长春工业大学：《产品设计原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 产品设计的工程实现（主讲：李明）

主要内容 01 产品设计概述 02 产品设计的要素组成 03 产品设计的一般流程与方法 04 产品功能定位与实现 05 产品设计中的语意传达 06 形态与色彩的塑造 07 产品设计的工程实现 08 产品设计的商业化 09 产品设计案例分析

主要内容 产品设计概述 产品设计的要素组成 产品功能定位与实现 产品设计中的语意传达 形态与色彩的塑造 产品设计的一般流程与方法 产品设计的工程实现 产品设计的商业化 产品设计案例分析

第七章产品设计的工程实现 ●通过本章学习,学生进一步树立 产品设计中的工程意识,掌握产 品设计的工程性原则;并对典型 的造型材料效果运用和产品结构 有所熟悉,同时一般性了解现代 制造技术的主要发展情况。 本章侧重以案例分析的形式,由 教师和学生在对具体设计的共同 分析评价中,拓展学生对于产品 设计中工程问题的考虑。结合命 题练习,巩固深化课堂知识

第七章 产品设计的工程实现 ⚫ 通过本章学习，学生进一步树立 产品设计中的工程意识，掌握产 品设计的工程性原则；并对典型 的造型材料效果运用和产品结构 有所熟悉，同时一般性了解现代 制造技术的主要发展情况。 ⚫ 本章侧重以案例分析的形式，由 教师和学生在对具体设计的共同 分析评价中，拓展学生对于产品 设计中工程问题的考虑。结合命 题练习，巩固深化课堂知识

第一节产品材料与加工工艺 产品设计中的加工工艺选择主要取决于具体的材料特征, 般情况下,产品造型材料可以分为:金属、塑料、陶瓷 等工程材料和自然材料。在产品设计中要根据产品的性能、 使用环境、材料性质等条件正确选择加工工艺与面饰材料, 使材料所体现出的颜色、光泽、肌理及加工工艺特性与产 品的形态、功能、工作环境匹配适宜,以获得恰当理想的 审美效果。 ●,●●●0● ●0。·●0

第一节 产品材料与加工工艺 ⚫ 产品设计中的加工工艺选择主要取决于具体的材料特征， 一般情况下，产品造型材料可以分为：金属、塑料、陶瓷 等工程材料和自然材料。在产品设计中要根据产品的性能、 使用环境、材料性质等条件正确选择加工工艺与面饰材料， 使材料所体现出的颜色、光泽、肌理及加工工艺特性与产 品的形态、功能、工作环境匹配适宜，以获得恰当理想的 审美效果

金属材料与成烈工艺 金属材料是现代工业的支柱,其工艺性能优异,能够按照 设计师的构思实现产品的多种造型和视觉效果,广泛应用 于工业产品造型设计中,是设计师实现设计构思的重要选 择材料之 1.金属性能 金属材料选择使用中,主要考虑的机械性能包括:硬 度、脆性、韧性、压缩性、弯曲度、抗剪强度、应变、 弹性变形、塑性变形、抗拉强度、屈服强度和延伸率。 金属材料的物理性能是材料固有的属性,通常不易改 变,但力学性能通过加工处理(如热处理)能够发生 改变

一、金属材料与成型工艺 ⚫ 金属材料是现代工业的支柱，其工艺性能优异，能够按照 设计师的构思实现产品的多种造型和视觉效果，广泛应用 于工业产品造型设计中，是设计师实现设计构思的重要选 择材料之一。 1. 金属性能 ➢ 金属材料选择使用中，主要考虑的机械性能包括：硬 度、脆性、韧性、压缩性、弯曲度、抗剪强度、应变、 弹性变形、塑性变形、抗拉强度、屈服强度和延伸率。 金属材料的物理性能是材料固有的属性，通常不易改 变，但力学性能通过加工处理（如热处理）能够发生 改变

金属村料与成烈工艺 2.金属成形 金属成形的方法一般依据其所处状态决定,通 常情况下有三种方法: ①液体状态成形铸造 ②塑性状态成形锻造 ③固体状态成形切削等

一、金属材料与成型工艺 2. 金属成形 ➢ 金属成形的方法一般依据其所处状态决定，通 常情况下有三种方法： ① 液体状态成形——铸造 ② 塑性状态成形——锻造 ③ 固体状态成形——切削等

金属村料与成烈工艺 3.金属材料表面处理工艺 金属表面处理工艺 种类 效果 手段 表面精加使产品表面具有凸凹纹理,机械加工:内摸成型、切削、研磨、研削 工处理光滑、美观、精致 化学方法:表面清洗、蚀刻、电化学抛光 表面层改改变材料表面色彩、肌理、化学方法:化学处理、表面硬化 质处理硬度,把高金属表面的耐蚀 电化学处理:阳极化氧化 改变材料表面的物理化学性金属被覆:电镀 表面被覆质,赋予材料表面新的肌理、有机物被覆:涂装、塑料衬里 色彩和硬度等 陶瓷被覆:搪瓷、景泰蓝

一、金属材料与成型工艺 3. 金属材料表面处理工艺 金属表面处理工艺 种类 效果 手段 表面精加 工处理 使产品表面具有凸凹纹理， 光滑、美观、精致 机械加工：内摸成型、切削、研磨、研削 化学方法：表面清洗、蚀刻、电化学抛光 表面层改 质处理 改变材料表面色彩、肌理、 硬度，提高金属表面的耐蚀 性、耐磨性和着色性能等。 化学方法：化学处理、表面硬化 电化学处理：阳极化氧化 表面被覆 改变材料表面的物理化学性 质，赋予材料表面新的肌理、 色彩和硬度等 金属被覆：电镀 有机物被覆：涂装、塑料衬里 陶瓷被覆：搪瓷、景泰蓝

②3.金属材料表面处理工艺 (1)表面精加工处理 帮子的光不锈百器 1)切削和研削 利用刀具或砂轮 对金属表面进行 加工的工艺,可 以得到高精度的 (esignon/ine 装饰性表面效果。 ⊙口D③倍, 设计师:斯蒂芬·纽拜 设计讲解:这些视觉效果柔和的枕头造 型与其坚硬的钢质地形成了强烈的对比。 抛光研磨工艺的应用使得这些枕头看起 来并不如我们想象的那样坚硬,外观柔 和而灵活,简直就像我们平常见到的普 通枕头

3. 金属材料表面处理工艺 （1）表面精加工处理 1）切削和研削 ➢ 利用刀具或砂轮 对金属表面进行 加工的工艺，可 以得到高精度的 装饰性表面效果。 设 计 师： 斯蒂芬·纽拜 设计讲解：这些视觉效果柔和的枕头造 型与其坚硬的钢质地形成了强烈的对比。 抛光研磨工艺的应用使得这些枕头看起 来并不如我们想象的那样坚硬，外观柔 和而灵活，简直就像我们平常见到的普 通枕头

(1)表面精加工处理 2)研磨 用砂纸、金刚砂纸、皮革织物、金属丝修整平 面或预祝表面,达到把还看书表面加工成屏画 面效果的一种精细工艺。研磨可以得到光面、 镜面、梨皮面的效果。 BUClink intone 设计师:林德伯格公司 设计讲解:林德伯格公司为其一款造型简洁独特的眼镜框专门设计 设计师: BUSLINK(百事灵) 了这个眼镜盒。不锈钢材料要具有亚光的效果,可以通过研磨、喷 设计讲解:外形设计的创新,磨砂效果的应用使 砂和化学处理等工艺达到。在这款设计中,研磨工艺的应用,使得 眼镜盒的设计更加朴素,简洁。整个设计的理念在材料、造型和功 其色彩充满层次和立体感。也使得盘体更具质感。能之间达到完美的和谱

（1）表面精加工处理 2）研磨 ➢ 用砂纸、金刚砂纸、皮革织物、金属丝修整平 面或预祝表面，达到把还看书表面加工成屏画 面效果的一种精细工艺。研磨可以得到光面、 镜面、梨皮面的效果。 设 计 师： BUSLINK（百事灵） 设计讲解：外形设计的创新，磨砂效果的应用使 其色彩充满层次和立体感。也使得盘体更具质感。 设 计 师： 林德伯格公司 设计讲解：林德伯格公司为其一款造型简洁独特的眼镜框专门设计 了这个眼镜盒。不锈钢材料要具有亚光的效果，可以通过研磨、喷 砂和化学处理等工艺达到。在这款设计中，研磨工艺的应用，使得 眼镜盒的设计更加朴素，简洁。整个设计的理念在材料、造型和功 能之间达到完美的和谐

(1)表面精加工处理 3)表面蚀刻 使用化学酸进行腐蚀而使得金属表面得到的一种斑驳、 沧桑装饰效果的加工工艺。用耐药薄膜覆盖整个金属 表面,然后用机械或者化学方法除去需要凹下去部分 的保护膜,使这部分金属裸露。接着浸入药液中,使 裸露的部分溶解而形成凹陷,获得纹样,最后用其他 药液去除保护膜。 设计讲解:产品采用了表面蚀刻的工艺,使得餐 具的表面具有斑驳、沧桑的肌理效果。丰富了设 计的细节,使得勺子在满足人们使用的同时,也 满足了大家的日益挑剔的视觉要求。 加工过程:首先在金属表面涂上一层沥青。接着 将设计好的纹饰在沥青上刻画,将需要腐蚀的部 分露出来。下面就可以进行腐蚀了。小型作品 般选择浸入化学酸溶液中进行腐蚀。由于化学酸 具有极强的腐蚀性,在操作中一定要注意安全

（1）表面精加工处理 3）表面蚀刻 ➢ 使用化学酸进行腐蚀而使得金属表面得到的一种斑驳、 沧桑装饰效果的加工工艺。用耐药薄膜覆盖整个金属 表面，然后用机械或者化学方法除去需要凹下去部分 的保护膜，使这部分金属裸露。接着浸入药液中，使 裸露的部分溶解而形成凹陷，获得纹样，最后用其他 药液去除保护膜。 设计讲解：产品采用了表面蚀刻的工艺，使得餐 具的表面具有斑驳、沧桑的肌理效果。丰富了设 计的细节，使得勺子在满足人们使用的同时，也 满足了大家的日益挑剔的视觉要求。 加工过程：首先在金属表面涂上一层沥青。接着 将设计好的纹饰在沥青上刻画，将需要腐蚀的部 分露出来。下面就可以进行腐蚀了。小型作品一 般选择浸入化学酸溶液中进行腐蚀。由于化学酸 具有极强的腐蚀性，在操作中一定要注意安全

②3.金属材料表面处理工艺 (2)表面层改质处理 >表面层改质处理是通 过化学或者电化学的 方法将金属表面转变 成金属氧化物或者无 机盐覆盖膜的过程。 >改变金属表面的颜色 肌理及硬度,提高及 金属表面的耐蚀性、 耐磨性及着色性。 设计讲解:设计师对产品采用的铝材料应 用了阳极氧化工艺处理,使得水壶得到新 鲜氧化膜,具有多孔状结构,使膜层具有 极好的吸附性,对各种染料表现出极强的 吸附能力,因而再进过一定的工艺处理 就可染上鲜艳的色彩。阳极氧化工艺的应 用,使得水壶本身不仅得到了保护,还得 到了装饰,增加了产品的附加值

3. 金属材料表面处理工艺 （2）表面层改质处理 ➢ 表面层改质处理是通 过化学或者电化学的 方法将金属表面转变 成金属氧化物或者无 机盐覆盖膜的过程。 ➢ 改变金属表面的颜色、 肌理及硬度，提高及 金属表面的耐蚀性、 耐磨性及着色性。 设计讲解：设计师对产品采用的铝材料应 用了阳极氧化工艺处理，使得水壶得到新 鲜氧化膜，具有多孔状结构，使膜层具有 极好的吸附性，对各种染料表现出极强的 吸附能力，因而再进过一定的工艺处理， 就可染上鲜艳的色彩。阳极氧化工艺的应 用，使得水壶本身不仅得到了保护，还得 到了装饰，增加了产品的附加值