原材料是工業(yè)設計中一種極其關鍵的重要環(huán)節(jié),對原材料的正確認識和熟練掌握是完成產品設計的前提條件和保障。包豪斯院校的教師伊頓針對原材料的重要程度有如下描述:“當學生們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)可以運用各種原材料時,他們就能創(chuàng)造出更具備獨特材質感的作品”。工業(yè)設計的主體是產品設計,現(xiàn)代產品設計必須符合現(xiàn)代小批量的基本規(guī)定,工業(yè)設計師必須了解原材料、原材料的性能指標及其對應的加工工藝。
在工業(yè)設計中經常使用的原材料金屬工藝金屬材料是具備光澤、富有延展性、容易導電、導熱等性質的物質。金屬材料具備一系列優(yōu)良的力學性能、加工性能指標和獨特的表工業(yè)面特征。金屬材料不僅能保障商品的使用功能,還可使商品呈現(xiàn)出現(xiàn)代風格的結構美、造型美和材質美,因此,金屬材料是產品設計中應用極其廣泛的關鍵原材料。
與黑色金屬相比較,有色金屬的機械性能和物理性能的范圍寬、熔點范圍大、成本和性能指標的差異性大,在航空、航海、汽車、石化、電力、建筑裝飾、五金、家電等領域有著廣泛的應用。
金屬材料經常使用的擠壓成型加工工藝包含液態(tài)擠壓成型、塑性擠壓成型、固態(tài)擠壓成型三大類?,F(xiàn)分別簡介如下:
(1)工業(yè)設計液態(tài)擠壓成型
也稱為鑄造擠壓成型,是將冶煉的金屬材料液澆筑入鑄型內,經冷卻凝結獲得所需外形和性能指標的零件的制作過程。鑄造主要是加工工藝操作過程包含:金屬材料冶煉、實體模型生產制造、澆筑凝結和出模清潔等,這是獲得復雜金屬材料形體最經濟的方式但與此同時也存在著工序較多,鑄件內部容易出現(xiàn)縮松、氣孔、砂眼和夾雜等缺陷。
(2)工業(yè)設計塑性擠壓成型
也稱為壓力加工,是在常溫或加熱的情況下,運用外力作用,使金屬材料產生塑性形變,從而加工成所需外形和尺寸工件的加工方式。塑性擠壓成型加工不僅使金屬材料擠壓成型為特定的形態(tài),與此同時也改進了金屬材料內部的分子結構,使原材料的性能指標產生相對應的轉變。
經常使用的金屬材料塑性擠壓成型加工工藝包含鍛造、沖壓加工、擠壓、軋制、拉拔等幾種。
①鍛造。是對圓柱狀或顆粒狀金屬材料增加壓力,驅使其產生塑性形變,以做到所規(guī)定外形的一種擠壓成型加工工藝,是最經常使用的塑性擠壓成型加工工藝。鐵匠打鐵就是典型的鍛造擠壓成型操作過程。鍛造須將金屬材料加熱到較高的溫度,歸屬于熱加工,鍛造可分為自由鍛、實體模型鍛造和胎模鍛造
②沖壓加工。是運用外力根據(jù)壓鑄模具使板料塑性擠壓成型以獲得商品的加工工藝方式。世界各地的不銹鋼板材中,有60%~70%是板料,其中大部分是經過沖壓加工制成成品。儀器儀表設備、家電產品、普通自行車、辦公區(qū)機械設備、日常生活容器等商品中,也有大量沖壓件。沖壓加工和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工),合稱鍛壓。沖壓加工的胚料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶,大多數(shù)是在常溫下進行的,歸屬于冷沖壓。沖壓加工具備原材料使用率高、可加工外形復雜的厚壁零件、加工精度高、生產率高優(yōu)勢,但由于沖模工程造價高,不適合小小批量。
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