图解产品设计材料与工艺（彩色版）

材料是产品设计的物质基础，不仅体现在产品的功能与结构方面，还体现在工业产品的审美形态上。
材料影响着产品设计，任何产品必须通过一定的材料作为载体来创造。产品设计的基础是对材料的合理运用，同时又受到材料属性的制约。新的设计构思也需要由相应的材料来实现，这就对材料提出新的要求，促进了材料科学的发展。新材料层出不穷，例如，电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料、生物医用材料、智能材料、新型建筑及化工材料等，每一种新材料的出现都会为设计实施的可能性创造条件，并对设计提出更高的要求，使新材料在很多领域都发挥着重要作用。在设计中，设计活动与材料的发展相互影响、相互促进、相辅相成。
各类新材料也越来越受到产品设计师的高度关注，设计师们在产品设计的创新过程中，一直致力于对新材料的了解、探索和应用。虽然新材料层出不穷，但传统材料仍然有很多值得深入探索的方面，如何在设计实践中使材料更好地发挥其作用，设计师们将面对各种不同的挑战。
本书紧扣当今产品设计材料与工艺设计的热点、难点与重点，主要内容涵盖了材料与设计的概述、材料的美学基础、塑料及其工艺、金属及其工艺、木材及其工艺、玻璃及其工艺、陶瓷及其工艺、材料的表面处理、材料与工艺的创新共九章的内容，全面介绍了各类设计材料的特性、主流工艺以及产品应用的相关知识和所需掌握的专业技能，知识体系相辅相成，非常完整。同时在本书的各个章节中精选了很多与理论紧密相关的案例，增加了内容的生动性、可读性和趣味性，使读者感到轻松自然、易于理解和接受。
本书内容涵盖了产品设计与工艺的多类别材料、重要工艺流程及特点，在许多方面提出了创新性的观点，可以帮助从业人员更深刻地了解产品设计材料及工艺；帮助产品设计及制造企业确定未来产业发展的研发目标和方向，升级产业结构，系统地提升创新能力和竞争力；指导和帮助欲进入行业者深入认识产业和提升专业知识技能；还可作为高校产品设计、工业设计、材料设计与应用、设计管理、设计营销等专业的教材和参考书。
本书由陈根编著。陈道利、朱芋锭、陈道双、李子慧、陈小琴、高阿琴、陈银开、周美丽、向玉花、李文华、龚佳器、陈逸颖、卢德建、林贻慧、黄连环、石学岗、杨艳为本书的编写提供了帮助，在此一并表示感谢。
由于水平及时间所限，书中难免存在不妥之处，敬请广大读者及专家批评指正。

编著者

本书紧扣当今产品设计材料与工艺设计的热点、难点与重点，主要内容涵盖了材料与设计的概述、材料的美学基础、塑料及其工艺、金属及其工艺、木材及其工艺、玻璃及其工艺、陶瓷及其工艺、材料的表面处理、材料与工艺的创新共九章的内容，全面介绍了各类设计材料的特性、主流工艺以及产品应用的相关知识和所需掌握的专业技能，知识体系相辅相成，非常完整。同时在本书的各个章节中精选了很多与理论紧密相关的案例，增加了内容的生动性、可读性和趣味性，使读者感到轻松自然、易于理解和接受。

第1章 材料与设计的概述
1.1　材料的发展 004
1.1.1　石器时代 004
1.1.2　陶器时代 004
1.1.3　青铜器时代 004
1.1.4　铁器时代 005
1.1.5　高分子材料时代 005
1.1.6　复合材料时代 006
1.1.7　智能材料时代 006
1.2　材料的固有特性 006
1.2.1　物理力学性能 006
1.2.2　热学性能 009
1.2.3　电性能 010
1.2.4　光性能 011
1.2.5　化学性能 011
1.2.6　材料的物性规律 011
1.3　材料的可持续性 012
1.3.1　可持续发展概念的提出 012
1.3.2　绿色设计 013
1.3.3　师法自然 016
1.3.4　材料设计的经济性考量 016
1.3.5　低碳设计 017

第2章 材料的美学基础
2.1　材料的美感 019
2.1.1　色彩美 019
2.1.2　肌理美 021
2.1.3　光泽美 023
2.1.4　质地美 024
2.2　材料的质感 026
2.2.1　质感设计的作用 026
2.2.2　质感设计的要点 029
2.3　材料设计的形式美法则 031
2.3.1　配比原则 031
2.3.2　主从原则 032
2.3.3　适合原则 033
 
第3章 塑料及其工艺
3.1　塑料的概述 035
3.2　塑料的分类 036
3.2.1　以塑料受热后的性质不同分类 036
3.2.2　以塑料的用途不同分类 036
3.3　塑料的基本特性 037
3.3.1　物理特性 037
3.3.2　化学特性 039
3.3.3　塑料的缺陷 039
3.4　设计中常用的塑料材料 040
3.4.1　热塑性塑料 040
3.4.2　热固性塑料 047
3.4.3　泡沫塑料 049
3.5　塑料的成型工艺 050
3.5.1　注塑成型 050
3.5.2　挤出吹塑成型 050
3.5.3　注射拉伸吹塑成型 050
3.5.4　注射吹塑成型 051
3.5.5　压塑成型 051
3.5.6　旋转成型 052
3.5.7　真空热成型 052
3.6　塑料的焊接工艺 053
3.6.1　超声焊接 053
3.6.2　振动焊接 053
3.6.3　旋转焊接 054
3.6.4　电磁焊接 055
3.6.5　激光焊接 055
3.7　案例 可以吃的100％有机材料塑料袋 056

第4章 金属及其工艺
4.1　金属的概述 058
4.2　金属的基本特性 058
4.2.1　金属材料的一般特性 058
4.2.2　金属材料的力学性能 059
4.2.3　金属材料的工艺性能 059
4.3　金属的分类 060
4.3.1　黑色金属 060
4.3.2　有色金属 063
4.4　金属的成型工艺 070
4.4.1　扭轴成型 070
4.4.2　砂模铸造成型 070
4.4.3　折弯成型 071
4.4.4　滚轧成型 071
4.4.5　钣金打型 071
4.4.6　拉模铸造 072
4.4.7　失蜡成型 072
4.4.8　旋压成型 073
4.4.9　冲压成型 073
4.4.10　锻造 074
4.4.11　深拉伸成型 074
4.5　金属的表面工艺 075
4.5.1　阳极氧化 075
4.5.2　电泳 075
4.5.3　微弧氧化 075
4.5.4　PVD真空镀 076
4.5.5　电镀 076
4.5.6　金属拉丝 076
4.5.7　粉末喷涂 077
4.5.8　喷砂 077
4.5.9　镀锌 078
4.6　案例 轻盈华美的“灯光之眼”系列灯具 078

第5章 木材及其工艺
5.1　木材的概述 080
5.2　树木的分类 081
5.2.1　硬木类 081
5.2.2　软木类 087
5.3　设计中常用的木材 090
5.3.1　原木 090
5.3.2　人造板材 091
5.3.3　合成木材 094
5.3.4　新型木材 094
5.4　木材的基本特性 096
5.5　木材的视觉特性 097
5.5.1　视感 098
5.5.2　触感 099
5.5.3　嗅感 099
5.6　木材的成型工艺 100
5.6.1　蒸汽热弯成型 100
5.6.2　层压成型 101
5.6.3　合板发泡复合成型 101
5.7　木材的接合工艺 102
5.7.1　榫卯接合 102
5.7.2　钉接合 108
5.7.3　木螺钉接合 108
5.7.4　胶结接合 109
5.8　木材的表面处理工艺 110
5.8.1　表面基础加工处理 110
5.8.2　表面被覆处理 111
5.9　其他相关的自然材料与工艺 112
5.9.1　竹子 112
5.9.2　藤 113
5.10 案例 用百分之百回收的硬纸板制作的音乐节帐篷 114

第6章 玻璃及其工艺
6.1　玻璃的概述 116
6.2　玻璃的组成和分类 117
6.3　玻璃的熔制 118
6.4　常见玻璃材料的分类 119
6.4.1　通用玻璃材料 119
6.4.2　特种玻璃材料 121
6.5　玻璃的特性 126
6.5.1　玻璃的基本特性 126
6.5.2　玻璃的艺术特性 129
6.6　玻璃的成型工艺 131
6.6.1　吹制成型 131
6.6.2　烧拉工艺 133
6.7　玻璃的二次加工 134
6.7.1　冷加工 134
6.7.2　热加工 137
6.8　玻璃的表面处理工艺 138
6.8.1　玻璃彩饰 138
6.8.2　玻璃镀银 139
6.8.3　装饰薄膜 139
6.9　案例　能让显示屏自我修复的玻璃 140
 
第7章 陶瓷及其工艺
7.1　陶瓷的概述 142
7.1.1　陶瓷在中国的发展 142
7.1.2　陶器与瓷器 146
7.2　陶瓷的分类 147
7.2.1　普通陶瓷原料 147
7.2.2　陶瓷材料的种类 148
7.3　陶瓷的基本特性 150
7.3.1　陶瓷的一般特性 150
7.3.2　陶瓷的力学性能 150
7.3.3　陶瓷的电性能和热性能 151
7.3.4　陶瓷的化学性能 152
7.3.5　气孔率和吸水率 152
7.3.6　陶瓷的其他特性 152
7.4　陶瓷的加工工艺 157
7.4.1　制粉 157
7.4.2　成型 159
7.4.3　上釉 163
7.4.4　烧结 163
7.4.5　表面装饰 166
7.5　案例 quetzal 和 codex系列花瓶 167

第8章 材料的表面处理
8.1　表面预处理 170
8.2　13种表面处理工艺 170
8.2.1　粉末喷涂 170
8.2.2　丝网印刷 171
8.2.3　移印工艺 172
8.2.4　烫金和压印工艺 173
8.2.5　真空电镀 174
8.2.6　光蚀刻 175
8.2.7　电解抛光 175
8.2.8　阳极电镀 176
8.2.9　数控雕刻 177
8.2.10　喷砂 178
8.2.11　镀锌 178
8.2.12　水转印 179
8.2.13　电镀 179
8.3　案例　用激光雕刻花纹的新型漆器 180

第 9章 材料与工艺的创新
9.1　新材料的概述 182
9.2　新材料的分类 182
9.2.1　信息材料 183
9.2.2　能源材料 184
9.2.3　生物材料 185
9.2.4　汽车材料 185
9.2.5　纳米材料与技术 186
9.2.6　超导材料与技术 187
9.2.7　稀土材料 187
9.2.8　新型钢铁材料 188
9.2.9　新型有色金属合金材料 188
9.2.10　新型建筑材料 188
9.2.11　新型化工材料 189
9.2.12　生态环境材料 189
9.2.13　军工新材料 190
9.2.14　3D打印材料 190
9.3　全球新材料战略与空间布局 194
9.3.1 全球主要国家和组织的新材料发展战略 195
9.3.2 中国新材料产业政策与发展重点 197

参考文献 200