資源簡介

(共28張PPT)
6.2材料的性能與規劃
【第六章】【模型或原型的制作】
學習目標
Learning goals
選擇和規劃材料
材料的性能與應用
知識回顧
材料的性能與規劃
1、材料的性能（硬度、剛度、強度、塑性）
2、材料的分類：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。
木材(各向異性)、金屬、塑料（熱塑性、熱固性）、新材料
選擇和規劃材料
第
二
任
務
di
er
ren
wu
1.性能
材料的性能是否能實現產品的使用功能，是否滿足產品的使用環境；
2.加工
材料是否有良好的加工性能，是否有相應的加工設備；
3.成本
考慮材料的價格。
材料的選擇
(1)選擇材料時，首先應該考慮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
1.材料的性能
微波爐餐具——耐高溫
空調支架——抗壓
鐵路導軌——強度高
材料的選擇-性能
汽車碰撞以后會凹下去，為什么泰坦尼克號會直接撞裂開？
【案例分析】泰坦尼克號沉沒與其鋼材的選用
材料的選擇-性能
為什么泰坦尼克號會直接撞裂開？
1912年4月4日，英國豪華郵輪泰坦尼克號撞上冰山，隨后船裂成兩半沉入大海，船上1500多人喪身，被認為是和平時期死傷人數最慘重的海難之一。 當時，泰坦尼克號被認為是“永不沉沒”的巨輪，但在首航中便撞上了冰山沉入大西洋，巨大的反差令人百思不得其解。
經過數十年的探索發現在“泰坦尼克號”沉沒地點的水溫中，如今的造船鋼材在受到撞擊時可彎成V形，而殘骸上的鋼材則因韌性不夠而很快斷裂。由此發現了鋼材的冷脆性，即在-40℃~0℃的溫度下，鋼材的力學性能由韌性變成脆性，從而導致災難性的脆性斷裂。而用現代技術煉的鋼只有在-70℃~-60℃的溫度下才會變脆。不過不能責怪當時的工程師，因為當時誰也不知道，為了增加鋼的強度而往煉鋼原料中增加大量硫化物會大大增加鋼的脆性，以致釀成了“泰坦尼克號”沉沒的悲劇。
材料的選擇-性能
(2)材料的加工性能：加工時優先選擇技術難度小，工藝簡單，材料利用率高等
楊木——易加工
鐵樺樹——比鋼鐵還硬的樹（中國東北）
材料的選擇-加工
2.材料的成本
材料的價格和加工成本直接影響著產品的性價比。
應在滿足設計要求的基礎上，結合材料的成本，優選資源豐富，價格低廉，質量上好的材料。
材料的選擇-成本
鐵力木價格低廉，強度高，常做家具
金絲楠木價格昂貴，一棵樹價值過億
2.材料的成本
材料的選擇-成本
3.材料的規劃
料盡所用
優材不劣用
大材不小用
長材不短用
為了提高材料的利用率和勞動效率，保證產品質量和正品率，應對材料進行合理的規劃。
材料的選擇
要充分考慮材料的顏色、花紋和光澤，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
要考慮材料的加工余量和損耗等因素，保證各部件的順利裝配和作品的尺寸精度
材料的規劃
木料規劃時需要注意事項
1.先畫線，留有鋸割，刨削操作余量。
材料的規劃
2.盡可能避開結疤，蟲眼，彎曲，扭紋，變質和裂縫等缺陷。
材料的規劃
順紋路容易加工，并能提高木材利用率。
×
材料的規劃
紋理美觀的正面，缺陷的作為反面
材料的規劃
4.認識“排料”
在板材或者條料上合理安排每個坯件的下料位置的過程
材料的規劃
方案一
方案三
方案二
⑴
⑵
⑶
⑷
⑹
⑶
⑸
先排大料
后排小料
不能共線，留出操作的余量
材料的規劃-排料
材料的選擇
性能
加工性能
成本
安全和環保
使用功能
使用環境
結構要求
優先選擇技術難度小、工藝簡單、材料利用率高，并與加工設備及生產技術相適應的材料
優先選用資源豐富、價格低廉、質量上好的材料
充分考慮可能遇到的各種危險
課堂小結
材料的規劃
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：留出鋸割、刨削操作的余量，兩個構件不能共線
3.要做好標記
4.充分考慮材料的顏色、花紋和光澤
5.木材的紋理趨向
6.紋理和結疤
課堂小結
使用微波爐有二個禁忌，一是忌用普通塑料容器，加熱會使塑料容器變形，普通塑料會放出有毒物質，污染食物，危害健康。二是忌使用金屬器皿，因為放入爐內的鐵、鋁、不銹鋼、搪瓷等金屬器皿，微波爐在加熱時會與之產生電火花并反射微波，既損傷爐體又做不熟食物。
塑料也要用耐高溫的，瓷器和玻璃器皿也要用耐高溫的，普通的會炸裂。
燈絲發光是不可燃物白熱化的現象白熱化是當物體受熱到1200－1500℃時發白光的狀態因為鎢絲的導電性能不佳電阻較大在相等通電時間的情況下產生的熱量較多足以使鎢絲達到白熱化的所需溫度應此會發白光又因為鎢絲的熔點高達2700℃以上所以不會在通電時快速融化所以白熾燈的燈絲都選用鎢絲。
課外知識
1.要制作六根孔明鎖玩具，需要在一塊厚度合適，大小足夠的木材上取下六根術條來制作，在不考慮加工誤差和損耗的情況下。下列四種規劃.方案合理的是( )
C
練習
2.小明用兩塊杉木板 進行燕尾榫連接。由于杉木材質較軟，且木材在不同方向上能承受的力不一樣,目前已知,木材順紋方向的抗拉強度是其橫紋方向抗拉強度的10-20倍。下列方案中最合理的是
練習
B
3.關于材料的選擇，下列說法錯誤的是( )
A.規劃材料時，應做到料盡其用，避免浪費材料
B.加工木材時，為保證產品質量，遇到有蟲眼的木料，應棄之不用
C.產品設計選擇材料時首先應該考慮材料的性能是否滿足產品的實用功能、使用環境和結構要求
D.規劃材料時，外用料要選擇材質好、紋理美觀、涂飾性能好的材料
B
練習
課后作業
1.同步導練P158-159
2.背誦
各向異性
熱固性、熱塑性
下 課！

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