材料与工艺.doc

H:精品资料建筑精品网原稿ok（删除公文）建筑精品网5未上传百度浇铸: 指金属被加热熔化, 然后浇注到模型里。适合加工造型复杂的零件。 浇注分类 砂模铸造: 成本低, 批量小, 能够加工复杂的造型, 但可能会需要大量的后期处理工序。 熔模铸造/失蜡法铸造: 这种加工方法具有很高的连续性和精确度, 也能够用于加工复杂造型。它是在相对低廉的加工成本前提下, 能够实现非常完美的表面效果, 适合大批量生产。 注铸法: 用于加工高误差的复杂造型。由于工艺本身的特点, 产品成型后不需要后处理, 然而, 只有在大批量生产的情况下才能显示出成本低的优点。 压铸法: 加工成本高, 只有在大批量生产的情况下成本才合理。但最终产品的成本相对较低而且误差比较高。能够用于生产壁厚较薄的零件。 旋铸法: 是加工小型零件的理想方法, 一般见于首饰制造。能够使用橡皮模型以降低加工的成本。 定向固化: 能够生产具有优良抗疲劳性能的非常坚固的超耐热合金浇注到模型里, 然后经过严格控制的加温及冷却工序, 以消除任何细小的瑕疵塑性成型加工: 是指将成型金属高温加热以进行重新造型, 属劳动密集型生产。 塑性成型加工分类: 锻造: 在冷加工或者高温作业的条件下用捶打和挤压的方式给金属造型, 是最简单最古老的金属造型工艺之一。 扎制: 高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子, 辊子将金属扎入型模中以获得预设的造型。 拉制钢丝: 利用一系列规格逐渐变小的拉丝模将金属条拉制成细丝状的工艺。 挤压: 一种成本低廉的用于连续加工的, 具有相同横截面形状的, 实心或者空心金属造型的工艺, 既能够高温作业又能够进行冷加工。 冲击挤压: 用于加工没有烟囱锥度要求的小型到中型规格的零件的工艺。生产快捷, 能够加工各种壁厚的零件。加工的成本低。 粉末冶金: 一种能够加工黑色金属元件也能够加工有色金属元件的工艺。包括将合金粉末混合以及将混合物, 压入模具两项基本工序。金属颗粒经过高温加热烧结成型。这种工艺不需要机器加工, 原材料利用率能够达到97%。不同的金属粉末能够用于填充模具的不同部分。固体成型加工: 是指所使用的原料是一些在常温条件下能够进行造型的金属条, 片以及其它固体形态。属于劳动密集型生产。加工成本投入能够相对低廉一些。 固体成型加工分类 旋压: 一种非常常见的用于生产圆形对称部件的加工方法, 如碟子, 杯子以及圆锥体等。加工时, 将高速旋转的金属板推近同样告诉旋转的, 固定的车床上的模型, 以获得预先设定好的造型。该工艺适合各种批量形式的生产。 弯曲: 一种用于加工任何形式的片状, 杆状以及管状材料的经济型生产工艺。 连续扎制成型: 将金属片喂入压辊之间, 以获得长度连续, 横截面一致的金属造型。与挤压工艺类似, 可是对加工元件的壁厚有限制, 只能得到单一的壁厚。只有在大量生产的前提下, 加工成本才最合理。 冲压成型: 金属片置于阳模与阴模之间经过压制成型, 用于加工中空造型, 深度可深可浅。 冲孔: 利用特殊工具在金属片上冲剪出一定造型的工艺, 大, 小批量生产都能够适用。 冲切: 与冲孔工艺基本类似, 不同之处在于前者利用冲下部分, 而后者利用冲切之后金属片剩余部分。 剪切: 用剪切的方式切割金属片, 与用一把剪刀从最佳位置剪裁纸张是一个道理。 切屑成型: 当对金属进行切割的时候有切屑生产的切割方式统称为切屑成型, 包括铣磨, 钻孔, 车床加工以及磨, 锯等工艺。 无切屑成型: 利用现有的金属条或者金属片等进行造型。没有切屑产生。这类工艺包括化学加工, 腐蚀, 放电加工, 喷砂加工, 激光切割, 喷水切割以及热切割等。拉丝加工工艺 拉丝可根据装饰需要, 制成直纹、 乱纹、 螺纹、 波纹和旋纹等几种。 直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷经过对铝板表面进行连续水平直线磨擦( 如在有靠现装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷) 获取。改变不锈钢刷的钢丝直径, 可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理: 采用两组同向旋转的差动轮, 上组为快速旋转的磨辊, 下组为慢速转动的胶辊, 铝或铝合金板从两组辊轮中经过, 被刷出细腻的断续直纹。 乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下, 使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、 无明显纹路的亚光丝纹。这种加工, 对铝或铝合金板的表面要求较高。 波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动, 在铝或铝合金板表面磨刷, 得出波浪式纹路。 旋纹也称旋光, 是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上, 用煤油调和抛光油膏, 对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。 螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机, 将其固定在桌面上, 与桌子边沿成60度左右的角度, 另外做一个装有固定铝板压茶的拖板, 在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动, 在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。水转印技术 被称为比较环保的技术, 也是当前最新兴的一种高效印刷制作, 大概与她脱离印刷过程中的油墨有关。水转印利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移, 基本流程为: 一)膜的印刷: 在高分子薄膜上印上各种不同图案; 二)喷底漆: 许多材质必须涂上一层附着剂, 如金属、 陶瓷等, 若要转印不同的图案, 必须使用不同的底色, 如木纹基本使用棕色、 咖啡色、 土黄色等, 石纹基本使用白色等; 三)膜的延展: 让膜在水面上平放, 并待膜伸展平整; 四)活化: 以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态; 五)转印: 利用水压将经活化后的图案印于被印物上; 六)水洗: 将被印工件残留的杂质用水洗净; 七)烘干: 将被印工件烘干, 温度要视素材的素性与熔点而定; 八)喷面漆: 喷上透明保护漆保护被印物体表面; 九)烘干: 将喷完面漆的物体表面干燥。金属术语 淬火: 一种将金属浸于水, 油, 空气或者金属溶液中快速冷却, 以使金属变硬的工艺。然而这种方法同时也会增加金属的脆性。金属在水中淬火比在油中冷却的速度要快。 难熔金属: 熔点很高的金属, 包括: 钨, 镍, 铬, 铂, 钼, 等等。 熔炼: 将金属容其矿石中分离出来的工艺。 超耐热合金: 耐热或者高温合金, 在超过1000摄氏度的条件下性能稳定, 不发生或者几乎不发生腐蚀反映。 回火: 经过释放材料内部应力来降低钢的硬度, 该工艺首先将金属加热到低于其变形界限温度的某个温度, 然后在空气中让其缓慢冷却。 加工硬化: 将金属片连续进行弯曲加工的工艺。金属变得越来越坚硬而难于弯折, 直到金属最终断裂。对金属进行有规律的间隔退火处理有助于金属实现更进一步恶毒变形。 合金: 由两种或者两者以上的元素组成的金属。 同素异形: 在某种物质状态, 同一元素以多种物理形态( 如液态, 固态或者气态) 存在的现象。碳就属于同素异形元素, 因为它有多种存在形态-石墨和金刚石。 退火: 一个用来描述将金属软化过程的概念。与淬水工艺刚好相反。退火加工是将材料软化, 以及去应力。它包括将金属进行缓慢加热以及冷却的过程。该工艺能够释放材料内部集聚的应力, 也能够应用于玻璃加。 阳极氧化: 增加金属材料表面的天然氧化层厚度, 起到保护金属表层目的的一种工艺。阳极氧化工艺能够应用于铝, 锰, 钛, 等多种金属。 奥氏体: 铁的一种高密度高温形式。奥氏体不锈钢一般见于对材料硬度及防腐蚀性能有很高要求的应用领域。 碳钢: 一种由碳和钢形成的合金。碳的含量决定了钢的硬度。低碳钢比较软, 高碳钢更加坚硬一些。 表面硬化: 该工艺用于在钢的表面形成一层坚硬表层。主要有两种方式: 第一是先增加钢表面部分碳的含量, 随后进行淬火和轻微的回火。第二是将钢表面加热后进行淬火和回火。当材料的某一个局部有额外耐摩要求时, 表面硬化加工就显得十分重要。 金属陶瓷: 在金属中加入陶瓷颗粒形成的合成物。 冷加工: 对金属在低于其再结晶温度的条件下进行加工成型 黑色金属: 含铁的金属, 黑色金属基本上由各种钢和铁的不同时形式构成。 锻造: 在冷加工或者高温作业的条件下用锤打和挤压的方式给金属造型, 是最简单最古老的金属造型工艺之一。 镀锌: 将镀锌到钢或者铁的表面的一种表面处理工艺。在园艺用金属容器中十分常见。 贵金属: 典型特征为具有极高的防腐蚀性能, 一般应用于贵重金属。 白蜡: 一种已经在家用器皿中应用数百年的锡铅合金。现在白蜡中也可能含有铅和锑。机械性能 脆性: 用于描述材料在未施加明显外力以及没有明显变形的情况下发生断裂的性能。 耐压强力: 施加于材料上使其长度变短, 截面积变大的外力, 与拉伸强力相对应。 传导性: 材料传输热能或者电能的速度。 蠕变: 材料在压力条件下产生缓慢的变形量。 延展性: 是金属受外力变形, 当外力消除之后又恢复其原有形状的一中性质。 疲劳强度: 材料承受重复作用外力的能力。 燃烧点: 金属或其蒸气开始燃烧的最低温度点。 吸湿: 易于吸收而且保持水分的金属。 冲击强度: 金属吸收突然撞击能量的能力。 柔韧性: 在压力条件下材料容易发生永久性变形而不断裂的能力。 可塑性: 材料在较低压力条件下容易发生永久性变形的能力。 多孔性: 材料内部空隙的体积占据材料整体体积的比率。 切变强度: 两股方向相反的外力同时施加于材料表面, 使其中一部分与另一部分相互滑移, 材料发生断裂时的外力大小即为该材料的切变强度。 比重: 一定体积材料的重量与相同体积四摄氏度的水的重量之比。 比热: 加热1克某种金属使其温度升高一摄氏度所需要的能量。 硬挺性: 材料承受变形的能力, 以压力与变形位移为平定基础。 静强度: 材料承受导致变形的外加应力的能力。 应力: 拉伸应力, 压缩应力以及剪切应力都是外部施加于材料, 导致材料断裂的作用力。 拉伸强度: 材料被拉伸所能承受的最大作用力。与压缩强度对应。 热胀率: 温度变化与材料规格变化之间的比率。 韧性: 材料吸收冲击能量而不断裂的能力。塑料材料 通用塑料: 只可作为一般非结构材料使用, 产量大, 价格相对低廉。但也有将一般通用塑料改性, 如加入稳定剂, 玻纤等加强应用性能虽有改进, 但远不及工程塑料的优良。(PE EVA PP PVC PS-HI PS-GP ABS ACRYLIC SAN等)。 工程塑料: 能够作为结构材料, 具有优异的综合性能(包括机械, 电性能, 耐热性能, 耐化学性能, 尺寸稳定性能, 加工性能高)并可在较宽阔的温度范围和较长时间良好的保持这些性能, 并能在承受机械应力和较为苛刻的化学, 物理环境中长期使用。工程塑料的产量较少, 价格较高。 (NORYL PC POM PPO PBT PET LCP NYLON等) 工程塑料一般价格比较高, 在小产品的设计中一般用的比较的少, 大多数产品还是运用ABS、 PC等通用塑料。輕、 薄、 短、 小的鋁鎂合金材料 常见的結構合金( 鎂比重1.7, 鋁2.7, 鈦4.5, 鐵7.9, 銅8.9, 鋅7.1) 中, 鋁鎂合金材料是相當不錯的選擇。首先, 鋁合金材料比重輕, 約為銅、 鐵等重金屬比重的1/3; 耐蝕性優, 在空氣中有一層無色緻密的氧化膜, 有保護作用, 透過人工陽極氧化能更有效地防止腐蝕; 導電、 導熱性好, 導電性約為銅的6065%, 導熱約為銅的2/3, 約為鐵的3倍, 約為不銹鋼的10倍; 加工性、 擠壓性好, 能擠壓出複雜的形狀; 易焊接且低溫下不易脆裂, 單位重量下強度高, 耐衝擊性佳。另外, 鎂合金材料之特性具備質輕( 比重小) 、 散熱功能佳( 熱傳係數51W/mK) 、 原料易取得( 地殼含量2.5%; 海水含量0.13%) 、 電磁波遮蔽效果佳及可回收等優點。綜觀上列描述, 鋁鎂合金材料有其在未來發展上的優勢。在應用上鎂合金材料又比鋁合金材料有較佳的防震性, 更可用於對震動敏感之電子零組件托架、 避震器及氣動工具等產品。 鋁鎂合金材料應用上的處理程序 鎂合金材料有其上述優異的特性, 符合新一代對環境保護、 永續經營的條件, 是取代鋼鋁材的最佳選擇。但由於鎂金屬化學活性大, 極易產生電化腐蝕, 因此在冶煉、 製造上需特別注意, 在防蝕處理上也較其它金屬來得困難。因此, 為了使鎂合金材料之應用更加廣泛, 對於鎂合金材料之腐蝕機制、 防蝕機制、 表面處理技術及工件防蝕設計, 須有更多的處理程序。铝合金阳极氧化前处理工艺是决定产品外观质量的重要环节, 型材机械纹的去除、 起砂、 亚光、 增光等多种质量要求均由前处理工艺决定。传统的前处理工艺分为三种: ( 1) 、 碱蚀工艺: 由除油水洗碱蚀水洗水洗出光水洗水洗氧化组成, 即型材经除油后, 在碱蚀槽中经碱蚀处理去除机械纹和自然氧化膜、 起砂, 然后经出光槽除去表面黑灰, 即可进行阳极氧化。该工艺的核心工序是碱蚀, 型材的表面平整度、 起砂的好坏等均由该工序决定。为了达到整平机械纹的目的, 一般需碱蚀12-15分钟, 铝耗达40-50Kg/T, 碱耗达50Kg/T。如此高的铝耗, 既浪费资源, 又带来严重的环保问题, 增加废水处理成本。该工艺已采用了100多年, 全球大部分铝材厂沿用至今, 直到近两年, 才由酸蚀逐渐取代。 ( 2) 、 酸蚀工艺: 由除油水洗酸蚀水洗水洗碱蚀水洗水洗出光水洗水洗氧化组成。型材经除油后先酸蚀, 后碱蚀, 出光, 完成前处理。该工艺的核心工序是酸蚀, 去机械纹、 起砂等均由酸蚀决定。不同于碱蚀, 酸蚀的最大优点是去机械纹能力强、 起砂快、 铝耗低, 一般3-5分钟即可完成, 铝耗几乎是碱蚀的1/8-1/6。从工作效率和节约资源的角度看, 酸蚀无疑是碱蚀工艺的一大进步。然而, 酸蚀的环保问题更加突出: 酸槽的有毒气体HF的逸出及水洗槽F的污染。氟化物一般都有剧毒, 处理更加困难。另外, 酸蚀处理后, 型材外观发黑发暗, 尽管不得已延续了碱蚀和出光, 可增亮一些, 但依然很暗, 既增加了工序, 又损失了光泽, 这些问题至今还没有有效的解决方案。 ( 3) 、 抛光工艺: 由除油水洗抛光水洗水洗氧化组成, 型材经除油后即放入抛光槽, 经2-5分钟抛光后, 可形成镜面, 水洗后可直接氧化。该工艺的核心工序是抛光, 去纹、 镜面都在抛光槽完成。抛光具有铝耗低、 型材光亮的优点, 但抛光槽的NOx的逸出, 造成严重的环境污染及操作工的身体伤害, 同时, 昂贵的化工原料成本等因素也制约了该工艺的推广。 通观上述三种工艺, 虽各有特点, 但缺点也比较突出, 如碱蚀铝耗高、 碱渣多、 工效低; 酸蚀氟化物污染、 型材发暗; 抛光污染严重, 成本过高等等。这些工艺要么污染了环境, 要么浪费了铝资源, 要么降低了铝材表面质量, 亟待进行工艺改进。金属、 陶瓷粉末注射成型工艺技术是一种将粉末冶金工艺、 粉末陶瓷工艺与塑料注射成型工艺相结合的新型制造工艺技术。该工艺技术适合大批量生产小型、 精密、 复杂及具有特殊性能要求的金属陶瓷零件的制造。该工艺的基本过程是: 将微细的金属或陶瓷粉末与有机粘结剂均匀混合成为具有流变性的物料, 采用先进的注射机注入具有零件形状的模腔形成坯件, 新技术脱除粘结剂并经烧结, 使其高度致密成为制品, 必要时还能够进行后处理。 粉末注射成型技术的应用领域: 计算机及其辅助设施: 如打印机零件、 磁头、 磁芯、 撞针轴销、 驱动零件; 工具: 如钻头、 刀头、 喷丸咀、 枪钻、 螺旋铣刀、 冲头、 套筒、 扳手、 电工工具、 手工工具等; 家用器具: 如表壳、 表链、 电动牙刷、 剪刀、 风扇、 高尔夫球头、 珠宝链环、 圆珠笔卡箍、 照相机用等零件; 医疗机械用零件: 如牙矫形架、 剪刀、 镊子; 军用零件: 导弹尾翼、 枪支零件、 弹头、 药型罩、 引信用零件; 电气用零件: 微型马达、 电子零件、 传感器件; 机械用零件: 如松棉机、 纺织机、 卷边机、 办公机械等; 设计材料应该遵循以下原则。 1.材料的外观考虑材料的感觉特性。根据产品的造型特点, 民族风格, 时代特征及区域特征, 选择不同质感, 不同风格的材料。 2.材料的固有特性: 材料的固有特性应满足产品功能, 使用环境, 作业条件和环境保护的需要。 3.材料的工艺性: 材料应具有良好的工艺性能, 符合造型设计中成型工艺和表面处理的要求, 以内感与加工设备及生产技术相适应。设计界面说探讨设计艺术 <摘要>设计中所面临的各种因素, 如人机操作、 使用物的功能与结构、 形态的人文特征等等, 都反映了人物、 物人交流的途径与方式。而设计的核心是”人”。以前的人机界面是研究人一机矛盾, 适用于物、 理分析而缺乏创新分析, 相对研究人物环境信息关系的”设计艺术”则显得较为片面。因此探讨设计界面, 即人物、 物人界面是有意义的。 一、 设计界面的涵义 界面的说法以往常见的是在人机工程学中。”人机界面”是指人机间相互施加影响的区域, 凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机界面。”而设计艺术是研究人一物关系的学科, 对象物所代表的不是简单的机器与设备, 而是有广度与深度的物; 这里的人也不是”生物人”, 不能单纯地以人的生理特征进行分析。”人的尺度, 既应有作为自然人的尺度, 还应有作为社会人的尺度; 既研究生理、 心理、 环境等对人的影响和效能, 也研究人的文化、 审美、 价值观念等方面的要求和变化”。 视觉中国 设计的界面存在于人一物信息交流, 甚至能够说, 存在人物信息交流的一切领域都属于设计界面, 它的内涵要素是极为广泛的。可将设计界面定义为设计中所面对、 所分析的一切信息交互的总和, 它反映着人一物之间的关系。 视觉中国 二、 设计界面的存在 美国学者赫伯特A西蒙提出: 设计是人工物的内部环境(人工物自身的物质和组织)和外部环境(人工物的工作或使用环境)的接合。因此设计是把握人工物内部环境与外部环境接合的学科, 这种接合是围绕人来进行的。”人”是设计界面的一个方面, 是认识的主体和设计服务的对象, 而作为对象的”物”则是设计界面的另一个方面。它是包含着对象实体、 环境及信息的综合体, 就如我们看见一件产品、 一栋建筑, 它带给人的不但有使用的功能、 材料的质地, 也包含着对传统思考、 文化理喻、 科学观念等的认知。”任何一件作品的内容, 都必须超出作品中所包含的那些个别物体的表象。”分析”物”也就分析了设计界面存在的多样性。 视觉中国 为了便于认识和分析设计界面, 可将设计界面分类为: 视觉中国 1)功能性设计界面接受物的功能信息, 操纵与控制物, 同时也包括与生产的接口, 即材料运用、 科学技术的应用等等。这一界面反映着设计与人造物的协调作用。 视觉中国 2)情感性设计界面即物要传递感受给人, 取得与人的感情共鸣。这种感受的信息传达存在着确定性与不确定性的统一。情感把握在于深入目标对象的使用者的感情, 而不是个人的情感抒发。设计师”投入热情, 不投入感情”, 避免个人的任何主观臆断与个性的自由发挥。这界面反映着设计与人的关系。 视觉中国 3)环境性设计界面外部环境因素对人的信息传递。任何一件或一个产品或平面视觉传达作品或室内外环境作品都不能脱离环境而存在, 环境的物理条件与精神氛围是不可忽缺的界面因素。 视觉中国 应该说, 设计界面是以功能性界面为基础, 以环境性界面为前提, 以情感性界面为重心而构成的, 它们之间形成有机和系统的联系。 视觉中国 三、 设计界面存在的方法论意义 当机械大工业发展起来的时候, 如何有效操纵和控制产品或机械的问题导致了人机工程学。二战后, 随着体力的简单劳动转向脑力的复杂劳动, 人体工学也进一步地扩大到人的思维能力的设计方面, ”使设计能够支持、 解放、 扩展人的脑力劳动”。在当前的知识经济时代, 在满足了物质需求的情况下, 人们追求自身个性的发展和情感诉求, 设计必须要着重对人的情感需求进行考虑。设计因素复杂化导致设计评价标准困难化。一个个性化的设计作品能否被消费者所认同?新产品开发能不能被市场所接受?在当前, 中国大部分企业实力还并不强大, 设计开发失利承受力还不很强的情况下, 如何系统地、 有根据地认识、 评价设计, 使其符合市场, 就需要对设计因素再认识。利用界面分析法, 正是使设计因素条理化, 避免将人作为”生物人”的片面和走出笼统地说”设计科学十艺术”的简单误区。 视觉中国 现代的人机工程学和消费心理学为设计提供了科学的依据, 它们的成功就在于实验、 调查和数理表述, 是较为可系的。同样对设计艺术而言, 进行设计界面的分析, 也要有生理学、 心理学、 文化学、 生物学、 技术学学科基础。从理论上来说, 它要直接建立在信息论和控制论的基础之上。相对于机械、 电子设计和人机设计, 以往人机界面设计把握了技术科学的认识和手段, 忽视了人文科学观念与思想。它的界面设计只能存在于局部的思考范围内, 只成为一个设计的阶段。 视觉中国 有人以功能论来评判设计。”功能决定形态”曾是20世纪上半叶的设计格言, 它的提法是片面的。这是因为: 第一, 功能不是单一的, 它包括使用功能、 审美功能、 社会功能、 环境功能等。”过分追求单一的功能会导致将许多重要内容(装饰性、 民族性、 中间性)被排斥掉”。而且”有些内容并不是功能的概念所能包括了的, 更何况物质和精神的内容也并不是时时处处等质等量的融洽在一个统一体中, 随产品的不同、 时期的不同, 它们各自的主次地位也随之变化”。在现今信息技术高度发展的时代, 情感因素越来越成为设计的主要方面。物质意义上的功能在保持其基础地位的情况下, 却日益不能代表情感诉求的表述; 第二, 按”形态服从功能”而设计的产品, 对于不熟悉它的使用者来说是难以理解的, 产品要为人们所理解, 必须要借助公认的信码, 即符号系统; 第三, 满足同一功能的产品形态原来就不是唯一的, 象汽车等成熟的产品, 年度换型计划等措施成为商品经济中日益不可避免的现象。社会经济发展到一定程度, 才能出现设计的专业需求, 而这时人们的基本物质需求已能满足, 简单地以物质性功能来决定设计是不恰当的。 视觉中国 相反, 设计界面体现了人一物交流信息的本质, 也是设计艺术的内涵, 它包括了设计的方方面面, 明确了设计的目标与程序。 视觉中国 四、 设计界面的分析 按照设计界面的三类划分, 有助于考察设计界面的多种因素。当然, 应该说设计界面的划分是不可能完全绝正确, 三类界面之间有涵义上也可能交互与重叠, 如宗教文化是一种环境性因素, 但它带给信仰者的往往更多的却是宗教的情感因素。在这里环境性和情感性是不好区分的, 但这并不妨碍不同分类之间所存在的实质性的差异。 视觉中国 1功能性界面 对功能性界面来说, 它实现的是使用性内容, 任何件产品或内外环境或平面视觉传达作品, 其存在的价值首要的是在于使用性, 由使用性牵涉到多种功能因素的分析及实现功能的技术方法与材料运用。在这一方面, 分析思维作为一种理性思维而存在。如果作为一种处理方式来设计产品, 则这种产品会使多种特征性(如民族性、 纯粹性)因素中性化, 如果去除产品商标, 就很难认出是哪国的或哪个公司的产品。当然, 这方面也说明了产品中存在着共同性因素, 它使全人类能做出同样的反应。人的感觉和判断能力有着国际性的、 客观性的特征。 视觉中国 功能性界面设计要建立在符号学的基础上。国际符号学会对符号学所下定义是: 符号是关于信号标志系统(即经过某种渠道传递信息的系统)的理论, 它研究自然符号系统和人造符号系统的特征。广义的说, 能够代表其它事物的东西都是符号, 如字母、 数字、 仪式、 意识、 动作等, 最复杂的一种符号系统可能就是语言。设计功能界面, 不可避免地要让使用者明白功能操作。每一操作对人来说应是符合思维逻辑的, 是人性的, 而对机械、 电子来说则应是准确的、 确定无疑的, 这双方的信息传递是功能界面的核心内涵。 视觉中国 2情感性界面 一个家庭装饰要赋予人家居的温馨, 一副平面作品要以情动人, 一件宗教器具要体现信仰者的虔诚。其实任何一件产品或作品只有与人的情感产生共鸣才能为人所接受, ”敝帚自珍”正体现着人的感情寄托, 也体现着设计作品的魅力所在。 视觉中国 现代符号学的发展也日益这一领域开拓, 以努力使这种不确定性得到压缩, 部分加强理性化成分。符号学逐渐应用于民俗学、 神话学、 宗教学、 广告学等领域, 如日本符号学界把符号学用于认识论研究, 考察认识知觉、 认识过程的符号学问题。同时, 符号学还用于分析利用人体感官进行的交际, 并将音乐、 舞蹈、 服装、 装饰等都作为符号系统加以分析研究, 这都为设计艺术提供了宝贵与有借鉴价值的情感界面设计方法与技术手段。 视觉中国 3环境性界面 任何的设计都要与环境因素相联系, 它包括社会、 政治和文化等综合领域。处于外界环境之中, ”是以社会群体而不是以个体为基础的”, 因此环境性因素一般处于非受控与难以预见的变化状态。 视觉中国 联系到设计的历史, 我们能够利用艺术社会学的观点去认识各时期的设计潮流。18世纪起, 西方一批美学家已注意到艺术创造与审美趣味深受地理、 气候、 民族、 历史条件等环境因素的影响。法国实证主义哲学家孔德指出: ”文学艺术是人的创造物, 原则上是由创造它的人所处的环境条件决定。”法国文艺理论家丹纳认为”物质文明与精神文明的性质面貌都取决于种族、 环境、 时代三大因素”。无论是工艺美术运动、 包豪斯现代主义或20世纪80年代的反设计, 现代的多元化, ”游牧主义”(Nemadism)都反映着环境因素的影响。视觉中国 环境性界面设计所涵盖的因素是极为广泛的, 它包括有政治、 历史、 经济、 文化、 科技、 民族等, 这方面的界面设计正体现了设计艺术的社会性。 视觉中国 以上说明了设计艺术界面存在的特征因素, 说明在理性与非理性上都存在明确、 合理、 有规则、 有根据的认识方法与手段。 视觉中国 成功的作品都是完善地处理了这三个界面的结晶。如贝聿铭设计的卢浮宫扩建工程, 功能性处理得很好, 没有屈从于形式而损害功能; 但同时又经过新材料及形式反映新的时代性特征及美学倾向, 这是环境性界面处理的典范; 人们观看卢浮宫, 不是回到古代, 而是以新的价值观去重新审视、 欣赏, 它的三角形外观符合了人们的心理期望, 这是情感性界面处理的极致。 视觉中国 五、 设计界面的运用原则 1)合理性原则, 即保证在系统设计基础上的合理与明确。 任何的设计都既要有定性也要有定量的分析, 是理性与感性思维相结合。努力减少非理性因素, 而以定量优化、 提高为基础。设计不应人云亦云, 一定要在正确、 系统的事实和数据的基础上, 进行严密地理论分析, 能以理服人、 以情感人。 视觉中国 2)动态性原则, 即要有四维空间或五维空间的运作观念。一件作品不但是二维的平面或三绝的立体, 也要有时间与空间的变换, 情感与思维认识的演变等多维因素。 视觉中国 3)多样化原则, 即设计因素多样化考虑。当前越来越多的专业调查人员与公司出现, 为设计带来丰富的资料和依据。可是, 如何获取有效信息, 如何分析设计信息实际上是一个要有创造性思维与方法的过程体系。 视觉中国 4)交互性原则, 即界面设计强调交互过程。一方面是物的信息传达, 另一方面是人的接受与反馈, 对任何物的信息都能动地认识与把握。 视觉中国 5)共通性原则, 即把握三类界面的协调统一, 功能、 情感、 环境不能孤立而存在。 视觉中国 六、 设计界面的应用方法 设计界面所包含的因素是极为广泛的, 但在运用中却只能有侧重、 有强调的把握。设计因素虽多, 但它仍是一个不可分割的整体。它的结果是物化的形, 但这个形却是代表了时代、 民族等方面的意识, 并最终反映出人的”美”的心理活动。 视觉中国 设计界面的运用, 核心是设计分析。在一些国际性的大公司, 如索尼、 松下、 柯尼卡等, 都有许多的成功案例可为借鉴。如柯尼卡公司设计其相机时, 首先不是去绘制”美”的形和考虑技术的进步, 而是进行对象人的日常行为分析, 作出故事版(STORY)。它先假定对象人的年龄为35岁, 名: Xxxx, 从而分析她的家庭、 喜好与憎恶, 分析她的日常行为, 进而考察其人在什么场合需要僚机, 从而为设计提供概念(CONCEPT)与目标(TARGET), 进行设计。经过分析, 设计师有了明确的概念与目标, 并随信息的交互产生了创造力。 视觉中国 另一方面, 设计师自身对社会环境也要进行深入的认识与考察, 对设计的作品取向有明晰的认识: 是否符合人们的消费预期?是否能感受到人们的审美知觉?日本设计师佐野邦雄先生曾作一图生活的变迁与设计师的课题, 将日本及世界上某些非常有影响性的事件, 如技术的进步、 企业的发展等等都进行了归纳, 进而对设计有了深入的认识与感悟。 视觉中国 因此, 要运用好设计的界面, 理性的认识是首要的, 其次就是创造性的, 而且是有实效性的分析、 处理信息。设计不是一成不变的, 分析方法也不是一成不变的, 设计的界面同样是在人一物的信息交流中变化发展的。注塑成型各种缺陷的现象及解决方法 一. 龟裂 龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷, 产生的主要原因是由于应力变形所致。主要有残余应力、 外部应力和外部环境所产生的应力变形。 ( ) 残余应力引起的龟裂 残余应力主要由于以下三种情况, 即充填过剩、 脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为 在充填过剩的情况下产生的龟裂, 其解决方法主要可在以下几方面入手: ( 1) 由于直浇口压力损失最小, 因此, 如果龟裂最主要产生在直浇口附近, 则可考虑改用多点分布点浇口、 侧浇口及柄形浇口方式。 ( 2) 在保证树脂不分解、 不劣化的前提下, 适当提高树脂温度能够降低熔融粘度, 提高流动性, 同时也能够降低注射压力, 以减小应力。 ( 3) 一般情况下, 模温较低时容易产生应力, 应适当提高温度。但当注射速度较高时, 即使模温低一些, 也可减低应力的产生。 ( 4) 注射和保压时间过长也会产生应力, 将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好。 ( 5) 非结晶性树脂, 如 AS树脂、 ABS树脂、 PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯、 聚甲醛等容易产生残余应力, 应予以注意。 脱模推出时, 由于脱模斜度小、 模具型胶及凸模粗糙, 使推出力过大, 产生应力, 有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。只要仔细观察龟裂产生的位置, 即可确定原因。 在注射成型的同时嵌入金属件时, 最容易产生应力, 而且容易在经过一段时间后才产生龟裂, 危害极大。这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力, 而且随着时间的推移, 应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。为预防由此产生的龟裂, 作为经验, 壁厚7”与嵌入金属件的外径通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加镶嵌件, 而镶嵌件对尼龙的影响最小。由于玻璃纤维增强树脂材料的热膨胀系数较小, 比较适合嵌入件。 另外, 成型前对金属嵌件进行预热, 也具有较好的效果。 ( 二) 外部应力引起的龟裂 这里的外部应力, 主要是因设计不合理而造成应力集中, 特别是在尖角处更需注意。由图22可知, 可取R7”一0507。 ( 三) 外部环境引起的龟裂 化学药品、 吸潮引起的水降解, 以及再生料的过多使用都会使物性劣化, 产生龟裂。 二、 充填不足 充填不足的主要原因有以下几个方面: i. 树脂容量不足。 ii. 型腔内加压不足。 iii. 树脂流动性不足。 iv. 排气效果不好。 作为改进措施, 主要能够从以下几个方面入手: 1) 加长注射时间, 防止由于成型周期过短, 造成浇口固化前树脂逆流而难于充满型腔。 2) 提高注射速度。3) 提高模具温度。4) 提高树脂温度。5) 提高注射压力。 6) 扩大浇口尺寸。一般浇口的高度应等于制品壁厚的12l3。 7) 浇口设置在制品壁厚最大处。 8) 设置排气槽( 平均深度003mm、 宽度3smm) 或排气杆。对于较小工件更为重要。 9) 在螺杆与注射喷嘴之间留有一定的( 约smm) 缓冲距离。 10) 选用低粘度等级的材料。11) 加入润滑剂。三、 皱招及麻面 产生这种缺陷的原因在本质上与充填不足相同, 只是程度不同。因此, 解决方法也与上述方法基本相同。特别是对流动性较差的树脂( 如聚甲醛、 PMMA树脂、 聚碳酸酯及PP树脂等) 更需要注意适当增大浇口和适当的注射时间。 四、 缩坑 缩坑的原因也与充填不足相同, 原则上可经过过剩充填加以解决, 但却会有产生应力的危险, 应在设计上注意壁厚均匀, 应尽可能地减少加强肋、 凸柱等地方的壁厚。四、 翘曲、 变形 注射制品的翘曲、 变形是很棘手的问题。主要应从模具设计方面着手解决, 而成型条件的调整效果则是很有限的。翘曲、 变形的原因及解决方法可参照以下各项: 1) 由成型条件引起残余应力造成变形时, 可经过降低注射压力、 提高模具并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力。 2) 脱模不良引起应力变形时, 可经过增加推杆数量或面积、 设置脱模斜度等方法加以解决。 3) 由于冷却方法不合适, 使冷却不均匀或冷却时间不足时, 可调整冷却方法及延长冷却时间等。例如, 可尽可能地在贴近变形的地方设置冷却回路。 4) 对于成型收缩所引起的变形, 就必须修正模具的设计了。其中, 最重要的是应注意使制品壁厚一致。有时, 在不得已的情况下, 只好经过测量制品的变形, 按相反的方向修整模具, 加以校正。收缩率较大的树脂, 般是结晶性树脂( 如聚甲醛、 尼龙、 聚丙烯、 聚乙烯及PET树脂等) 比非结晶性树脂( 如PMMA树脂、 聚氯乙烯、 聚苯乙烯、 ABS树脂及AS树脂等) 的变形大。另外, 由于玻璃纤维增强树脂具有纤维配向性, 变形也大。五、 溢边 对于溢边的处理重点应主要放在模具的改进方面。而在成型条件上, 则可在降低流动性方面着手。具体地可采用以下几种方法: 1) 降低注射压力。2) 降低树脂温度。 4) 选用高粘度等级的材料。5) 降低模具温度。 6) 研磨溢边发生的模具面。7) 采用较硬的模具钢材。8)