工業(yè)設(shè)計之結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹課件

1、工業(yè)設(shè)計之：結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹Victor. Liu2014-6-26工業(yè)設(shè)計定義：工業(yè)設(shè)計定義： 1980年，國際工業(yè)設(shè)計協(xié)會聯(lián)合會將工業(yè)設(shè)計定義為就批量生產(chǎn)的工業(yè)品而言，憑借訓(xùn)練、技術(shù)、知識、經(jīng)驗及視覺感受而賦予材料、形態(tài)、色彩、表面加工及裝飾以新的品質(zhì)和資格。工業(yè)設(shè)計被稱為“技術(shù)與藝術(shù)的統(tǒng)一”工業(yè)設(shè)計師的定義： 工業(yè)設(shè)計師是受過訓(xùn)練,具有技術(shù)知識、經(jīng)驗和鑒賞能力的人,他能決定工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、形狀、色彩和表面修飾等工業(yè)設(shè)計本質(zhì)：創(chuàng)造更合理的生活方式，提升生活質(zhì)量。工業(yè)設(shè)計的目的：以設(shè)計物為對象，以“人-物-環(huán)境”系統(tǒng)最優(yōu)為原則，尋求設(shè)計物的解決方案。設(shè)計是創(chuàng)造性活動，其目的

2、是綜合考慮并提高物品、過程、服務(wù)以及它們在整個產(chǎn)品生命周期中構(gòu)成的系統(tǒng)的質(zhì)量。結(jié)構(gòu)設(shè)計的定義結(jié)構(gòu)設(shè)計是工業(yè)設(shè)計的一個部分，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計是針對產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、機(jī)械部分的設(shè)計；一個好產(chǎn)品首先要實用，因此，產(chǎn)品設(shè)計首先是功能，其次才是形狀。結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及到的知識領(lǐng)域：作為工業(yè)設(shè)計科學(xué)技術(shù)性的一面,它涉及到自然科學(xué)和社會科學(xué)的眾多學(xué)科領(lǐng)域,包括材料學(xué)、數(shù)學(xué)、仿生學(xué)、生理學(xué)、光學(xué)、色彩學(xué)、聲學(xué)、人體工程學(xué)以及工藝學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、信息工程學(xué)、哲學(xué)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)、市場學(xué)、心理學(xué)、價值工程學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、生態(tài)學(xué)等等 。要求是通才型，但不可能每個領(lǐng)域都是專家.結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點：全方位，多目標(biāo)的特點：在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需更多

3、考慮如何使產(chǎn)品盡可能做到外形美觀、使用性能優(yōu)良、成本低、可制造性、可裝配性、維修簡單、方便運輸以及對環(huán)境無不良影響等等。迭代設(shè)計的特點：以設(shè)計目標(biāo)為驅(qū)動，不斷的發(fā)散思維和收斂思維的過程。針對設(shè)計任務(wù)不斷的對比、選擇中進(jìn)行。-”To be yes to be no.” 不斷地推翻既有的設(shè)計，尋找更好的方案?！盩o be better.”結(jié)構(gòu)設(shè)計和造型設(shè)計的關(guān)系：既緊密關(guān)聯(lián)同時又是矛盾的。原因是知識體系差異、思維方式出發(fā)點不同、造型設(shè)計屬于工業(yè)設(shè)計藝術(shù)性的一面,它涉及到美學(xué)、技術(shù)美學(xué)、審美心理學(xué)、符號學(xué)、技術(shù)學(xué)特別是技術(shù)藝術(shù)的理論等等木材：應(yīng)用領(lǐng)域：家具、音響木材分類：紅木（黃花梨、紫檀、等稀有硬

4、木的統(tǒng)稱）、橡木、桃木、桉樹、松木、樟木等工藝特征：原木、烤漆、粉末壓制的密度板（HDF、MDF、LDF)生活相關(guān)的：了解木材的種類，是否實木，有些家具表皮和里面的木材不同，粘貼而成。是否環(huán)保、甲醛含量是否超標(biāo)。是否防火，在木材表面粘貼一層防火材料，能起到防火作用。木材傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式：榫卯 竹子：天然材料加工環(huán)保材料、生物可降解 - 竹子、廢棄木材、麥秸 制成的可降解塑料：為了解決“白色污染”的一個有效途徑就是使用生物降解塑料，在歐盟等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)紛紛鼓勵使用生物可降解塑料。據(jù)悉，由Newlight公司提供的AirCarbon牌塑料是一種新型生物塑料，以竹子和麥秸為原料經(jīng)特殊工藝制取而成。該種

5、塑料包裝生產(chǎn)過程中碳排放量小，對環(huán)境不會造成污染。戴爾電腦常用的工程塑料簡介雙酚A，也稱BPA，在工業(yè)上雙酚A被用來合成聚碳酸酯（PC）和環(huán)氧樹脂等材料。60年代以來就被用于制造塑料（奶）瓶、幼兒用的吸口杯、食品和飲料（奶粉）罐內(nèi)側(cè)涂層。BPA無處不在，從礦泉水瓶、醫(yī)療器械到及食品包裝的內(nèi)里，都有它的身影。每年，全世界生產(chǎn)2700萬噸含有BPA的塑料。但BPA也能導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)，威脅著胎兒和兒童的健康。癌癥和新陳代謝紊亂導(dǎo)致的肥胖也被認(rèn)為與此有關(guān)。歐盟認(rèn)為含雙酚A奶瓶會誘發(fā)性早熟，從2011年3月2日起，禁止生產(chǎn)含化學(xué)物質(zhì)雙酚A(BPA)的嬰兒奶瓶。可以選玻璃奶瓶，還可以選擇PP、PPSU等材

6、質(zhì)奶瓶，而這些都是不含雙酚A的安全材質(zhì)。寶寶3個月以前完全可以選用玻璃奶瓶喂奶，3個多月后小家伙開始想要自已抓握時，就換用PP或PPSU的塑料奶瓶。PPSU呈茶色，晶透還耐180度高溫，不過價格也昂貴許多。PPSU聚亞苯基砜樹脂是聚砜(Polysulfone)簡稱PSF系列的產(chǎn)品 。聚碳酸酯,“防彈膠”,耐高沖擊強(qiáng)度，透明。高溫水煮會釋出雙酚APC常用工程塑料簡介 塑膠成型的方法：塑料的成型包括吸塑、壓塑（模壓成型）、擠塑（擠出成型）、注塑（注射成型）、吹塑（中空成型）、壓延等。吸塑：用吸塑機(jī)將片材加熱到一定溫度后，通過真空泵產(chǎn)生負(fù)壓將塑料片材吸附到模型表面上，經(jīng)冷卻定型而轉(zhuǎn)變成不同形狀的泡罩

7、或泡殼。擠塑：擠塑又稱擠出成型，是使用擠塑機(jī)（擠出機(jī)）將加熱的樹脂連續(xù)通過模具，擠出所需形狀的制品的方法。擠塑有時也有于熱固性塑料的成型，并可用于泡沫塑料的成型。擠塑的優(yōu)點是可擠出各種形狀的制品，生產(chǎn)效率高，可自動化、連續(xù)化生產(chǎn)；缺點是熱固性塑料不能廣泛采用此法加工，制品尺寸容易產(chǎn)生偏差。注塑：注塑又稱注射成型。注塑是使用注塑機(jī)（或稱注射機(jī)）將熱塑性塑料熔體在高壓下注入到模具內(nèi)經(jīng)冷卻、固化獲得產(chǎn)品的方法。注塑也能用于熱固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的優(yōu)點是生產(chǎn)速度快、效率高，操作可自動化，能成型形狀復(fù)雜的零件，特別適合大量生產(chǎn)。缺點是設(shè)備及模具成本高，注塑機(jī)清理較困難等。吹塑：吹塑又稱中空吹塑

8、或中空成型。吹塑是借助壓縮空氣的壓力使閉合在模具中的熱的樹脂型坯吹脹為空心制品的一種方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品兩種方法。用吹塑法可生產(chǎn)薄膜制品、各種瓶、桶、壺類容器及兒童玩具等。壓延：壓延是將樹脂和各種添加劑經(jīng)預(yù)期處理（捏合、過濾等）后通過壓延機(jī)的兩個或多個轉(zhuǎn)向相反的壓延輥的間隙加工成薄膜或片材，隨后從壓延機(jī)輥筒上剝離下來， 再經(jīng)冷卻定型的一種成型方法。壓延是主要用于聚氯乙烯樹脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板磚等制品。發(fā)泡成型：發(fā)泡材料（PVC，PE和PS等）中加入適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡劑，使塑料產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)的過程。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料。按泡孔結(jié)構(gòu)分為開

9、孔泡沫塑料（覺大多數(shù)氣孔互相連通）和閉孔泡沫塑料（絕大多數(shù)氣孔是互相分隔的），這主要是由制造方法（分為化學(xué)發(fā)泡，物理發(fā)泡和機(jī)械發(fā)泡）決定的。金屬材料分類黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90以上的工業(yè)純鐵，含碳 24的鑄鐵，含碳小于 2的碳鋼，以及各種用途的結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。有色金屬銅、鋁、錫、鉛、鋅以及黃銅、青銅、白銅、鋁合金和軸承合金等，另外在工業(yè)上還采用鎳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等，這些金屬主要用作合金化元素，以改善金屬性能

10、，其中鎢、鈷、鈦多用于硬質(zhì)合金的制造。上述有色金屬，都稱為工業(yè)常用金屬，以區(qū)別于貴金屬及稀有金屬。有色合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高，并且電阻大、電阻溫度系數(shù)小。有色金屬：銅特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復(fù)合材料等。其他分類方法： （1）按元素分：鋼鐵材料，如鐵、鋼、碳素鋼、合金鋼等;有色金屬材料,如鋁、銅、鎳、貴金屬材料等。（2）按主要性能和用途分為:金屬結(jié)構(gòu)材料和金屬功能材料,其中有要求力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度、韌性等）為

11、主的材料，如結(jié)構(gòu)材料、工具材料等；有要求物理性能（磁性、導(dǎo)電性、彈性等）的材料，如精密合金、半導(dǎo)體材料、超導(dǎo)材料等；要求物理化學(xué)性能的材料，如耐蝕材料、金屬催化劑、消氣材料等。按加工制造工藝可分為：鑄造合金、變形（可進(jìn)行金屬塑性加工合金和粉末冶金材料。（3）按材料提供使用的形態(tài)可分為：板材、絲材、棒材、帶材和多孔材料、纖維強(qiáng)化復(fù)合材料等。此外，還可按金屬的組織狀態(tài)分為結(jié)晶態(tài)金屬材料和非晶態(tài)金屬材料等。工業(yè)產(chǎn)品涉及的金屬材料選用參考SECCSPCC常用于屏蔽罩、網(wǎng)罩、結(jié)構(gòu)剛性要求不高。不銹鋼良好的結(jié)構(gòu)剛性及耐腐蝕性能，常用型號304#鋁片材外觀裝飾件、銘牌、等銅片材（磷銅、黃銅、紅銅）散熱件、電

12、池接觸彈片，鋁合金散熱件、結(jié)構(gòu)件、支架等，工藝多選用陽極氧化。鋅合金壓鑄件、重量較重、成本較低，外觀處理為烤漆，無法做陽極氧化。鎂鋁合金a,壓鑄件、或片材、密度在1.8g/cm3,重量是鋅合金的三分之一，表面處理多用陽極氧化。加工過程打磨時容易著火(500度）。b,特點：好的強(qiáng)度、剛性和尺寸穩(wěn)定性，優(yōu)良的電磁屏蔽性和導(dǎo)熱性. 煙花的主要成分是鎂粉、鋁粉，軍事用的照明彈。光學(xué)包括幾何光學(xué)、波動光學(xué)、量子光學(xué)及非線性光學(xué)。應(yīng)用：燈具、PH燈具系列出自丹麥設(shè)計師 Poul Henningsen 之手，故名 PH 燈，所有的 PH 燈都具有下列奧秘及重要特征：所有的光線必須經(jīng)過一次反射才能達(dá)到工作面，

13、以獲得柔和均勻的照明效果，并避免清晰的陰影；無論從任何角度均不能看到光源，以免眩光刺激眼睛；對白熾燈光譜進(jìn)行補償，以獲得適宜的光色；減弱燈罩邊沿的亮度，并允許部分光線溢出，以防止燈具與黑暗背景形成過大反差，造成眼睛不適。PH燈具的優(yōu)美造型正是這些特點的直接反映。 光學(xué)運用幾何光學(xué)原理優(yōu)化設(shè)計。折射、反射、漫反射。材料：PMMA、PC、模具鋼材：通常選NAK80或S136，拋光性能好。（酸性材料的PC不能選用NAK80）工藝：背面噴涂或電鍍反光漆應(yīng)用：燈具、指示燈、按鍵、LCD顯示模組、液晶顯示屏等。導(dǎo)光件的設(shè)計：顏色：顏色的表示方法RGBCMYKYIQ色彩系統(tǒng)(北美電視領(lǐng)域）孟塞爾T*a*b

14、（CIE 國際照明協(xié)會工業(yè)常用）色調(diào)、明度、飽和度YCbCr色彩系統(tǒng)Pantone色系統(tǒng)：分為CU色卡、（塑膠噴涂、印刷類）TPX色卡、（服裝及室內(nèi)裝潢，色卡是紙卡）金屬色卡、（TCX色卡、（服裝、色卡是純棉布）CMYK色卡、粉彩色色卡 (印刷、出版業(yè)）啞粉色色卡等2007年底彩通（Pantone Inc.）公司被另一家色彩服務(wù)商愛色麗(X-rite)公司擬1.8億美元收購色差色差是指用數(shù)值的方法表示兩種顏色給人色彩感覺上的差別，同一對顏色在不同的光源下對比，也會有差異，（同色異譜）。CIELAB方式的色差表示：顏色表示按L*、a*、b*, 色差用Eab 表示。單位：NBS色差單位符號含義：L

15、代表明度，也就是顏色的深淺，a代表紅綠值，b代表黃藍(lán)值。L為“” 表示顏色偏淺，為“”表示顏色偏深。a為“” 表示顏色偏紅或少綠，為“”表示顏色偏綠或少紅。b為“” 表示顏色偏黃或少藍(lán)，為“”表示顏色偏藍(lán)或少黃。E代表色差，用戶可根據(jù)自己的需要設(shè)定允許的色差值。IMDIMD：In-Mole DecoratiomIMD包含IML,IMF,IMRIML：IN MOLDING LABEL印刷膠料與塑結(jié)合無拉伸,曲面小，用于2D產(chǎn)品IMF：IN MOLDING FILM與IML相同適合高拉伸產(chǎn)品，3D 產(chǎn)品IMR：IN MOLDING ROLLER重點在于膠料上的離型層。PET FILM印離型劑印刷油

16、墨印接著劑 內(nèi)塑料射出油墨與塑接著開模后膠料會自動從油墨離型。日本稱熱轉(zhuǎn)寫。這機(jī)器是用ROLL TO ROLL方式，而對位用CCD計算機(jī)操作。產(chǎn)品表面薄膜去掉，只留下油墨在產(chǎn)品表面。)IML,IMF與IMR區(qū)別（表面是否留下一層薄膜）電鍍電鍍：電鍍就是利用電解的方式使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬層的過程。 電鍍分為掛鍍、滾鍍、連續(xù)鍍、刷鍍、真空鍍等方式。真空鍍：包含真空蒸發(fā)鍍、濺鍍、離子鍍、NCVM等電鑄：如手機(jī)方向鍵、表面銘板、標(biāo)識牌、收音機(jī)旋鈕等（塑膠、五金都可以做）電鍍的注意事項：真空鍍需要過UV，否則表面硬度不夠。水鍍需注意環(huán)保，預(yù)留足夠的裝配間隙，要有

17、掛孔及防止變形、邊緣不能有利角。電鍍的相關(guān)檢測項： 表面雜質(zhì)、異色點、色差、 附著力、鹽霧測試、耐酸測試，膜厚測試。電鑄模具電鑄產(chǎn)品電鍍版蘭博基尼陽極氧化以 鋁或 鋁合金制品為陽極置于電解質(zhì)溶液中,利用電解作用,使其表面形成氧化 鋁薄膜的過程,稱為 鋁及 鋁合金的陽極 氧化處理。鐳雕關(guān)于鐳雕注意事項： 1) 從底層到面層，色彩從淺到深，選擇雕刻性能佳，想雕到哪一層可以很好的控制; 2) 從底層到面層，色彩從深到淺，選擇雕刻性能差，一般為雕透方案，要雕到哪一層不好 控制; 3) 在不影響色相的情況下，中間涂層可加入一層黑色增加遮光性; 4) 對于銀色，若作為底層，要使用珍珠粉調(diào)色，保證其不易被雕

18、透;若作為面層時，要使用鋁粉調(diào)色，保證雕刻性能優(yōu); 5) 關(guān)于白色，作為底色不雕透較為常見;當(dāng)白色作為面色需要雕透時，建議將白色面的光澤降至60度左右，并且進(jìn)行低膜厚噴涂。白色作為面色時一般遮光性能不佳，加入其它色影響色相較嚴(yán)重，可在中涂薄涂一層銀色，再厚涂白色，可有較好的遮光。白色作為中間涂層，要雕穿白色顯底色的方案是比較難于鐳雕的，就算偶爾有可雕的情況，鐳雕的穩(wěn)定也不好。除非萬不得已，建議不要使用。 6) 一個Keymats上呈多種顏色可以按1)的原則進(jìn)行多層噴涂，再通過鐳雕控制雕到哪一層要控制色彩?？蛇x白底再藍(lán)中涂， 一般的底色噴涂膜厚為510微米/層,如果層數(shù)過多,盡可能在色差保證的情

19、況下使用底膜厚噴涂.再加上UV面漆,總共的膜厚大概有3050微米。 一般而言，只要膜厚的均勻度可以，相差在2微米以下，對鐳雕是沒有很大影響的。相差再大就比較難于鐳雕控制了。 當(dāng)然會有影響,因為按鍵一般由3-5涂組成,所以每一層的厚度不能太厚,不然就比較容易產(chǎn)生積油,色差過大,隱蔽力不足或者裝配的時候卡殼等不良問題的出現(xiàn)。鐳雕字符分類：產(chǎn)品素材為（透明塑膠素材），中間印刷（白色）,表面噴（黑色油墨），鐳雕效果要露白，邊上不可以漏光。產(chǎn)品素材為（透明塑膠素材），中間印刷顏色（比如紅色，綠色等），面漆為銀色油墨，標(biāo)記效果需露中間的印刷顏色。 產(chǎn)品素材為（透明塑膠素材），中間印刷（銀色）油墨，面漆為黑色油墨。 如果要標(biāo)記的產(chǎn)品素材為（透明塑膠素材），表面噴（銀色、黑色等）較好被氣化的油墨面漆，需標(biāo)記出（透光效果）產(chǎn)品素材為（透明塑膠素材），表面噴（白色、紅色、黃色、綠色等）不容易被氣化的油墨面漆，需標(biāo)記出（透光效果）鐳雕的檢驗：不能燒焦，不能有鋸齒邊，不能有重影，不能有未雕透的油漆殘渣，必須有透光效果為OK無黑點，無波浪線形，無缺口線形, 產(chǎn)品字符字體顏