1.工業設計
工業設計（產品設計）是人們有意識、有目的地運用現代工業化生產方式將材料轉變為具有一定使用價值或商品價值的工業產品的創造活動。
2.材料
材料是可以為人類用來製造產品和工具的物質。如金屬、石材、木材、皮革，塑料、紙、天然纖維和化學纖維等。
3.材料與產品造型的發展
石器時代——陶器時代——青銅器時代——鐵器時代——人工合成材料時代——複合材料時代
4.材料的分類
（1）按材料的物質結構分類：無機材料｛金屬材料，1黑色金屬（鑄鐵、碳鋼、合金鋼等）
2有色金屬（鋁、銅及合金）非金屬材料。石材、陶瓷、玻璃、石膏｝有機材料（木材、皮革、纖維、布、紙、塑料、橡膠）複合材料（玻璃纖維增強塑料、層壓板、混凝土）
（2）按材料的加工度分類：天然材料（木材、竹、棉、毛、皮革、石材、黏土等）人造材料（人造皮革、人造大理石、玻璃鋼、塑料、玻璃、金屬、合金等）加工材料（膠合板、細木工板、紙張等）
（3）按材料的形態分類：線狀材料（鋼管、鋼絲、鋁管、金屬棒、塑料管、塑料棒、木條、藤條）面狀材料（金屬板、木板、塑料板、合成板皮革、紡織布、玻璃板、紙板）塊狀材料（木材、石材、泡沫塑料、鑄鋼、鑄鐵、鑄鋁、油泥、石膏）
3，材料的特性：物理效能，化學效能，工藝特性，感覺特性，可變複合性，環保性
（1）物理效能：密度，力學效能（強度，彈性與塑性，脆性與韌性。硬度，耐磨性）熱效能（熔點，導熱性，熱脹性，耐熱性）電效能（導電性，電覺緣性）磁性能（鐵磁性，順磁性。
抗磁性）光效能（反射。透射。折射）
強度：材料在外力（載荷）作用下抵抗塑性變形和破壞作用的能力。包括：抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度等。
彈性: 材料受外力作用而發生變形，外力除去後能恢復原狀的效能。
塑性: 材料受外力作用而發生變形，外力除去時，仍能保持變形後的形狀，而不恢復原形的效能。
脆性：材料受外力作用達到一定限度後，產生破壞而無明顯變形的能力
韌性: 材料在衝擊荷重或振動荷重下能承受很大的變形而不致破壞的效能
硬度：是指材料表面抵抗穿透和刮劃的能力。
耐磨性：是指材料表面抵抗磨損的能力。
一般說來，硬度大的材料，耐磨性較強，但是不易加工。
（2）化學效能：耐腐蝕性，抗氧化性，耐候性
耐腐蝕性：材料抵抗周圍介質腐蝕破壞的能力
抗氧化性：材料在常溫或高溫時抵抗氧化作用的能力。
耐候性：材料在各種氣候條件下，保持物理和化學效能不變的性質。
（3）工藝特性：材料適應各種工藝處理要求的能力
成型工藝，加工工藝，表面處理工藝
（4）感覺特徵：人的感覺系統因生理刺激對材料作出的反應；人的知覺系統從材料表面特徵得出的資訊。
生理心理屬性：（觸覺質感，視覺質感）材料表面作用於人的視覺和觸覺系統的刺激性資訊。
物理屬性：（自然質感，人為質感）材料表面傳達給人的知覺系統的意義資訊。
木材：自然、協調、親切、古典、手工、溫暖、粗糙、感性
金屬：人造、堅硬、光滑、理性、拘謹、現代、科技、冷漠、涼爽、笨重
玻璃：高雅、明亮、光滑、時髦、乾淨、整齊、協調、自由、精緻、活潑
塑料：人造、輕巧、細膩、艷麗、優雅、理性
皮革：柔軟、感性、浪漫、手工、溫暖
陶瓷：高雅、明亮、時髦、整齊、精緻、涼爽
（5）環保性：無毒無害，生物降解，迴圈與再生，淨化環境
1.金屬材料
金屬材料是指由金屬原子組成的物質。
純金屬——由單一金屬原子組成的金屬。
合金——以一種金屬為基礎，加入其他金屬或非金屬，經過熔煉、燒結或其他方法製成的金屬材料。
2.金屬材料的一般特性
具有獨特的表面質；較高的導電、導熱性能；優良的力學效能（強度、硬度、韌性、彈性、 塑性等）；優良的可加工性（鑄造、壓力加工、焊接等）；易氧化、腐蝕。
3.金屬的分類：黑色金屬，有色金屬
黑色金屬：鐵及鐵的合金（ 鋼鐵材料：純鐵、鋼、鑄鐵）
有色金屬：除鐵以外的其他金屬及合金（銅、鋁、鎂、鈦及合金等）
（1）鋼鐵材料：鑄鐵和鋼
鑄鐵特性：熔點低，良好的鑄造性和切削性；耐壓、耐磨；生產工藝簡單，**低廉；延展性、塑性差，很脆。
鋼：碳素鋼，合金鋼
碳素鋼特點：具有一定的塑性和韌性；但強度低，耐蝕性和抗氧化性較差，低溫抗衝擊能力差。
合金鋼；（鉻、錳、鎳、矽、硼等）特點：與碳素鋼相比，合金鋼的強度大大提高，同時耐蝕性、抗氧化性和耐磨性均顯著提高；但**較高。
有色金屬：工業中常用的有銅及銅合金、鋁及鋁合金、鎂及鎂合金、鈦及鈦合金等。
純銅與合金：
純銅：玫瑰紅色，表面氧化後成紫紅色，所以也稱紫銅。
純銅特點：導電、導熱性優良；耐腐蝕性強。；塑性、韌性好，無磁性。
用途：電線、電纜、銅管、電器零件等
銅合金：黃銅、白銅和青銅 。
黃銅（ 銅 + 鋅）：色澤美觀，呈**般色澤。
黃銅特點：導電、導熱性強；耐腐蝕性能、機械效能和工藝效能良好；易於切削、拋光及焊接；黃銅聲音清脆，容易產生共振；較純銅便宜。
用途：製造彈殼、樂器、儀器儀表零件、日用五金、裝飾材料等。
白銅（ 銅 + 鎳）：質地較軟，色澤呈白色。
白銅特點：極高的電阻；耐腐蝕性強。
青銅（ 銅 + 錫）：除黃銅、白銅以外的其它銅基合金統稱為青銅。
錫青銅；無錫青銅（鋁、矽、錳、鉛等）
青銅特點：鑄造收縮率最小的有色金屬；在大氣、海水、淡水和蒸氣中十分耐腐蝕；耐磨性很好。
鋁與鋁合金：
純鋁：銀白色。
純鋁特點：密度小（ 2.7 g/cm ），相當於銅的1/3 ；導電、導熱性能優良，僅次於銅；具有很好的耐大氣腐蝕能力，但不耐酸、鹼、鹽的腐蝕；很高的塑性和延展性；但硬度、強度都很低，一般不做結構材料。
用途：炊具、電線、導電材料、散熱材料及包裝材料。
鋁合金特點：質輕、強度高，比強度值接近或超過鋼；優良的導電導熱性和抗腐蝕性；易加工、耐沖壓，並且可以陽極氧化成各種顏色。
鎂與鎂合金：
純鎂：銀白色，蘊藏豐富。
純鎂特點：密度小（ 1.74 g/cm ），相當於鋁的2/3 ，鐵的1/4；易在空氣中形成疏鬆多孔的氧化膜；一般不直接用作結構材料。
鎂合金特點：質輕，比強度、比剛度高 ，僅次於鈦合金及合金結構鋼，但明顯高於鋁合金，而且疲勞極限高；散熱快，電磁遮蔽性、防輻射效能、減震減噪性好；良好的抗衝擊性，高於鋁合金，是塑料的20倍；耐腐蝕性好（特別是煤油、汽油和鹼的腐蝕），使用壽命高於鋁合金；優良的鑄造效能、機械加工效能和焊接效能；可以做到100%**再利用 ，具有抗菌功能。
鈦和鈦合金：
純鈦：銀白色。
純鈦特點：密度小（ 4.54 g/cm ），熔點高（1675℃）；鈦的比強度在金屬材料中最高；優良的耐蝕性和耐熱性；塑性好，易於加工成型。
鈦合金特點：比強度、熱強度高（工作溫度550℃以上）；較好的低溫韌性；抗腐蝕性、抗磨損性很強；主要缺點是不易切削和塑性加工。
4.金屬材料的加工方法：鑄造成型加工；金屬壓力加工 ；金屬切削加工；金屬連線加工；金屬特種加工；金屬表面處理
（1）鑄造成型加工：砂型鑄造；金屬型鑄造；熔模鑄造；壓力鑄造；離心鑄造
砂型鑄造：用型砂製造鑄型進行鑄造的方法。
金屬型鑄造：是指利用金屬材料製成鑄型，在重力作用下將熔融金屬澆注到鑄型中製造鑄件的一種鑄造方法。
熔模鑄造：是指利用易熔材料製成模型，並在模型表面粘結一定厚度的耐火材料，然後焙燒，將模型熔出而使金屬液充滿型腔獲得精密鑄件的一種鑄造方法。
壓力鑄造：是將熔融金屬在高壓作用下，高速填入有一定溫度的模具型腔內，並使金屬在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。
離心鑄造：是指將液態金屬澆入高速旋轉的鑄型中，使金屬在離心力的作用下充填型腔並凝固成形的鑄造方法。
（2）金屬壓力加工：熱加工（軋制、鍛造、擠壓、拉拔等）；冷加工（分離工序和成型工序）
（3）金屬切削加工：又稱為冷加工。利用切削刀具將金屬工件多餘的金屬層切除，從而獲得符合要求的幾何形狀、尺寸精度和光潔度的加工方法。
鉗工：劃線、鏨切鋸割、銼削套扣、刮研
機加工：車、銑、鑽鏜、刨、磨
（4）金屬連線加工：焊接;機械連線;膠接
焊接：用區域性加熱或加壓等手段，借助於金屬原子間的結合，使分離的兩部分金屬形成不可拆卸連線的工藝方法。（融化焊，壓力焊，釺焊）
機械連線：鉚接（不可拆卸連線）螺紋連線（可拆卸連線）
（5）金屬處理工藝：把金屬材料在固態範圍內通過一定的加熱，保溫和冷卻以改變其組織和效能的一種工藝。
（6）金屬表面處理:表面塗層；表面化學染色；表面機械加工
表面塗層：塗裝（油漆）、琺琅被覆、鍍層被覆
表面化學染色：陽極氧化、發藍處理
表面機械加工：噴砂、拋光、拉絲、蝕刻
1.塑料
塑料是具有可塑性的有機高分子材料。
2.塑料的組成：合成樹脂，填料，增塑劑，穩定劑，潤滑劑，著色劑，固化劑，其他新增劑
合成樹脂：現代塑料的基本原料
填料：改善塑料的效能，降低成本
增塑劑：提高流動性、柔軟性
穩定劑：防止塑料過早老化
潤滑劑：防止粘模，使塑料製品表面美觀
著色劑：使塑料具有一定的色彩，滿足需求
固化劑：獲得堅硬、穩定的塑料製品
其他新增劑：發泡劑、阻燃劑、螢光劑、抗靜電劑
塑料的組成決定了塑料的種類繁多、效能優良
3．塑料的分類
（1）按塑料的熱效能分：熱固性塑料（在加熱、加壓並經過一定時間後即固化為不溶、不熔的堅硬製品，不可再生）熱塑性塑料（受熱時軟化或熔融、冷卻後硬化，韌性好，可反覆成形，效能不發生變化）
熱固性塑料：化學變化（加工中發生）；固化後有永久的剛性；不可**再利用；耐熱性好、尺寸穩定性好；剛性大，加工困難
如： 酚醛塑料（pf）；三聚氰胺甲酯塑料；環氧塑料（ep）；不飽和聚酯（up）等塑料
熱塑性塑料：物理變化；受熱時軟化，冷卻後又硬化；可以重複**利用；耐熱性差，尺寸穩定性差；柔韌性強（抗衝擊、抗彎曲、抗拉伸強度），易加工成型
如： 聚乙烯（pe）、聚丙烯（pp）、聚苯乙烯（ps）、 abs、聚碳酸酯（pc）等塑料
（2）按塑料的用途分 ：通用塑料（產量大，用途廣、**低、大量應用的塑料） 工程塑料（可作為工程材料和代替金屬用的塑料）特種塑料（有某種特殊功能的塑料，如發光塑料、導電塑料、泡沫塑料等）
4．塑料的一般特徵
質輕，比強度高；化學穩定性好（不生鏽、不氧化、耐酸、鹼、鹽）；電、熱絕緣性能優良；透明效能好，並富有光澤，可以任意著色；易加工，形狀複雜製品可一次整體成型；也具有自潤滑、吸振、消聲、氣密等效能。
缺點：強度、剛度、耐熱性比金屬差，溫度變化時尺寸的穩定性差；受到外界光、熱、機械力等影響時，易老化。
產品設計課程總結
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