資源簡介

(共36張PPT)
展現(xiàn)設(shè)計成果（一）
材料
我們將設(shè)計方案制定出來之后，需要
根據(jù)設(shè)計方案制作原型或模型，來展
現(xiàn)設(shè)計，在做原型或模型之前，我們
先來了解一下材料，工具設(shè)備以及工
藝方面的知識。
材料
※任何物品都是用一定的材料制成，
能否合理選用材料，直接影響到
產(chǎn)品的性能。
一、材料的分類
1.天然材料：
天然材料主要指取
材于大自然且保持
著原本特質(zhì)的材料。
如木材，粘土，石
材等。
石材
木材
2.合成材料：
合成材料又稱人造材料，是人為地把
不同材料經(jīng)化學方法或聚合作用而成
的材料。其特質(zhì)與原料不同，如塑料、
玻璃、鋼鐵等。
誰說三條腿的椅子站不穩(wěn)
塑料制品
玻璃制品
塑料制品
透明的設(shè)計賞心悅目的家具
包圍式的椅子多一份清靜
齒輪
塑料制品
3.混合材料
混合材料是天然材料與合成
材料的綜合，如膠合板、紙、
混紡料等，混合材料會保持
部分原來的特質(zhì)。
混紡毛巾
調(diào)查研究
列舉一些物品的材料名稱，
說明它們屬于什么材料
二、材料的性能
※材料的性能可分為物理性能、化學性能及加工性能。
在制造行業(yè)，材料的物理性能與設(shè)計的工作關(guān)系甚為
密切，我們先來了解材料的幾種物理性能。
1.強度：強度是指材料承受外力而不被破壞的能力根據(jù)
受力種類的不同分為以下幾種。
①抗壓強度——材料承受壓力的能力
抗壓力示意圖
②抗拉強度——材料承受拉力的能力
抗拉力示意
③抗彎強度——材料對致彎外力的承受能力
抗彎力示意圖
④抗剪強度——材料承受剪力的能力
2.彈性
彈性是指材料受外力
作用時改變了形狀，
當外力消失后又能
恢復原來形狀的能力。
典型例子如橡皮筋、
彈簧等。實際上，
很多材料如塑料、
金屬、木材等都有
一定的彈性。
3.韌性
韌性是指材料抗沖擊振動的性能。
例如，玻璃的韌性很差，易被敲碎。
4.硬度
硬度是指材料抵抗刮削，切割或磨損的能力。
例如，制作切削工具用的鋼材，其硬度就比較高。
5.延展性
延展性是指材料接受折、鍛、壓等外力，被改變
形狀或被延伸，而材料沒有遭受破壞的性能。例
如鋁的延展性好，可以壓制成盤，碗等，而木材
則不能。
6.其他
材料具備的物理性能還有耐久性、傳熱性、
導電性等。可查閱各行業(yè)的工具書。
材料性能 物品名稱
需要較高的抗壓強度 汽車底盤、房屋立柱、橋墩、鐵軌、虎鉗
需要較高的抗拉強度
需要較高的抗剪強度
需要較好的彈性
需要較高的硬度
需要較高的抗彎強度
需要較好的韌性
思考：按要求填寫下表
三、幾種常用材料簡介
（一）木材
木材是由樹木加工而成，是被廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)材料。
木材的種類繁多，硬度、韌性等性能差異很大。
1.質(zhì)地較軟的木材
①杉木。木質(zhì)輕而軟，易加工變形小，廣泛用于建筑
和家具制作之中。如做房屋的門窗、屋架、桌椅的面
板等都很合適。
②松木。如紅松白松等是很好的軟質(zhì)木材，被廣泛應(yīng)
用于建筑、家具、樂器制造等行業(yè)。
2.軟硬適中的木材
①樟木。木質(zhì)比杉木硬一些，強度也比杉木好。是制作家具的上等木料之一。用樟木做家具的每個部件都合適，缺點是易變形。
②櫧zhu木.又叫株木，木質(zhì)與樟木相近，但韌性不及樟木，也是常見的家具用材。
③梓木。木紋順直，紋理均勻，是上等的中硬度木材。
在要求較精致的木制品中常被采用。
3.人造板才
①膠合板，又叫夾板它是將一根
很大的圓木旋切成薄板，然后將
數(shù)塊薄板膠合在一起，再經(jīng)高溫
高壓制成。如三合板、五合板等。
②其他人造板，常用的有纖維板，
刨花板等。這類板材是將樹枝或
零頭碎料等木質(zhì)原料經(jīng)過削片、
蒸煮、干燥、篩選、拌膠等一系
列處理，再經(jīng)高溫高壓而制成的。
③飾面板，是在人造板的一個表
面再進行某種涂覆處理，而制成。
經(jīng)過處理的表面色澤光亮，耐磨
耐高溫，且有美麗的紋理和色彩。
可產(chǎn)生很好的裝飾效果。
（二）金屬材料
金屬
黑色金屬
有色金屬：
主要有低碳鋼、中碳鋼、
高碳鋼、工具鋼、高速鋼、
不銹鋼等
鋁、銅、鉛、鋅等
A:金屬材料的種類很多，可以通過添加不同
成分冶煉成各種具有特殊性能的合金，還可
以通過熱處理使金屬的性能按照人們的希望
的目的改善。廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
B:各種金屬材料在出廠時會做成各種不同的
型材，如圓形、管型、方形、直角形、槽型、
板型、丁字形等。
（含鐵金屬）
（不含鐵金屬）
金屬材料的應(yīng)用
三、塑料
塑料
熱塑性塑料：加熱時，固態(tài)塑料會軟化，溶解
而變?yōu)橐簯B(tài)，冷卻后，又會恢復到原來的形態(tài)
和硬度。此類塑料不宜制作承受高溫的物品，
僅可做一般日用品和建筑用品，如瓶類包裝用
品、水管等
熱固性塑料：原料加熱后變?yōu)橐后w，可倒入模
具成型，冷卻后凝固成一定的形狀，而不能恢
復到原來的狀態(tài)。此類塑料可作機械零件座椅
工具手柄電器殼體等。
塑料制成的物品
塑料周轉(zhuǎn)箱
塑料水桶
四.設(shè)計時如何選擇材料
設(shè)計材料的選擇必須考慮材料自身的特性與設(shè)計產(chǎn)品相適應(yīng)，還應(yīng)考慮材料與人環(huán)境的有機聯(lián)系。考慮的要點如下。
①材料的固有特性應(yīng)滿足設(shè)計產(chǎn)品的使用功能、使用壽命等要求。
②材料的工藝性應(yīng)方便設(shè)計產(chǎn)品，實現(xiàn)制造結(jié)構(gòu)，并有利于優(yōu)化生產(chǎn)加工工藝過程。
③材料的質(zhì)感應(yīng)與設(shè)計產(chǎn)品的造型特點、民族和地
域特征、文化藝術(shù)品位等風格相協(xié)調(diào)，以實現(xiàn)較好
的外觀效果。
④有安全性等特殊要求的產(chǎn)品或零部件的選材要按
照有關(guān)標準選用。
⑤在滿足設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇資源豐富，
價格低廉，有利于環(huán)保的材料。
⑥注意市場調(diào)研，了解消費者對選材的期望，并在
合理的前提下盡量滿足消費者的需求。
⑦注重可持續(xù)發(fā)展原則，設(shè)計選材時應(yīng)研究產(chǎn)品的
整個生命周期對自然環(huán)境的影響，要盡量減少對環(huán)
境的污染和破壞，減少對資源的浪費，充分考慮材
料的回收，再生和重復利用，以節(jié)約資源和保護環(huán)
境。
鈦合金材料的研制
成功使噴氣發(fā)動機
的制造得以實現(xiàn)
儲氫材料
能源是困擾人類文明發(fā)展的最主要因素之一，氫的資源豐富，幾
乎是取之不竭，而且氫也是一種熱值很高的燃料，燃燒一克氫可放
出142120千焦耳的熱量，約為汽油熱值的3倍。氫燃燒后生成水，
不污染環(huán)境。
但氫的儲存要困難得多，用鋼瓶儲存的量只占鋼瓶重的幾百分之
一；用使氫液化的方法儲存氫同樣是一種無法普遍采用的方法，因
為在常壓下，必須把氫氣降到零下253℃時才能使之液化。1968年，
“吸氫合金”被發(fā)現(xiàn)。
氫能與許多金屬起化學反應(yīng)，生成金屬氫化物來儲氫，此反應(yīng)是
一個可逆過程。由于氫是以固態(tài)金屬氫化物的形式存在于儲氫合金
中，這時氫原子的密度要比同樣溫度條件下的氣態(tài)氫大1000倍，為
吸收與氫氣瓶儲氫容量相等的氫氣，其重量只有氫氣瓶的1/3,而體
積卻不到氫氣瓶的1/10，通過這一比較，吸氫合金是一種體積小、
容量大、安全可靠的理想儲氫手段。近十幾年來，科學家們一直致
力于儲氫材料的研究，不久的將來一定會開發(fā)出價格低廉，性能優(yōu)
良的吸氫材料。它的廣泛應(yīng)用必將帶來一場能源革命。
※了解儲氫材料
填寫下表
材料名稱 用途舉例
謝謝收看，再見
山東無棣一中田茂芳
tmf1964@

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