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产品造型材料与工艺武汉工业学院机械工程学院工业设计专业课程情况总体简介•授课学时：计划学时40，实际38学时，理论36学时，实验2学时。•课程性质：必修学科基础课。为产品设计提供技术支持，保证设计的可行性。•课程目录：第一章概论（6学时）第二章金属材料（4学时）第三章非金属材料（6学时）第四章金属材料的成型工艺（6学时）第五章非金属材料的成型工艺（10学时）第六章金属设计材料的表面处理（4学时）复习（2学时）第一章概论为什么学？如何学？1.求职的需要2.设计构思的基础3.设计创新的法宝1.网上学习2.市场、展览会3.实践、积累为什么学习本课？1.求职的需要招聘说明：高级工业设计师4人1、工业设计专业大专以上学历；2、1年以上工业设计工作经验（有家电设计经历者优先）；3、有超强的手绘功底、熟练运用二维软件，三维建模与渲染软件；4、有很强的责任心和职业精神，做事认真负责，积极进取，善于沟通，具备一定的管理能力和沟通能力；5、对产品结构、材料和加工工艺有深入了解。2.设计构思的基础Materials,astheunprocessedstateofdesignbeforeitiseventouchedbytheidea,areawaytoreallystartfromscratchexplainingtheprocess.归根到底，用材的不当，是导致设计失败的重要原因。3.设计创新的法宝Canetable“FAMILY”BackpackChairTheHangerChairTheTable你知道这是什么材料吗？如何学好本课？1.网上学习：至少找到3个工业设计相关、材料相关网站，每周至少浏览学习一次。2.市场、展览会参观：每周至少一次到高档电器产品商店调查，学会欣赏产品，学会发现问题，掌握涉及材料流行趋势。3.实践、积累：至少利用一次假期时间到工厂进行材料工艺实习，提高对材料的认知和分析能力。具有强烈的好奇心和求知欲设计与材料翻开人类进化史，我们不难发现，材料的开发、使用和完善贯穿其始终。人类从石器时代、陶器时代、铜器时代、铁器时代步入当代的人工合成材料时代，材料早已成为人类赖以生存和生活中不可缺少的重要部分，它是人类文明和时代进步的标志，是社会科学技术发展水平的标志。设计与材料•材料及工艺是产品设计的物质技术条件，是产品设计的基础和前提。•设计通过材料及工艺转化成实体产品，材料及工艺通过设计实现其自身的价值。•材料特性影响产品设计。维持产品形态满足产品功能要求产品设计只有选用材料的性能特点及其加工工艺性能相一致，才能实现设计的目的和要求。设计与材料•新材料、新工艺为设计的可行性创造条件，对设计提出要求，给设计带来飞跃，出现新的设计风格，产生新的功能、新的结构和新的形态。•新的设计构思也要求材料与工艺来实现。这对材料及工艺提出了新的要求，促进了材料科学的发展和工艺技术的改进与创新。设计与材料•以家具中的椅子为例，可以看出椅子设计造型的变化与发展和椅子材料的应用与发展是相辅相成、相互影响、相互促进和相互制约的。•明代家具----圈椅设计与材料•在现代设计发展的进程中，设计师们在材料的运用上给我们留下了丰富的宝贵经验。自18世纪欧洲工业革命以来，随着科学技术的发展，出现了各类新材料、新工艺，给家具造型带来了新的生命•瓦西里椅设计与材料•20世纪三四十年代以后，由于合成树脂的迅速发展和高频胶合技术的应用，产生了一种新的椅子形态——胶合板椅，它改变了原有木材的特性，其结构、强度等均发生了变化，赋予椅子新的造型风格。•胶合板椅设计与材料•新的合金技术和合成化学技术也为椅子提供了各类高性能的轻质合金材料及高分子聚合材料，这一系列材料的问世，为椅子造型设计开辟了更广阔的领域。•S形塑料椅设计与材料•用乙烯基布缝制成一个锥状袋子，内装颗粒状聚苯乙烯泡沫球，此款布袋椅完全抛弃了家具设计的结构，适宜使用者所采取的各种坐姿。•Sacco椅设计与材料•各种新材料、新工艺的出现，给椅子造型带来了新的生机，为椅子造型设计提供了更多的造型方法和手段，产生了完全崭新的造型风格。•图1-6玻璃椅子设计与材料•材料的不同，必然带来设计的不同，新的材料会产生新的设计，产生新的造型形式，给人们带来新的感受。•图1-7充气椅子学设计应当了解材料与工艺•拿到设计项目后，需要想象和逐步形成将被加工产品的外形。•有了良好的材料与工艺的知识基础后，就可以提出一系列可能的设计方案，又能在一定程度上确信它们是可被加工的。设计与工程需要协作社会分工不同产品设计评审中，要进行可制造性的讨论。设计师要有精神准备去维护设计方案的合理性。在设计过程中，与工程人员有必要进行沟通和协作。设计师必须了解材料及加工的知识。从设计到产品天敏子弹头摄像头从最初的设计到形成产品都经过了哪些环节？？•出色的摄像头不仅需要有出色的效果，同样，也要有吸引人的外观。成功的外观设计，需要出色的设计理念，但要把将这理念在具体实物体现出来，又需要精湛的工艺。天敏子弹头摄像头J-CAM设计外观设计天敏子弹头的设计草图手画草图，将自己的的想法粗略地在纸上体现，画出简易的大体外观。在ID小组讨论后决定后，用Rhino犀牛工业造型软件先画几个三维的外观效果图，经讨论大致确认后，把这个粗略的外观图纸文件送去打版中心进行CNC三维雕刻打“手版”，然后对实体模型进行评审，然后会根据模型计师进行不断的修改，这个过程是要将摄像头的最后所要实现的外观确认。外观打样后，即进行结构论证和设计工作，一般使用“PRO-E”软件，结构设计。设计材料、模具应如何设计、出模方式等，需要跟模具设计师做大量的讨论沟通，也要做很多的样版来做试验。在结构设计阶段，需要丰富的模具知识，跟模具设计师的大量沟通天敏子弹头三维外观效果图具体的内部尺寸确定，那时设计师就可以将PCB板的尺寸给硬件工程师，在设计同时，PCB的设计从现在开始也在同步地进行，相互之间也要做大量的沟通，有时为了争一点点空间，相互争个面红耳赤。外观设计为了检查结构尺寸和PCB板的配合，还要做结构手板，经过检测，如果外观有问题或者内部结构与PCB板不合，再进行修改。修改外观其实是一个反复的过程，直到所有的设计达到最好的配合，最终确定模具，才正式开始交PRO-E图纸给专业的模具厂制造模具。从外观到结构，这个设计的时间最长，不确定的因素也很多，通常要两三个月，之后就快起来了。设计外观设计设计外观设计外观设计的工序：•灵感：手绘草图确认大体外观•实践：软件pro-e或犀牛等画出大致外观•初期颜色确定：用3DMAX进行渲染•用pro-e做出内部的结构，实现外观所需要的•做手版，目的：确认外观、检查结构与PCB配合•修改结构图•制造模具（大约30天）设计PCB板设计设计PCB板外观的内部结构确定的同时，硬件工程师就可以根据所给的内部结构尺寸，绘制原理图。首先是确定方案，因为摄像头有多种方案可以选择，所以就首先要确定好方案。然后才能用POWERPCB软件，开始绘制原理图。原理图绘制好后，将其转换成网表，再在POWERPCB里面把网表导入POWERPCB，制作成PCB文件。然后开始绘制PCB板边框，将模具所要求一些固定的位置譬如定位孔、灯、电源插座的位置最先确定下来。再对PCB板进行布局、布线。布局主要是保障大功率元件要互相隔远点，滤波电容要和其对应的IC管脚挨近点等；布线主要考虑的是：电源和地线尽量粗，容易受干扰的线要注意保护等。设计PCB板设计然后就是整理BOM（BillofMaterial物料清单）表，根据原理图，看有没遗落以及多出元件。检查无误后,就可以发手板了。手板的制造有一定的时间，制作完后,再返回给硬件工程师进行贴元件、调试。调试就是看效果如何，如果效果不满意，就继续进行修改，调试，反复达到最好效果。设计PCB板设计大体的设计流程：1.确定方案.2.根据方案绘制原理图3.将原理图导成PCB文件4.绘制PCB边框,及其模具所要求的固定位置.5.对PCB板进行布局,布线.6.整理BOM表7.检查无误后,发手板.8.手板打回后,贴元件,然后调试.9.调试无误后,开始生产设计模具设计模具外观设计已经确定好了，就是将理念中的设计，变成现实中的模具。这个阶段是和PCB设计同时进行的。因为是新开模具，从设计到实际的注塑，有许多问题都有待解决。因为如果品结构设计的不合理，就容易引起产品的各种缺陷：缩印、熔接痕、气孔、变形、拉毛、顶伤、飞边。所以模具制造要综合考虑成品后工艺性和零件性能，注意模具的开模方向和分型面，尽量消除分模线对外观的影响，以保证模具的美观性和性能。模具完成后还需做最终的检查，确认产品图纸和实物（样品）的形状差异，确认表面的粗糙、拉伤等等问题，还要进行全体长、宽、高和弯曲度等等的确认外壳生产1、注塑模具制造好了，就可以注塑了，通常到这个阶段，容易出现不良现象，譬如充料不足、溢料、龟裂、气泡等等问题，这些都需要模具设计师、注塑师一起讨论解决。所以每一次的注塑都要耗费设计师们许多精力去解决这些问题，让模具尽量做到最完美。2、喷油工序外观的颜色确定了，外壳进行大量注塑生产后，得到“素材”，接着就是进行喷油这道工序。这到工序绝对是精密严谨的过程，一个成功的喷油，需要这样一个车间——10万级无尘车间。要得到好的喷油效果，首先必须解决的关键问题是如何将底料沾的灰尘除去。开始是人工檫拭表面的灰尘，做最初期的除尘处理，然后用鼓风机吹，做二次除尘，除尘这道工序关系到喷出来的后的效果如何，所以至关重要，而除尘最重要方式——“静电除尘”。将经过初期除尘处理的模具底料固定在支架上，大概4个一组，通过流水线进入“静电除尘柜”内，进行比较彻底的清理。外壳生产静电除尘喷枪外壳生产给子弹头外壳喷漆成功除尘后的模具，再通过流水线，进入“底漆喷柜”，底漆需要喷几道，装在支架的底料在喷漆的时候是高速旋转的，以保持喷漆的厚度均匀。底漆喷好后，就是喷面漆，仍旧是流水线自动作业，最后是喷UV漆。UV漆就是最表面保持面漆无论磕碰，或者用手指甲刮也不留下痕迹的最关键一道漆。所有喷漆完后，最重要的烘干，特别是喷过UV漆后，如果任由晾干，恐怕要等一年的时间！所以需要采用紫外线照射烘干技术，只需要很短的时间就可以让漆干透。外壳生产因为是紫外线烘干，所以不可靠近拍摄，只能通过UV固化检查口看到里面反射的强光外壳生产喷油：1、除尘：手檫，鼓风机吹保持底料表面的清洁2、将起固定在支架上，几个一组3、进入静电除尘4、喷底漆，至少几道5、喷面漆6、喷UV漆7、紫外线烘干PCB生产PCB板生产与外壳的生产是同时进行，根据已经设计好的PCB板文件以及要求进行大量生产后，再根据ＢＯＭ表和丝印图进行贴片，按照要求焊上ＰＣＢ元件。生产完毕后，再进行测试，保证生产出来的是合格品。这整个过程才是完整的PCB板生产。正在上锡膏，PCB板在中间的钢网板下相应的位置首先是给PCB板刷锡膏。刷之前PCB板要进行高打100多度的烘烤，将水分都蒸发。然后工人会检查一下PCB板是否有断裂等问题，将有问题的PCB板挑出。留下合格的PCB板刷锡膏。将PCB板放在特制的钢网板下，对应相应需要刷锡膏的点。上面机器一过，就将锡膏均匀的刷在PCB板子上。这里的钢网板可是特别制作给此款摄像头的，这里要说明的是，每一款不同产品的钢网板都是特别制作的，以对应相应需要刷锡膏的地方。PCB生产自动贴片大致检查完刷完锡膏的PCB板是否均匀，接着就是给PCB贴片了，贴片的工序采用全自动方式。首先将需要的物料分别装入相应的装料盘呢，用电脑设计好程序，贴片机按照程序，接受各种贴片元件的自动贴片。像SENSOR这样的元件就是用贴片机“贴”上去的。PCB生产IR（Infra-red）炉所有元件贴完后，要再检查一下是否有漏贴现象。之后的PCB板还要过IR炉，进行加热，让PCB板的锡膏和贴片元件通过IR炉后，因加热而更加粘合，整个过IR炉热度的要求是非常严格的，需要分多个阶段，循序地开始升温加热再加热，这个过程也由电脑程序在控制着。PCB生产由于并不是所有的的元件都是可以自动贴片，有的必须是焊接上去，也有的元件无法经