模型打印及成型技術(shù) 課件 第二節(jié)  項目訓(xùn)練二 - 配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作

模型打印及成型技術(shù)第二章課程實訓(xùn)項目訓(xùn)練一——聚氨酯基礎(chǔ)泡沫模型項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練三——結(jié)合CNC和快速成型技術(shù)的模型制作學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過本章學(xué)習(xí)，讓初學(xué)者能夠由簡入難地進(jìn)行模型制作訓(xùn)練，對模型制作有一個基礎(chǔ)的認(rèn)識，掌握模型制作的流程，能夠較為全面地認(rèn)識并掌握材料、工具的屬性和使用方法，最終能夠完成實際產(chǎn)品的模型制作。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作一、課程概況1.課程內(nèi)容本節(jié)以簡單結(jié)構(gòu)的燈具作為主題，練習(xí)以木料為主要材料的產(chǎn)品設(shè)計。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作2.訓(xùn)練目的讓學(xué)生學(xué)會使用簡易可行的結(jié)構(gòu)，盡可能地放棄動輒便使用膠水進(jìn)行粘接的取巧行為；幫助學(xué)生加強在結(jié)構(gòu)、裝配過程、防止零部件干涉等方面的實操設(shè)計能力。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作3.重點和難點（1）確定裝配結(jié)構(gòu)，主要有邊緣咬合、定位、固定方式（螺絲、強磁鐵、螺紋等）等。（2）確定各零部件加工順序，為了達(dá)到最佳的表面效果，木制模型表面殼體可能會采用先進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)加工，再整體裝配完成后打磨的順序。在動手制作前，務(wù)必完成每個零部件的加工順序。（3）根據(jù)強度要求確定材料的壁厚極限。（4）認(rèn)識工具，根據(jù)設(shè)備的加工極限進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作4.作業(yè)要求使用傳統(tǒng)手動機械加工設(shè)備進(jìn)行殼體制作，結(jié)合簡單電路/電工知識點，制作出一塊可以實現(xiàn)無線供電并可使用的木質(zhì)燈具。后期對使用進(jìn)行場景拍照，刻光盤后連同實物模型交給任課教師。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作二、設(shè)計案例燈具的原理：把雙向發(fā)光的燈條嵌入亞克力圓筒，使其能夠整體發(fā)光。1.Diez工作室為Vibia公司設(shè)計的燈具Guise項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作前期驗證草模制作過程：將兩條LED燈帶貼至一條T形鋁型材上，嵌入到亞克力桶身的槽內(nèi)。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作在確定基本功能原理和效果的可行性后，開始開發(fā)多款不同的產(chǎn)品，每一款產(chǎn)品需根據(jù)實際用戶和使用場景進(jìn)行測試，并改進(jìn)設(shè)計。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作上海理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生蔣婷婷做平衡燈設(shè)計。2.學(xué)生燈具模型作品項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作原理：使用一枚水銀開關(guān)（即傾倒開關(guān)）感應(yīng)傾斜位置，小鋼珠可以在木槽內(nèi)來回滾動，改變重心位置，保持傾斜角度，實現(xiàn)常開或常關(guān)狀態(tài)；兩條LED燈帶貼在一片PP塑料板上，蓋住木槽，防止鋼珠脫落；磨砂亞克力燈罩用銑床做出一個臺階，嵌入木殼，同時兩端各有兩顆4mm直徑的強力釹磁鐵，防止亞克力意外脫落。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作三、知識點1.零部件的配合間隙在初學(xué)模型制作時，因為對材料、加工工藝缺乏了解，手工能力比較初級，因而可以適當(dāng)?shù)姆糯蠊睿ＷC模型制作的成功率。在加工木質(zhì)材料時，可以考慮使用0.2mm~0.5mm的裝配公差。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作2.模型制作的不同種類木材特性生長比較迅速，價格經(jīng)濟實惠，容易購買；纖維松散，多適合手工刀削、打磨、刨等工藝。軟木不推薦車床、銑床加工，機械加工后的表面處理工作量較大。常見的軟木有：松木、桐木、杉木、楊木、榆木等。軟木項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作GXG品牌的一個經(jīng)過打磨后的香薰油松木塊，木塊上的字樣采用激光雕刻而成。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作硬度適中，可手工鑿削，也可以進(jìn)行機加工，經(jīng)過2~4道打磨后基本可以達(dá)到表面細(xì)滑。纖維相對比較密實，可以提供一定結(jié)構(gòu)支撐力，加工的時候精度也能夠得到保證（太松軟的木頭會導(dǎo)致刀口毛糙，無法保證高精度的安裝尺寸）。售價在人民幣4000元~16000元/立方米，選擇空間較大。常見的中硬木有：黑胡桃、櫻桃、櫸木、樟木、橡木、沙比利、水曲柳（白蠟）、柳桉、楓木等。中硬木推薦項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作橡木小鳥。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作生長周期緩慢，珍貴難得，價格不菲。在加工方面，硬木非常適合機加工，它的切削效果同高密度的聚氨酯泡沫類似，表面效果非常優(yōu)秀。在學(xué)校制作模型階段不建議大量采用這類木材。常見的硬木有黑檀、綠檀、科檀、紅檀、黑酸枝、白酸枝、紅酸枝等，在模型階段如果需要應(yīng)用一些硬質(zhì)木料，推薦使用相對低價的檀木類木材。硬木項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作3.殼體的制作方式如果是小體量的形體，可以考慮在一塊實體材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行切削；如果體量過大，考慮到大規(guī)格材料的成本、切削加工難度等因素，板料的拼接可能是更好的方法。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作以音箱為例，大型落地音箱往往由多組密度板膠合成型。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作小型的藍(lán)牙音箱則可以由一塊實木一體成型。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作4.電子產(chǎn)品模型設(shè)計要點（1）安全起見，盡量不要使用220V強電，控制在42V內(nèi)。學(xué)生作業(yè)模型盡量多使用12V或者5V（USB電壓）直流電源。（2）注意信號、磁場等的干擾，合理使用屏蔽辦法。（3）如有感應(yīng)裝置、無線供電裝置，需注意殼體的厚度，防止效果不佳。（4）注意某些零部件的散熱要求，一般發(fā)熱源（LED）燈泡可使用散熱片進(jìn)行主動散熱。（5）大功率發(fā)熱體往往需要電風(fēng)扇等部件進(jìn)行被動散熱。（6）焊接、接線時要求規(guī)范操作，防止脫落、短路。（7）注意使用環(huán)境的特點，做好防塵、防潮等措施。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作5.釹磁鐵在結(jié)構(gòu)模型中的巧用以蓋子為例，改變其中一個磁鐵的磁極方向，可以實現(xiàn)蓋子的緊固和浮起效果。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作6.木質(zhì)材料的補縫處理（1）如果縫隙大于1mm，建議使用原子灰進(jìn)行填補。（2）如果縫隙在0.5~1mm左右，可以用木膠和木灰進(jìn)行調(diào)和后進(jìn)行填補，注意填補表面一定要溢出，待24小時干透后，補灰收縮到位，再對表面進(jìn)行打磨。（3）如果縫隙在0.5mm內(nèi)，可以先往縫隙里填補一些細(xì)木灰，然后滴少量502膠水，快速使用200~300目左右的砂紙進(jìn)行打磨。在10秒內(nèi)縫隙便填補完成且硬結(jié)成形。如果是一些更細(xì)的裂縫，可以不用補木灰，直接滴502膠水，迅速使用砂紙打磨，利用打磨產(chǎn)生的木灰和502膠水糅合，在幾秒內(nèi)完成填補，效果極佳。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作7.機加工中的銑刀與加工深度的關(guān)系項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作四、實踐程序1.理解設(shè)計并根據(jù)設(shè)計稿確定模型實際零部件組成本節(jié)實踐采用的是一款無開關(guān)、無線供電的床頭燈設(shè)計，分主燈體和基座兩部分。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作把三維建模進(jìn)行拆解，除電子零部件外，殼體部分由四大塊組成：燈體櫸木殼、燈體亞克力透光板、燈體底蓋、黑胡桃木基座。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作2.確定用于制作模型的加工流程及尺寸圖（1）開料：燈體櫸木料×1，燈體亞克力板×1，燈體底蓋×1，基座黑胡桃木×1（2）燈體殼體制作：櫸木殼體銑削；亞克力銑削；底蓋銑削；櫸木殼與亞克力聯(lián)合打磨；修粗、補縫隙、預(yù)裝配、裝磁鐵。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作（3）基座制作：開孔與開槽；磨斜邊。（4）裝配電子零部件：焊接預(yù)處理；焊接電路；測試與裝配。（5）整體打磨、拋光、上油。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作燈體櫸木殼，燈體亞克力透光板，燈體底蓋，黑胡桃木基座分別制作尺寸圖。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作3.開料與粗形制作開料注意留足余量。此次燈體的直徑是100mm，最小余量10mm/邊，實際開料即120mm×120mm。厚度留余量不宜過大，約2mm。項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作4.燈體組件銑削項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作5.基座制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作6.連接電路項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作7.最終裝配項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作項目訓(xùn)練二——配合傳統(tǒng)機械加工工藝的模型制作8.模型評估項目訓(xùn)