資源簡介

(共37張PPT)
第六章
模型或原型的制作
02
01
材料的性能與規劃
工藝的類別與選擇
制作臺燈模型或原型
04
03
模型或原型的特性與作用
CONTENT
02
材料的性能與規劃
時代的發展：
材料:人類社會發展歷程的主要標志
它是人類生存和發展的物質基礎
材料是人類用以制成生活和生產中的物品、器件、構件、機器和其他產品的物質。
材料的作用：
材料:人類社會現代文明的支柱
人類不斷的在自然界中發現材料，加工材料，創造新材料。
蒸汽時代
電氣時代
信息時代
常見材料的分類:
金
銅
鋼
金屬材料
鋁
材料的分類：
常見材料的分類:
棉花、蠶絲
有機高分子材料
橡膠輪胎
塑料制品
材料的分類：
天然橡膠(C5H8)n
天然纖維(C6H10O5)n
含碳元素的化合物
木材、羊毛、蛋白質（動物纖維）等
常見材料的分類:
青花瓷
無機非金屬材料
活性炭
泥土
玻璃杯
材料的分類：
Na2SiO3硅酸鹽
硅酸鹽復鹽
在工程領域，一般將材料按化學成分分成金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料四大類。
金屬材料
銅、鐵、鋼、鋁、金
……
無機非金屬材料
玻璃、泥土、陶瓷
……
有機高分子材料
棉花、橡膠、塑料
……
復合材料
鋼筋混凝土、導電膠帶
……
材料的分類：
連一連: 給下面的材料分類
硅棒
泡沫板
白紙
鋼筋混凝土
金屬
有機高分子
無機非金屬
復合材料
金屬光澤、導電導熱、高延展性
優良的力學性能和可加工性能
鋼錠
金箔
材料的力學性能：
1.強度
2.剛度
3.硬度
常見材料——金屬
可恢復
形變F1
彈簧
斷裂F3
1.強度——拉伸實驗
破壞性
形變F2
常見材料的性能
強度：材料抵抗破壞性形變的能力。
抗拉強度作為判別金屬強度的指標（一般抗拉強度高，其他強度也高）
常見材料的性能
2.硬度：
材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力。
鋼刀
陶瓷盤子
鋁板
硬度：衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標，影響材料的耐磨性和切削加工性
3.剛度：材料在受力時抵抗彈性形變的能力。
刮大風時樹干會搖擺，鐵塔卻幾乎紋絲不動，強度或硬度能解釋嗎？
常見材料的性能
銅絲
鋼絲
鋁絲
1.為什么剪斷不同材質金屬絲用的力不同？
2.為什么鉗子的刃口剪斷金屬后沒有磨損？
小實驗：鋼絲鉗剪金屬絲
強度
硬度
常見材料——木材
（1）特點：質輕，有天然的色澤和美麗的花紋，具有易于加工和涂飾、隔熱與絕緣
（2）性能：有較好的強度性能及優良的加工性能。
（3）類別：實木板材（各向異性）和人造板材（穩定性好）
★ 強度是評定材料質量的重要力學性能指標，是設計中選用材料的主要依據之一。
各向異性
木材的分類——實木板材
采用完整的木材（原木）
在自然條件下具有吸濕而膨脹、解吸而收縮的特性，容易發生尺寸、形狀和強度的變化，導致變形、開裂、扭曲等現象。
不同木紋方向抗彎強度試驗
木條1
（垂直木紋）
木條2
（平行木紋）
木紋朝向
11個5g砝碼
108個5g砝碼
木條1
木條2
技術試驗
平行方向強度高
多功能電腦支架
√
想一想木紋使用方向
想一想
膠合板
密度板
三聚氰胺板……
刨花板
木材的分類——人造板材
人造板材在幅面方向上尺寸穩定性好
適用范圍更廣
避免各向異性
木材優缺點
實木
硬度高，彈性好，但易變形，開裂，翹曲
密度板
質密勻稱，但固釘力較弱，遇水易變形
刨花板
吸音，隔熱，環保，但不易切割
膠合板
變形小；收縮率??；表面平整
細木工板
固釘力好，強度高，但遇水易變形，甲醛高
三聚氰胺板
不易變形、顏色鮮艷、表面較耐磨、耐腐蝕，
（1）特點：具有多種特性，加工成型方便，具有裝飾性，而且價格比較低廉。
（2）性能：質輕、具有絕緣性、耐腐蝕性。
（3）類別：熱塑性塑料和熱固性塑料。
常見材料——塑料
熱塑性塑料：在一定的溫度范圍內，能反復加熱軟化至熔融流動，冷卻后能硬化成一定形狀的塑料。
熱固性塑料：在初次成型后形狀固化下來，不能再次熱熔或軟化的塑料
彎折亞克力板需要借助塑料的熱塑性。
環境耐受性：水、熱、陽光、其它化學品等。
強度：低
剛度：中
硬度：低
勿承重
難彎折
易劃傷
成分：聚甲基丙烯酸甲酯
常見材料的性能：亞克力
紙的材質強度、硬度和剛度很低。
瓦楞的結構對材料性能有何改變？
三層瓦楞紙
五層瓦楞紙
七層瓦楞紙
常見材料的性能：瓦楞紙
結構決定性能
石墨烯
碳纖維
零電阻抗磁性
耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕
超導材料
柔性玻璃
可彎曲，非常柔韌
高強度、韌性、熱傳導、導電、透光
新材料是指新出現的具有優異性能或特殊功能的材料，或是傳統材料改進后性能明顯提高或產生新功能的材料，如超導材料、碳纖維、石墨烯、柔性玻璃、形狀記憶合金等。
其它新材料
其它新材料性能——形狀記憶材料
記憶金屬
利用金屬在不同溫度下晶體結構不同來達成
其它新材料性能——超疏水材料
1.材料的性能
（1）材料的性能是否能滿足產品的使用功能、使用環境、結構要求等.
（2）材料應具有良好的加工性能，符合造型設計中成型工藝、加工工藝和表面處理的要求，優先選擇技術難度小、工藝簡單、材料利用率高。
材料的價格和加工成本直接影響著產品的性價比。
2.材料的成本
選擇材料時，要綜合考慮材料的性能、材料的工藝、材料的成本、材料的安全性和環保性等因素。
材料的選擇
馬上行動：搜集資料
臺燈 選料 特點 價格
結構的主要材料
燈源
底座配重
開關
電線、電子元件等
……
合計 材料的選擇
材料選好
加工
排料
下料圖
材料的規劃
臺燈結構
⑴
⑵
⑶
⑷
⑹
⑶
⑸
序號 構件名稱 構件尺寸 數量
（1） 底板 160×160 1
（2） 固定板 45×100 6
（3） 支桿 25×320 6
（4） 連接桿 20×100 3
（5） 連接件 25×95 3
（6） 燈罩 梯形95×130×100 4
材料厚度5 材料的規劃
方案一
方案三
方案二
⑴
⑵
⑶
⑷
⑹
⑶
⑸
材料的規劃——排料
先排大料
后排小料
不能共線，留出操作的余量
1.料盡其用,優材不劣用,大材不小用,長材不短用；
2.先排大料，后排小料，兩個構件不能共線，留出鋸割、刨削操作的余量；
3.木材的紋理趨向，順紋割鋸便于加工，并提高木材利用率；
4.將沒有瑕疵、紋理美觀的一面作為正面，并做好標記；
5.外用料要選擇材質好、紋理美觀，涂飾性能好的材料。
材料的規劃
小結
課堂檢測
如圖6-3所示為一款炒鍋。制作該炒鍋一般不需要用到的材料是（ ）。
A．鐵 B.不銹鋼 C.熱塑性塑料 D.熱固性塑料
C
課后習題
查閱相關資料，列出除了木材、金屬、塑料以外的其他常用材料的名稱、性能和主要用途，填入表格。
材料名稱 材料性能 主要用途
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