北京信息科技大学：《产品语义设计》课程教学资源（实验指导）实验指导书.pdf_大学文库

实验二产品语义设计创意与表达实验 2.了解ABS等材料主要的性能（分子结构强度硬度等）及主要加工工艺。 3.可以熟练的用ABS等多种材料表达产品造型设计构思。二、预备知识产品语义学实际上是借用了语言学的概念，语言学中的语义学研究对象是文字语言，产品语义学的主要研究对象是视觉图形、图象与型态，与文字语言相对可称之为图形语言。我们现在都知道产品的形态、构造、色彩、材料等要素构成了它所特有的符号系统，从整体视觉感受到每个构成局部的细节，通过这个记号系统，设计师传达出设计意图和设计思想，赋予产品以新的生命：通过这套符号系统消费者了解产品的属性和它的使用操作方法，它是设计师与使用者之间沟通的媒介。产品语义设计模型表达主要应用塑料材料制作。塑料的基本特性： (一)ABS分子结构是一种树脂是由丙烯氢一丁二苯乙烯为基础的三种成分组成，其中A代表丙烯氢，B代表丁一烯，S代表茉乙烯，它是在聚乙烯改性基础上发展起来的。一般配比为：丙烯氢5~ 30%,丁二烯2530%，苯乙烯40-50% ABS的此重为1.04，耐冲击，耐天侯及化学品，耐油。韧性较佳，易于切削，热弯及熔结成型。但不透明，可电镀，喷漆装饰，呈黄白色，溶于氯仿。 (一)ABS的优缺点优点质轻且可以任意着色 2。比强度高，常温及低温均无脆性，融点较高 3.在户外不受日光中紫外线的影响，不受气候的影响 4.化学稳定性好，对一般的酸、碱都有抗腐蚀性 5.有良好的饰缘件 6。有优良的吸震性和消声性缺点：强度不及金属材料高，耐导热性差，胀缩变形大以及易老化等。 (三)塑料的性能 1.质轻塑料一般重量都比较轻，密度在11.1g/cm3, 2.化学性能稳定大部分塑料材料的耐化学腐蚀性都优于金屈和木材，对一般酸碱及普通化学药品均有良好的抗腐蚀能力，且不易受日光中紫外线及变气候变化的影响。 3.具有良好的绝缘性塑料材料中的高分子化合物内部没有自由电子和离子，所以一般塑料材料都具有优良的绝缘 4.良好的成型加工性能塑料材料质地细腻，具有适当的弹性及耐磨损性，容易加工，成型较快，可大批量生产。某些塑料品种还可还可进行机械加工。焊接及对表面进行电镀处理等

实验二产品语义设计创意与表达实验一、实验目的 1.了学习产品语义学的意义； 2.了解 ABS 等材料主要的性能（分子结构强度硬度等）及主要加工工艺。 3.可以熟练的用 ABS 等多种材料表达产品造型设计构思。二、预备知识产品语义学实际上是借用了语言学的概念，语言学中的语义学研究对象是文字语言，产品语义学的主要研究对象是视觉图形、图象与型态，与文字语言相对可称之为图形语言。我们现在都知道产品的形态、构造、色彩、材料等要素构成了它所特有的符号系统，从整体视觉感受到每个构成局部的细节，通过这个记号系统，设计师传达出设计意图和设计思想，赋予产品以新的生命；通过这套符号系统消费者了解产品的属性和它的使用操作方法，它是设计师与使用者之间沟通的媒介。产品语义设计模型表达主要应用塑料材料制作。塑料的基本特性： (一)ABS 分子结构是一种树脂是由丙烯氢一丁二苯乙烯为基础的三种成分组成，其中 A 代表丙烯氢，B 代表丁二烯，S 代表苯乙烯，它是在聚乙烯改性基础上发展起来的。一般配比为：丙烯氢 25～ 30% ，丁二烯 25～30%，苯乙烯 40-50%。 ABS 的比重为 1。04，耐冲击，耐天侯及化学品，耐油。韧性较佳，易于切削，热弯及熔结成型。但不透明，可电镀，喷漆装饰，呈黄白色，溶于氯仿。 (二)ABS 的优缺点: 优点： 1．质轻且可以任意着色 2．比强度高，常温及低温均无脆性，融点较高 3．在户外不受日光中紫外线的影响，不受气候的影响 4．化学稳定性好，对一般的酸、碱都有抗腐蚀性 5．有良好的绝缘性 6．有优良的吸震性和消声性缺点：强度不及金属材料高，耐导热性差，胀缩变形大以及易老化等。（三）塑料的性能 1.质轻塑料一般重量都比较轻，密度在1~1.1g/cm3。 2.化学性能稳定大部分塑料材料的耐化学腐蚀性都优于金属和木材，对一般酸碱及普通化学药品均有良好的抗腐蚀能力，且不易受日光中紫外线及变气候变化的影响。 3.具有良好的绝缘性塑料材料中的高分子化合物内部没有自由电子和离子，所以一般塑料材料都具有优良的绝缘性。 4.良好的成型加工性能塑料材料质地细腻，具有适当的弹性及耐磨损性，容易加工，成型较快，可大批量生产。某些塑料品种还可还可进行机械加工。焊接及对表面进行电镀处理等。 4

但塑料耐热性差，导热性不好，一般只能在100℃以下长期使用，强度不及金属材料，硬度较低，刚性差，易变形，胀缩系数大等」塑料模型一般用BS材料或有机玻璃制作。用塑料加工成的模型具有表面效果好、强度高、保存时间长等特点 ,但塑料中工需要定的工具和设备，且材料成本相对较高，加工也比较复杂。在产品模型制作中所使用的塑料材料，是指以合成树旨为主要成分，加入或不加入辅助材料，在一定的温度和压力下可以塑制成型，而且成型后在常温常压下不变形的。 5.塑料的分类：根据热变形性质，翔料可分为热翔性翔料和热固性塑料两类按塑料的用途分类：根据塑料的应和分为通用塑料、工程塑料和特种塑料模型制作常用的塑料以ABS工程塑料板材（厚度为15m)。三、实验方法指导 (一)定哈制作安排 (二)实验设备及材料砂纸、喷枪、模型工具箱、空气压缩机、手电锯，钻铣床，干燥箱乳白胶油漆 AD 丙酮、注射器密度板，石音粉 (三)基本加工工艺 1. 切割塑料模型制作的第一步是开料。在开料前必须按照制作对象的形态，通过分解，绘制出每个立体部分的展开图、平面图，并对每个平面图、展开图标注详细的尺寸。依照平面图、展开图在材料板上画出形体轮廊当切制的材料用于制作曲面时，可根据平面图、展开图，按实际尺寸适当地放出加工科量，以便于以后的压模、精加工之用。在切割线性平面时，应按照要求的尺寸用刀具来准确划线，与其他材料不同，那种事事均留加工余量的做法在塑料模型制作中是不可取的。对于曲线的尺寸要采用金屈的划线工具来完成准确划线的工作。划线时，刀刃必须垂直于加工材料面，另一只手按紧钢尺，用力划线：将板上划好的线，对齐操作台的边缘，手按紧板，另一只手沿着操作台边缘的另一方向用力往下按压，这时板材会沿着刀刃划线处准确地断开。这一步被称为开料。对于曲线的开料，则不能有接用手来完成。而要借助于线锯来沿曲线走热锯开，以取得必要的、准确的形体值得特别强调的是 ①线必须准确，开料必须到位，不留加工余量。 ②在选择塑料板才的厚度时，应根据模型的大小、压模时的行程、压模时曲面的凹凸程度，所需要的强度以及加工时的难易程度来决定。在满足需要的前提条件下，一般尽量采用厚度比较薄的板材。 2. 热成型弯曲塑料一般都需要加热。重要的是要侵慢地、非常小心地进行。不要扭伤了材料，要等到材料加热到足够温度时，才进行操作。不过，由于塑料介于固态和融熔状态之间的温度范围相对比较小，所以加热时要小心不要加热过度，否则会产生汽孔，致使材料组织疏松。 (1)弯曲板材简单的弯曲：简单的弯曲就是只进行单一的一次性的弯曲。例如做一个两个面相交形成的角，如果板材厚度小于2，可用泡沫芯做成模具按相应的角度弯曲：对于较厚的塑料板材可用中密度纤维或坚硬的木材做出凸模具，不需要凹模具。弯曲时，让板材比所需的尺寸稍大一些：弯曲好板材后，切割板材，以达到最好

但塑料耐热性差，导热性不好，一般只能在100℃以下长期使用，强度不及金属材料，硬度较低，刚性差，易变形，胀缩系数大等。塑料模型一般用ABS材料或有机玻璃制作。用塑料加工成的模型具有表面效果好、强度高、保存时间长等特点。但塑料中工需要一定的工具和设备，且材料成本相对较高，加工也比较复杂。在产品模型制作中所使用的塑料材料，是指以合成树旨为主要成分，加入或不加入辅助材料，在一定的温度和压力下可以塑制成型，而且成型后在常温常压下不变形的。 5.塑料的分类: 根据热变形性质，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两类。按塑料的用途分类;根据塑料的应和，可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。模型制作常用的塑料以 ABS 工程塑料板材（厚度为 1~5mm）。三、实验方法指导（一）实验制作安排（二）实验设备及材料砂纸、喷枪、模型工具箱、空气压缩机、手电锯，钻铣床，干燥箱，乳白胶、油漆、ABS、丙酮、注射器、密度板，石膏粉（三）基本加工工艺 1. 切割塑料模型制作的第一步是开料。在开料前必须按照制作对象的形态，通过分解，绘制出每个立体部分的展开图、平面图，并对每个平面图、展开图标注详细的尺寸。依照平面图、展开图在材料板上画出形体轮廊。当切割的材料用于制作曲面时，可根据平面图、展开图，按实际尺寸适当地放出加工科量，以便于以后的压模、精加工之用。在切割线性平面时，应按照要求的尺寸用刀具来准确划线，与其他材料不同，那种事事均留加工余量的做法在塑料模型制作中是不可取的。对于曲线的尺寸要采用金属的划线工具来完成准确划线的工作。划线时，刀刃必须垂直于加工材料面，另一只手按紧钢尺，用力划线；将板上划好的线，对齐操作台的边缘，只手按紧板，另一只手沿着操作台边缘的另一方向用力往下按压，这时板材会沿着刀刃划线处准确地断开。这一步被称为开料。对于曲线的开料，则不能直接用手来完成，而要借助于线锯来沿曲线走势锯开，以取得必要的、准确的形体。值得特别强调的是 ①线必须准确，开料必须到位，不留加工余量。 ②在选择塑料板才的厚度时，应根据模型的大小、压模时的行程、压模时曲面的凹凸程度，所需要的强度以及加工时的难易程度来决定。在满足需要的前提条件下，一般尽量采用厚度比较薄的板材。 2. 热成型弯曲塑料一般都需要加热。重要的是要慢慢地、非常小心地进行。不要扭伤了材料，要等到材料加热到足够温度时，才进行操作。不过，由于塑料介于固态和融熔状态之间的温度范围相对比较小，所以加热时要小心不要加热过度，否则会产生汽孔，致使材料组织疏松。（1）弯曲板材简单的弯曲：简单的弯曲就是只进行单一的，一次性的弯曲。例如做一个两个面相交形成的角，如果板材厚度小于2mm，可用泡沫芯做成模具按相应的角度弯曲；对于较厚的塑料板材，可用中密度纤维或坚硬的木材做出凸模具，不需要凹模具。弯曲时，让板材比所需的尺寸稍大一些；弯曲好板材后，切割板材，以达到最好。 5

来回地在要弯曲的部位前后移动，使材料均匀地升温。保持热源与塑料板材间有足够的距离，以避免发生过热现象。在板材受热软化后，将板料放在模具中，用C型夹或螺钉夹紧。这种方法主要用于成型复合曲线、复合曲面的弯曲 (2)弯曲棒材弯曲棒材时要使用一定的模具配合成型，如图所示。首先要确定所需棒材的长度以确定绘制或勾画出一定尺寸和半径的弯曲形状。切割棒材要留有余量，必须比所需的成型后用料长一些，以便按需要截取弯曲长度，同时长一点的材料有利于弯曲作业模具可用泡沫芯、纸板或胶合板来制作模型的内模和外模，并可以采和现成的塑料棒材，利用棒材可以完美地产生新的曲线形状在棒材上标注出所要弯曲曲线起始的两端，用胶带遮蔽保护不想弯曲的部分。胶带可保护棒料的直线部分不易受热，也可作为棒材弯曲位置的辅助参照。用电吹风的加热要弯曲的部分时，温度不要过热，也不要让热风枪离塑料表面太近。在加热时应不断旋转棒材。如果棒材受热均匀，长度也足够的话，塑料棒材能保持足够长的时间足够的温度来进行小心细致地准确地完成弯曲操作，使棒料弯曲成为所要的形状。 (3)曲面成形在塑料模型制作过程中由于受到材料和工艺的限制，只采用简单的弯曲、粘接工艺是，不可能完全满足所需形态的要求，但可以利用塑料在高温时具有高弹性的属性。通过热压弯曲、拉伸、真空成型等塑制成型方法来达到要求塑料的曲面成形一般需要一定的工具和设备。在一般的手工模型制作中，就需要自制模具（阳模）和压模板（阴模）来用手工完成。凸凹模制作材料有石音、板材、中密度板、大芯板等，石音加工制作非常方便快持，能制作形态主宫 ,曲面变化大的各种复杂的形体，压力大时容易产生断裂或折断。中密度板、大芯板是常用的板材中密度、大芯板加工制作容易，木材的强度、硬度较好，可用各种木工机城、手工工具加工制作。榄板制作材料可用中密度板、大芯板、厚塑料板等，先根据三视图洗择压檬方向、角度制作模板，一般对称的形体可左右或上下压制。不对称的或异形的形体，可分几次热压，然后用拼接方法。棋板内壁尺寸要比凸模大出一圈，这一圈的厚度也就是加热后塑料板的壁厚。在试验压制过程中根据压制情况玉制后的脱修整树模板与凸模之间小，热压时模板压不下去，或压不到底：模板与凸模之间尺寸如果太大，或外轮廊尺寸边丝不一样宽，就容易产生局部卡住的现象，大的地方又套不紧，所以制作模板的关键是轮廊员寸边缘一定要准确，表面要锉得光滑，然后用砂布磨光，同时在模板下部边缘要有砂布磨光，同时在模板下部边缘要有适当倒角，向下压时需套准模板。热压时，要先将凸模、模板平放在工作台面上，然后将裁切好的塑料板准备好，裁切尺寸要大些，因为凸模是立体的，如尺寸小，压不全，尺寸太大又浪费可根据每个模型凸凹程度适当调节试验。热压前将塑料板送入电烘箱或其他加热设备加热可调节加热时间和温度，设定温度高、时间短，反之则时间长。当塑料板非常柔软时，准备好手套、毛巾等物品，取出烤好的塑料板快速放在凸模上。然后双手将模板快速用力向下挤压，使模板一下压到底面，这个时间大约510秒，时间过长塑料板变硬，不容易压好，或压不到底。待稍微冷却后 ,取出模具。而完全冷却后，由于材料的收缩将不易取模。操作时要注意安全，带上手套进行操作。制作过程如图所示。 3.粘接

来回地在要弯曲的部位前后移动，使材料均匀地升温。保持热源与塑料板材间有足够的距离，以避免发生过热现象。在板材受热软化后，将板料放在模具中，用 C 型夹或螺钉夹紧。这种方法主要用于成型复合曲线、复合曲面的弯曲。（2）弯曲棒材弯曲棒材时要使用一定的模具配合成型，如图所示。首先要确定所需棒材的长度，以确定绘制或勾画出一定尺寸和半径的弯曲形状。切割棒材要留有余量，必须比所需的成型后用料长一些，以便按需要截取弯曲长度，同时长一点的材料有利于弯曲作业。模具可用泡沫芯、纸板或胶合板来制作模型的内模和外模，并可以采和现成的塑料棒材，利用棒材可以完美地产生新的曲线形状。在棒材上标注出所要弯曲曲线起始的两端，用胶带遮蔽保护不想弯曲的部分。胶带可保护棒料的直线部分不易受热，也可作为棒材弯曲位置的辅助参照。用电吹风的加热要弯曲的部分时，温度不要过热，也不要让热风枪离塑料表面太近。在加热时应不断旋转棒材。如果棒材受热均匀，长度也足够的话，塑料棒材能保持足够长的时间、足够的温度，来进行小心细致地、准确地完成弯曲操作，使棒料弯曲成为所要的形状。（3）曲面成形在塑料模型制作过程中由于受到材料和工艺的限制，只采用简单的弯曲、粘接工艺是，不可能完全满足所需形态的要求，但可以利用塑料在高温时具有高弹性的属性，通过热压、弯曲、拉伸、真空成型等塑制成型方法来达到要求。塑料的曲面成形一般需要一定的工具和设备。在一般的手工模型制作中，就需要自制模具（阳模）和压模板（阴模）来用手工完成。凸凹模制作材料有石膏、板材、中密度板、大芯板等，石膏加工制作非常方便快捷，能制作形态丰富、曲面变化大的各种复杂的形体，压力大时容易产生断裂或折断。中密度板、大芯板是常用的板材，中密度、大芯板加工制作容易，木材的强度、硬度较好，可用各种木工机械、手工工具加工制作。模板制作材料可用中密度板、大芯板、厚塑料板等，先根据三视图选择压模方向、角度制作模板，一般对称的形体可左右或上下压制。不对称的或异形的形体，可分几次热压，然后用拼接方法。模板内壁尺寸要比凸模大出一圈，这一圈的厚度也就是加热后塑料板的壁厚。在试验压制过程中，可根据压制情况，压制后的脱模情况修整模板，模板与凸模之间尺寸太小，热压时模板压不下去，或压不到底；模板与凸模之间尺寸如果太大，或外轮廊尺寸边缘不一样宽，就容易产生局部卡住的现象，大的地方又套不紧。所以制作模板的关键是轮廊尺寸边缘一定要准确，表面要锉得光滑，然后用砂布磨光，同时在模板下部边缘要有砂布磨光，同时在模板下部边缘要有适当倒角，向下压时需套准模板。热压时，要先将凸模、模板平放在工作台面上，然后将裁切好的塑料板准备好，裁切尺寸要大些，因为凸模是立体的，如尺寸小，压不全，尺寸太大又浪费，可根据每个模型凸凹程度适当调节试验。热压前将塑料板送入电烘箱或其他加热设备加热，可调节加热时间和温度，设定温度高、时间短，反之则时间长。当塑料板非常柔软时，准备好手套、毛巾等物品，取出烤好的塑料板快速放在凸模上，然后双手将模板快速用力向下挤压，使模板一下压到底面，这个时间大约5~10秒，时间过长塑料板变硬，不容易压好，或压不到底。待稍微冷却后，取出模具。而完全冷却后，由于材料的收缩将不易取模。操作时要注意安全，带上手套进行操作。制作过程如图所示。 3. 粘接 6