深圳工(gōng)業(yè)設計(jì)-工(gōng)業(yè)産品設計(jì)必須了(le)解的(de)常用(yòng)材料

　　如(rú)果說(shuō)設計(jì)師(shī)賦予設計(jì)作(zuò)品以靈魂，那(nà)♣麽材料則賦予設計(jì)作(zuò)品以生(shēng)命。材料的(de)選擇是(shì)工(gōng)業(yè)設計(jì)中非常重要(yào)的(de)一(yī)環，對(duì)材料的(de)認識和(hé)掌握是(shì)實現(x‌iàn)産品設計(jì)的(de)前提和(hé)保證。

　　一(yī)個(gè)成功的(de)産品，在設計(jì)過程中必須考慮材料的(de)适用(yòng)性，需要(yào)依據産品的(de)功能(néng)和(hé)外(↔wài)觀的(de)需求選擇适當的(de)材料，了(le)解它們的(de)結構與形式，确立其組合方式等。這(zhè)就(jiπù)要(yào)求産品設計(jì)師(shī)對(duì)材料特性、典型用(yòng)途及成型工(gōng)藝有(yǒu)一(yī÷)定的(de)了(le)解。

　　一(yī)、玻璃

　　玻璃材質是(shì)産品設計(jì)當中應用(yòng)非常廣泛的(de)一(yī)種材料，它存在于我們的(de)生(sh©ēng)活的(de)方方面面。從(cóng)玻璃誕生(shēng)以來(lái)，就(jiù)被視(shì∑)作(zuò)“具有(yǒu)魔法般變化(huà)的(de)材料”，它可(kě)以堅硬如(rú)鐵(tiě™)，也(yě)可(kě)以單薄若紙(zhǐ)，既能(néng)晶瑩剔透，又(yòu)能(néng)五彩斑斓，給設計(jì)師(shī)提供了(le)無限₩的(de)設計(jì)可(kě)能(néng)性。

　　材料特性各向同性：玻璃的(de)分(fēn)子(zǐ)排列是(shì)無規則的(de)，其分(fēn)子(zǐ)在空(kōng)間(jiān)中具有(yǒu)統計(jì)上ε(shàng)的(de)均勻性。在理(lǐ)想狀态下(xià)，玻璃的(de)物(wù)理(lǐ)、化(h✔uà)學性質(如(rú)折射率、硬度、彈性模量、熱(rè)膨脹系數(shù)、導熱(rè)率、電(diàn)導率等)在各方向都(dōu)是(shì÷)相(xiàng)同的(de)。

　　無固定熔點：因為(wèi)玻璃是(shì)混合物(wù)，非晶體(tǐ)，所以無固定熔沸點。玻璃由固體(tǐ)轉變為(wèi)液體(t∞ǐ)是(shì)一(yī)定溫度區(qū)域(即軟化(huà)溫度範圍)內(nèi)進行(xíng)的(de)，它與結晶物(wù)質不(bù)同，沒×有(yǒu)固定的(de)熔點。玻璃的(de)這(zhè)一(yī)特性使它可(kě)用(yòng)吹、拉、壓等多(duō)種方法成形。

　　組成和(hé)性能(néng)的(de)可(kě)調性：玻璃的(de)性能(néng)可(kě)随其成分(fēn)在一(yī)定範圍內(nèi)發生(shēng)連續和(hé)逐漸的(de♣)變化(huà)。而晶體(tǐ)則具有(yǒu)固定的(de)成分(fēn)和(hé)确定的(de)性能(néng)。這(z☆hè)樣，我們就(jiù)可(kě)以調節玻璃的(de)成分(fēn)，使它的(de)性能(néng)滿足"使用(yòng)的(de)要(yào)求。

　　二、金(jīn)屬

　　金(jīn)屬材料是(shì)指金(jīn)屬元素或以金(jīn)屬元素為(wèi)主構成的(de)具有(yǒu)金(>jīn)屬特性的(de)材料的(de)統稱。按照(zhào)分(fēn)子(zǐ)結構，可(kě)以将金(jīn)屬分(fēn)為(wèi)純金(jīn)屬和(hé)合金(jī←n)兩種;按照(zhào)冶金(jīn)方法，可(kě)以将金(jīn)屬分(fēn)為(wèi)黑(h∞ēi)金(jīn)屬和(hé)有(yǒu)色金(jīn)屬。

　　材料特性：金(jīn)屬材料有(yǒu)很(hěn)多(duō)物(wù)理(lǐ)特性，比如(rú)導電(diàn)性、導熱(rè)性、硬度大(dà)、強度大(dà)、密度高(g→āo)、熔點高(gāo)、有(yǒu)良好(hǎo)的(de)金(jīn)屬光(guāng)澤等。此外(wài)，金(jīn)屬還(hái)具備活潑的(de)化(huà)學性質，例如÷(rú)大(dà)多(duō)數(shù)金(jīn)屬可(kě)與氧氣、酸溶液、鹽溶液等發生(shēng)化(huà)學反應。一(yī)些(xiē)∑具有(yǒu)特殊物(wù)理(lǐ)性質的(de)金(jīn)屬也(yě)需要(yào)格外(wài)強調，如(rú)：熔點極高(gāo)的(de)鎢，導電(diàn)性良✘好(hǎo)的(de)銅，延展性好(hǎo)的(de)金(jīn)、鉑，常溫下(xià)呈液态的(de)汞等。除此之外(wài)，合 金(jīn)相(xiàng)對(duì)于金(jīn)屬而言，具有(yǒu)更好(hǎo)的(de)耐腐蝕性、硬度，并且強度更大(dà)，熔 點更低(dī)。

　　三、塑料

　　塑料是(shì)以單體(tǐ)為(wèi)原料，通(tōng)過加聚或縮聚反應聚合而成的(de)高(gāo)分(fēn)子(zǐ)化(hδuà)合物(wù)。它始創于1907年(nián)，經過百年(nián)的(de)發展，塑料已經滲入到(dào)我們生(shēng)活的(de)方方面面，在現(xiàn)代工(gōng)業(yè)設計(jì)中占據非常重要(yào)的(de)地(dì)位。塑料的(de)主要(yào)成分(fēn)是(shì)樹(shù)脂，輔助成分(fēn¥)有(yǒu)增塑劑、填充劑、潤滑劑、著(zhe)色劑等添加劑。按照(zhào)加工(gōng)性能(néng)σ的(de)行(xíng)為(wèi)特征可(kě)以将塑料分(fēn)為(wèi)熱(rè)塑性和(hé)熱(rè)固性兩大(dà)類。前者可(kě)以重新塑造使用♦(yòng)，後者無法重複生(shēng)産。

　　材料特性：塑料的(de)種類很(hěn)多(duō)，每一(yī)種都(dōu)有(yǒu)其特有(yǒu)的(de)性★能(néng)，但(dàn)通(tōng)常來(lái)說(shuō)，此類材料普遍具有(yǒu)以下(xià)共同的(de)屬性:大(dβà)多(duō)數(shù)塑料質輕，化(huà)學性穩定，不(bù)會(huì)鏽蝕; 耐沖擊≠性好(hǎo);具有(yǒu)較好(hǎo)的(de)透明(míng)性和(hé)耐磨耗性;絕緣性好(hǎo)，導熱(rè)性低(dī);一(yī)般成型性、著(zhe)色性好(hǎ☆o)，加工(gōng)成本低(dī);大(dà)部分(fēn)塑料耐熱(rè)性差，熱(rè)膨脹率大(dà)，易燃燒;尺寸穩定性差，容易變形;多(d★uō)數(shù)塑料耐低(dī)溫性差，低(dī)溫下(xià)變脆;容易老(lǎo)化(huà);某些(xiē)塑料易溶于溶劑。

　　四、木(mù)材

　　木(mù)材的(de)使用(yòng)曆史悠久，木(mù)材資源蓄積量大(dà)、分(fēn)布廣♠，廣泛用(yòng)于建築、工(gōng)業(yè)、交通(tōng)、民(mín)用(yòng)、農(nóng)用(yòng)等¶多(duō)個(gè)領域。常用(yòng)的(de)木(mù)材包括原木(mù)和(hé)人(rén)造☆闆材。原木(mù)是(shì)指伐倒的(de)樹(shù)幹，經過去(qù)枝去(qù)皮後按規格鋸成一(yī)定長(cháng)度的(de)木(mù)料;人(rén)造↔闆材是(shì)利用(yòng)木(mù)材在加工(gōng)過程中産生(shēng)的(de)邊角廢料，混合其他(tā)纖維制(zhì)作(zuò)成的(de)闆材。

　　材料特性：質輕，木(mù)材密度通(tōng)常在0.3～0.8g/cm3之間(jiān)，強度高(♦gāo)，有(yǒu)良好(hǎo)的(de)彈性、韌性。易加工(gōng)、易連接：木(mù)材易于加工(gōng)，切削性能(néng)好(hǎo)，可(kě)進行(xíng)‌鋸、刨、銑、鑽、砂磨等加工(gōng)，可(kě)在熱(rè)作(zuò)用(yòng)下(xià)彎曲成型，可(kě)用(yòng)膠、釘、榫眼等方法進行(xíng)結合，易進≤行(xíng)著(zhe)色，塗飾等表面處理(lǐ)工(gōng)藝。導電(diàn)、導熱(rè)及聲音(yīn)傳導性小(xiǎo)于鋼材，熱(rè)脹冷(lěng )縮性能(néng)優于鋼材; 具有(yǒu)天然的(de)紋理(lǐ)、色澤和(hé)裝飾性;易解離(lí);具有(yǒu)天然缺陷，易腐蝕、蟲蛀等。

　　五、陶瓷

　　陶瓷分(fēn)為(wèi)普通(tōng)陶瓷和(hé)特種陶瓷。普通(tōng)陶瓷是(shì)指用(yòng)天然矽酸鹽礦物(wù)，如(rú)黏土(tǔ)、長(cháng)石、石英、高φ(gāo)嶺土(tǔ)等為(wèi)主要(yào)材料經高(gāo)溫燒制(zhì)而來(lái)的(de)制(zhì)品，通(tōng) 常包括陶器(qì)、炻器(qì)和(hé)瓷器(qì);特種陶瓷通(tōng)常認為(wèi)是(shì)采用(yòng)高(gāo)度精選的(de)原料，具有(yǒ£u)能(néng)精确控制(zhì)的(de)化(huà)學組成，按照(zhào)便于控制(zhì)的(de)制(z€hì)造技(jì)術(shù)加工(gōng)的(de)，便于進行(xíng)結構設計(jì)，并具有(yǒu)優異特性的(de)陶瓷。

　　材料特性：不(bù)同陶瓷之間(jiān)特征差異比較大(dà)，尤其是(shì)普通(tōng)陶瓷與特種陶瓷之間(jiān)。普通(tōng)陶瓷的‌(de)特性：高(gāo)溫燒制(zhì)，不(bù)掉色，不(bù)吸水(shuǐ)，不(bù)變形，易清洗，有(yǒu)些(xiē)陶瓷可(kě)适用(yòng)于微←(wēi)波爐，對(duì)人(rén)體(tǐ)無毒無害;機(jī)械強度高(gāo);耐磨、耐腐蝕性好(hǎo);熱(rè)穩定性好(hǎo);價格低(dī)<廉;産品環保無污染;脆性大(dà)，耐沖擊力低(dī)，易碎;後加工(gōng)能(néng)力低(dī)，産品不(bù)易回收利用(yòng)等。

　　特種陶瓷的(de)特性：不(bù)同種類的(de)特種陶瓷有(yǒu)不(bù)同的(de)特性，例如(rú)>氧化(huà)锆陶瓷具有(yǒu)極佳的(de)強度及斷裂韌度;超硬，超耐磨性;化(huà)學穩定性極佳;耐高(gā'o)溫，可(kě)至2400攝氏度;緻密;低(dī)導熱(rè)性。氧化(huà)矽陶瓷摩擦力比鋼低(dī)80%;比鋼堅硬3倍;比鋼輕60%;運轉時(shí)溫度比鋼低(dī)等等。

　　熟知(zhī)材料的(de)特性與工(gōng)藝是(shì)工(gōng)業(yè)設計(jì)師(shī)必須具有(yǒu)的(de)素質。在實際工(gōng)作(zuò)中，零件(jiàn)材質的(de)選擇需要( yào)考慮耐磨、耐高(gāo)溫、耐沖擊、壽命、光(guāng)照(zhào)老(lǎo)化(huà)、是(shì)否要(yào)透明(míng)、是(shì)否要(yào)耐高(gāo)壓∏、是(shì)否要(yào)噴油、電(diàn)鍍等二次加工(gōng)，是(shì)否要(yào)防震，散熱(rè)情況、還(hái)有(y ǒu)零件(jiàn)的(de)成本、加工(gōng)制(zhì)造成本、生(shēng)産裝配成本等問(wèn)題。