作用而发生形变，外力除去后能恢复原状的性能。③塑性：在外力作用下产生变形，外力除去时仍能保持变形后的形状。④脆性：材料受外力作用达到一定限度后产生破坏而无明显变形的性能。⑤韧性：材料在冲击荷重或振动荷载下能承受很大的变形而不致破坏的性能。⑥硬度：材料表面抵抗塑性变形和破坏的能力，材料硬度值随试验方式不同而异。⑦耐磨性：耐磨性的好坏常以磨损量作为衡量标准的指标。004材料的化学性能7-11材料的化学性能指材料在常温或高温时抵抗各种介质的化学或电化学侵蚀的能力，是衡量材料性能优劣的主要质量指标。它主要包括耐腐蚀性、抗氧化性和耐候性等。①耐腐蚀性：材料抵抗周围介质腐蚀破坏的能力。②抗氧化性：材料在常温或高温时抵抗氧化作用的能力。③耐候性：材料在各种气候条件下，保持其物理性能和化学性能不变的性质。如玻璃、陶瓷的耐候性好，塑料的耐候性差。005材料表面处理的目的7-15表面处理技术是指采用诸如表面电镀、涂装、研磨、抛光、覆贴等能改变材料表面性质与状态的表面加工与装饰技术。从产品造型设计出发，表面处理的目的：一是保护产品，即保护材料本身赋予产品表面的光泽、色彩、肌理等而呈现出的外观美，并提高产品的耐用性，确保产品的安全性，由此有效地利用材料资源；二是根据产品造型设计的意图，改变产品表面状态、赋予表面要丰富的色彩、光泽、肌理等，提高表面装饰效果，改善表面的物理性能、化学性能及生物学性能，使产品表面有更好的感觉特性。006材料表面处理的类型7-15设计中所采用的表面处理技术，一般可分为三类。①表面精加工。通过切削、研削、研磨三种机械方法或者表面清洁、蚀刻、电化学抛光三种化学方法可以处理达到有平滑性和光泽，形成凹凸花纹的表面效果。②表面层改质。通过化成处理、表面硬化两种化学方法或者阳极氧化的电化学方法可以处理达到有耐蚀性、耐磨耗性、易着色的表面效果。③表面被覆。通过金属被覆（电镀、镀覆）、有机物被覆（涂装、塑料衬里）、珐琅被覆（搪瓷、景泰蓝）三种方法可以处理达到有耐蚀性、有色彩性并能赋予材料表面功能的表面效果。（10）计算机辅助工业设计001计算机辅助工业设计的概念2-7计算机辅助工业设计是计算机辅助设计（CAD）的一部分，即设计人员在计算机及相应的计算机辅助工业设计系统支持下，进行工业设计领域的各类创造性活动，包括产品造型设计、视觉传达设计、展示环境设计等。CAID是一种先进的设计手段和设计方法，它的特点是将人的创造能力与计算机的高速运算能力、逻辑判断能力、巨大的存储能力相结合，计算机可以代替或辅助设计师进行繁杂的数学运算、绘图、力学分析、图表处理等理性工作，从而使设计师的感性创作得到更大的释放空间和自由。002计算机辅助工业设计的作用2-8数字化的产品设计信息为不同领域专家之间实现信息共享和交换创造了条件，有利于实现产品数据描述的完整性、统一性和一致性，从根本上保证工程数据库的一体化。计算机辅助设计手段能够使产品设计、生产、制造和销售等环节实现有效交互，能够真正实现设计在研发前期的先行导入。基于网络技术，实现标准的信息交换接口使计算机辅助设计系统与计算机辅助制造系统有机整合。可实现并行设计、协同设计、全生命周期设计等降低开发成本，提高品质。通过互联网可实现异地协同工作，有助于提高企业参与国际化竞争的优势。产品模型信息通过RP进行输出，可在短时间内直接加工成产品原型。通过计算机辅助工艺设计系统，将数字模型资料进行表面热流分析或结构分析等，进行工艺方面的评价。经过评价合格的3D数字模型，可直接转换为NC数据，制作成模具，进行批量生产。003计算机辅助工业设计的发展趋势2-10在设计模式上，并行设计、协同设计、智能设计、虚拟设计、敏捷设计、全生命周期设计等设计方法代表了现代产品设计模式的发展方向。随着技术的发展，产品设计模式必然朝着数字化、集成化、网络化和智能化的方向发展。设计创新技术和建模技术是上述技术的关键和难点，是今后CAID研究的重点。004计算机辅助工业设计二维软件——Photoshop3-587Adobe公司的Photoshop是目前世界上最著名、使用最广泛的图像处理软件之一。它的功能完善、性能稳定、使用方便，所以几乎在所有的广告、出版、软件公司中，Photoshop都是首选的平面图像处理工具。Photoshop是图像处理领域的标准工具。它集绘画、图像编辑、网页图像设计、网页动画制作、网页制作等功能于一体，在多种领域获得广泛应用，可提高工作效率，尝试新创作方式，以及制作适用于打印、Web和其他任何用途的最佳品质的图像。005计算机辅助工业设计二维软件——Coreldraw3-587Coreldraw是加拿大Corel公司的产品。Coreldraw是一个矢量绘图软件，功能强大、界面简洁、明快，是广告设计人员及CI策划人员必须掌握的一种工具。Coreldraw集设计、绘画、制作、编辑、合成以及高品质输出等功能于一体，能够创作专业级的美术作品。利用Coreldraw可以做出各式各样的特殊效果，调配出更加绚丽多姿的色彩；可以绘制插图，做各种各样的图案；可以绘制卡通，为产品设计包装，为产品做海报；还可以为装饰装修做平面布置图等。006计算机辅助工业设计三维软件——Alias3-589Autodesk公司的工业设计系列软件Alias是目前世界上最先进的工业设计软件，它包括PaintStudio、DesignStudio、Studio、AutoStudio、SurfaceStudio等不同层次的软件包。可提供适用于从早期的绘制草图、造型，一直到制作加工用最终模型等任一设计阶段的工具。Alias的工业设计系列软件巧妙地将设计与工程连接起来，先进的动画工具还可让设计师更真实地观察到设计方案，另外还可应用逆向工程把模型数字化。整个设计流程紧密相接，最后可完整地将产品送到最终生产线。007计算机辅助工业设计三维软件——Rhino3-589Rhino是一款由美国RobertMcNeel&Assoc.公司开发的超强的三维建模工具，可以广泛地应用于三维动画制作、工业设计、工业制造、科学研究以及机械设计等领域。软件本身仅几十兆，硬件要求也很低，但包含了含NURBS的所有建模功能，并可将高精度模型导出给其他三维软件使用。Rhino能使用户非常容易地制作出各种曲面。另一大优点就是它提供了丰富的辅助工具，如定位、实时渲染、层的控制、对象的显示状态等。同时还可以输出多种格式的文件，如obj、dxf、iges、stl、3dm等不同格式，并适用于几乎所有3D软件。B-B-产品分析（1）工业化产品的分类知识001产品的定义3-666产品就其目的而言，乃人类因生活需要所创造出的事件或对象，用以提升人类文明的发展，然若进一步以现代工商社会的观点，融入市场供需意念加以诠释，则所谓产品乃人们因其特有的属性和机能而构想、规划或生产、购买和使用的人工制品。002工业化产品的分类4-28一般工业设计专业所处理的对象，都是以工业化、大批量按工种分工的互换式生产方式所生产的对象，并且也正是由于这种社会需求才形成了工业设计专业。如果是独件制作的产品的话，那就无需工业设计师了，因为早已有工艺美术，它就是为了独件制作产品而出现的。具体地说工业化产品可分为家用产品、商业服务业用品、交通运输工具、生产机械与设备四个方面。003家用产品的概念4-28家用产品也包括个人产品，这是面向最广大消费者的产品，一般工业化程度高、批量大、是工业设计中最大宗的、最重要对象。属于这类产品的有厨房用品、卫生间用品、园艺工具、家用电器、个人电器、个人计算机、电动工具、家具、服饰与床上用品等。004商业服务业用品的概念4-28多数第三产业在很大程度上是直接面向广大消费者的产业，它的设备不少都是家务劳动社会化后的“家用产品”，它们既是为了满足日常生活之所需，又是服务业的生产工具。所以也具有大工业、批量化生产的根本特征。属于这类的产品有餐饮业专用厨房用具，美容业专业用美容用具、办公用具等。其中也包括部分并非家庭所必备的用品，如医疗器械、自动售货机、机场、码头用品等等。005交通运输工具的概念4-33；3-667交通运输工具是人类出行的代步工具。它们随着工业化程度的发展，不少产品正在逐步分化为一般的家用产品。百余年来交通工具的发展突飞猛进，它既可以是生活道具，又可以是生产工具，包括有汽车、商用车辆、公共汽车、摩托车、户外运动车、飞机、铁路车辆、船舶、农业车辆、工程车辆等。006生产机械与设备的概念4-33生产机械与设备是指农、林、渔、牧等第一产业与各类工矿企业等第二产业中所需的生产机械与设备。这类的产品中有如农用机械、伐木机械、渔船设备、水产加工机械、肉类加工设备、乳品加工设备、印刷机械、动力机械、大型计算中心、控制设备、工业机器人等。这类产品往往不是民用机械，有时甚至批量有限。007产品使用人群的概念5-70产品的使用人群是一组想要使用新产品的人的集合。通常，产品的使用群体是不同的；不同的使用者有差别地使用产品，有不同的使用目的、在不同的环境里使用产品，通常又有不同的期望。而各公司的产品战略正是利用诸如这种差异性，提供给市场一种独特的产品，令使用人群欣喜；或者开发常规化的产品；或提供给客户一组不同产品，每种产品供应都可以满足一块封闭的特定范围的市场。008产品使用人群的需求内容8-38；8-39在收集产品使用人群需求时应首先区分使用者的性别（男性、女性）、年龄结构（少儿、中青年、老年）、基本情况（生理特点、心理特点、文化程度、价值观念、生活方式、收入支出、生活阶层、审美喜好、性格习惯）。其次应了解用户使用产品的目的、使用环境和使用条件；用户对产品性能的要求；用户对产品可靠性、安全性、操作性、维修性的要求；用户对产品外观方面（造型、体积、色彩）的要求；用户对产品价格、交货期限、配件供应、技术服务、售后服务等方面的要求。009产品使用环境的概念6-21就像产品的使用会改变或影响周围环境一样，不同的使用环境对产品的设计同样会带来很大的影响。通常情况下把产品使用的空间称为产品的使用环境，这其中主要包括使用环境的自然条件和使用环境的人文背景两个主要因素。自然条件是在设计时首先考虑和必须满足的；人文背景是指在自然条件相同的情况下，要重点考虑使用环境的人文特征和环境氛围。（2）产品功能及技术参数知识001产品功能的要素3-9产品的功能是产品在使用中表现的价值。产品功能是设计的成果，不是产品的自然属性。设计的目的也就是创造出具有指定功能的产品。人们需要产品，不是需要产品这个实体，而是需要这个实体所具有的功能。心理学家马斯洛将人的需求自低至高分成5个层次：生理需求、安全需求、社交需求、自尊需求和自我