模型制作课件

模型制作1第一章模型制作基本概念：

1、模型制作

模型制作就是根据设计方案所要表现的效果借助于一定的材料、加工和表面处理工艺以实体形式呈现出来的整个过程。在某种意义上来说，是将概念付诸于实践的过程，一方面，可以用来分析设计中的不合理性以便加以改进，另一方面，也可以用来分析设计中的合理性和可能性，以便取得更好的设计方案。2

意义:

广义概念：“模型”指所研究的系统、过程、事物（物品）或概念的一种表达形式，也指根据实验、图样放大或缩小而制作的样品，一般用于推敲、展览、实验或铸造机器零件等，是对于现实世界的事物、现象、过程或系统的简化描述，或其部分属性的模仿。在一般的意义下是指模仿实物或设计中的构造物的形状制成的雏型。3狭义概念：“模型”是一种设计表达方式。是设计师在承担某项设计的过程中，运用不同材料、技巧和手段，选择平面形式或立体形式来表达自己的设计构思，表明其设计作品的性格和品质，其表达是讲设计师的构想塑造成直观形象的重要手段，对于设计师、设计过程、客户来说有着重要意义。42、模型制作的种类

在生活中我们经常见到各种各样的模型，有塑料的、有金属的，有大的，有小的，等等，从某个角度来分，他们可能归属于同一类别，从另外一个角度区分，又有可能归属于不同的类别，那么，模型到底是如何进行分类的呢？目前，模型分类不存在统一的分类原则，有很多种分类方式。

5

按照模型的表现形式可以分为：

物理模型、数学模型、结构模型、仿真模型

按照模型的制作意图可分为：

研讨性模型、展示性模型、功能性模型。

按照模型制作表现内容的不同可以分为：工业设计模型、

环境艺术模型、

展示设计模型、

动漫、影视模型

按照模型制作的材料不同可以分为：石膏模型、泥制模型、塑料模型、玻璃模型、金属模型……等63、模型制作的意义、作用

模型的加工和制作不仅可以辅助学习和了解一定材料的加工成型方式，还可以提升设计者对造型、空间和结构的掌控能力，在模型制作的过程中，不断的发现设计问题，解决设计问题，把设计用最真实和直观的形式展现出来，将真实世界或虚拟思维中存在的原型或创造型，按人们要求的比例、仿真度、取舍度、取整度等，制作成实物及样品是模型制作的目的所在。

设计草图、设计效果图都是在平面上通过视觉透视的关系来表现设计本身，3D软件是在虚拟空间里以虚拟形式模仿制作的可视模型，它们都或多或少的受到表现形式和表现力的局限在一定程度上展示设计的效果，而模型的制作是一个思维到物质的转化过程，能够更加充分的展现设计中各个阶段的不同思维，也更准确的把艺术的抽象与物质的具体有机的结合起来。74、模型制作的学习方法模型制作作为一门课程，在学习的过程中，要注意以下几点：A、多看实例B、多思考C、多动手8第二章

模型制作的常用工具

1、切割工具（美工刀）（勾刀）（钢丝锯）（单面刀片）（木刻雕刀）（圆形电锯）（钢锯）（电热钢丝锯）（圆形电锯）92、度量及绘图工具（直尺）（角尺）（三角板）（圆规）（可调节角尺）（曲线板）（三棱比例尺）（卷尺）（量角器）（蛇尺）（丁字尺）103、修整及钻孔工具图2-23各种锉的截面图2-25特种锉断面（整形锉刀）（手持电钻）114、夹持工具（手虎钳）（台虎钳）（桌虎钳）12（记号笔）5、其它工具（砂纸）（钢丝钳）（毛刷）（电烙铁）（电热恒温干燥烘箱）（手锤）（镊子）（吹气球）（吹风）（垫板）（木工刨）（砂轮机）（原子灰）（注射器）（补土）13第三章纸质模型

纸是我国古代四大发明之一，是用以书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品，一般由经过制浆处理的植物纤维的水悬浮液，在网上交错组成，初步脱水，再经压榨，烘干而成。纸制模型现今受到了模型制作热爱者们的追捧，由于其多变的色彩，选材及制作的便捷，表现力的精细等众多特点使其常出现在展示模型及研讨性模型的范畴中，同时也有很多艺术家用纸的立体设计和制作来展现艺术创作作品。141、纸张分类

纸的种类繁多，我国轻工业部根据各种纸的用途不同分为：包装用纸、印刷用纸、工业用纸、办公、文化用纸、生活用纸、特殊纸等。152、纸质模型的特点

纸是最方便的材料之一，色彩鲜艳多变，并且可以根据不同的设计需求进行图案的绘制和印刷，具有效果突出、形式多变、质轻、吸水性强、硬度小、柔韧性较差，易折叠、不易导电等优点。对于设计中的模型制作来说纸模型的好处在于：比例庞大（1：25、1：16战车，1：200舰船比比皆是，很多成品超过1米，甚至不乏数米长的超大作品）、起点低（只要一把剪刀、一瓶胶水就可以开始制作）、相对价格便宜、绿色环保等优点。163、纸模型用纸选择

根据制作模型题材的不同选择适合条件的模型纸，一般涉及到弧面的纸模型，如人物、模型龙骨蒙皮等选择120g－150g的，建筑、坦克等弧面较少的可以采用150g－180g的，个别也可以用200g－220g左右的卡纸。制作中常选用的是白卡纸、亚光铜版纸、喷墨打印纸等，为了避免纸张吸墨，通常不会选择高光铜版纸。现在纸质模型中也有用相片纸进行制作的，但成本较高，表面光滑，在黏贴时不容易粘牢固，台湾和香港一般称之为西卡纸或飞行纸，可以用喷墨或者彩色激光打印直接打印在卡纸上制作，其厚度也可以根据制作题材进行选择。174、纸模型制作工具制作纸质模型对工具的要求相对于其他材料的模型来说比较低，大致分为两部分：基本工具和辅助工具。

基本工具基本的工具就是剪切工具和粘接工具，剪切工具包括剪刀、笔刀、美工刀、圆规刀等。181920粘接工具包括胶水、固体胶、白乳胶、保丽龙胶（酒精胶）、双面胶带、瞬间胶（502），不同的胶各有自己的性能和用途。21辅助工具为了方便操作，提高工作效率，并使纸模型效果尽善尽美，还需要一些辅助工具，大致包括：尺子、镊子、垫板、特种刀具、打磨工具、上色颜料等。根据纸模选择题材不同，加之模型在制作过程中讲求以创新的思维和形式处理发现的问题，因此对于工具的选择没有固定的要求，可以根据模型题材、自己不同的条件以及使用习惯来选择相应的工具。224、制作基本步骤：1）打印或绘制纸质模型的制作图和部件图，图纸要清晰且比例正确。2）将各个模型组件粗略剪开，以便增加裁剪空间方便裁剪更精确的外形，为了令组件粘合的更加准确最好是沿着剪线的外边缘开始进行裁剪，裁剪好的组件要在背后进行标记，以免混淆。233）折叠是纸质模型的重要制作方法之一，折叠的角度，力度，截面等都直接影响纸模型的最终效果。折叠包括谷折法：沿线将纸张往内折叠，山折法：沿线将纸张往外折。进行折叠时一般会选用竹签或没有油墨的圆珠笔在褶皱上画刻出需要的褶皱线，再进行折叠时就会非常准确，而且折角会清晰，整齐。244）纸的本身的韧性使它可以完成很多的曲面弯曲，然而在不同要求下的曲面弯曲可能需要辅助工具来完成，如小曲面弯曲可以在铅笔，茶杯等曲面圆柱型物体上先进行卷。曲固定，之后制作出的造型会更加的自然，稳固。255）纸质模型是拼接的艺术形式，需要将各部件进行粘合成型，粘合在其制作过程中处于非常重要的环节，在粘合中可以选择使用胶水或者专用的黏合剂，因不容易控制胶水的量所以一般不要直接将胶水粘涂在粘贴口处，最好先把胶水挤在不吸收的纸张上，然后用棉棒或竹签仔细涂上。胶水要涂抹的薄而均匀，太多不但会导致粘结面干燥速度变慢，有时还会产生溢露，更影响视觉美感。胶水未干前，可轻微移动粘连的部件调整至准确的位置，同时将多余的胶水抹去。用手或夹子夹住粘结处，直至胶水干透为止。双面胶纸没有胶水扩散或溢出的问题，也无需等待粘结干透，方便快捷，但不适合粘接精细组件。266）逐步拼接部件，进行细部的修整和补充，并按设计要求对其进行色彩细致的绘制和装饰。27作业：

纸质模型制作

要求：尺寸不小于20厘米，不大于50厘米（彩色）制作过程拍照记录，并制作成PPT，图文并茂28第四章石膏模型一、石膏特性及其种类

1，石膏特性

石膏是一种矿物质，为单斜晶体，呈板状或纤维状，也有细粒块状的，呈淡灰色，石膏加热至128°，失去大部分结晶水，变成熟石膏；加热至163°以上，结晶水全部失去。生产石膏的原料主要是天然二水石膏，又称软石膏或生石膏，是含两个结晶水的硫酸钙。天然二水石膏可制造各种性质的石膏。

生产石膏的主要工序是加热与磨细，由于加热温度和方式不同，可生产不同性质的石膏。熟石膏粉末与水混合后有一定可塑性，但不久就会硬化重新变成石膏，此过程放出大量热并膨胀，因此可用于铸造模型和雕塑。29

2、石膏种类

石膏种类很多，使用最多的石膏品种是建筑石膏，次之是模型石膏，此外，还有高强度石膏、无水石膏水泥和地板石膏等。

a、建筑石膏b、模型石膏模型石膏是煅烧二水石膏生成的熟石膏，若其中杂质含量少，SKI较白、粉磨较细的称为模型石膏。它比建筑石膏凝结快、强度高，主要用于制作模型、雕塑、装饰花饰等。

30c、高强度石膏d、无水石膏水泥

e、地板石膏313、石膏的优点、缺点

优点缺点1）绿色环保效应和独特的“呼吸性能”

1）常见沙孔2）资源丰富2）断裂3）价格低廉3）只能剔除不能增加4）成型快、质量轻4）不能反复塑造5）稳定性好等5）着色、装饰性差等32

3、制作石膏模型的意义

在艺术设计课程中石膏模型的制作主要是作为了学习和了解石膏的一般特性、一般制作方法以及翻制的一般程序。石膏不适合精细雕刻，进行翻制也不易过多数量进行反复。334、

制作石膏模型的工具制作石膏模型的工具主要有：石膏模型容器（根据石膏的特性，选择容器应该是方便取模的纸盒、可拆卸的板材等容器）；水盆或水桶，用于石膏的混制；刻刀，用于石膏的雕刻；砂纸，用于石膏的精细打磨和后期处理；乳胶漆，可以填补石膏表面的气泡和空隙，方便进一步的表面装饰。

345、制作石膏模型的基本步骤1）石膏的雕刻

首先是搭建盛装石膏浆的容器。

石膏浆的调制。（石膏粉与水的配比约1：1.5）石膏的浇注和成型。石膏的雕刻。石膏的打磨。352）石膏模型的翻制

翻制的意义

翻制在现今的工业设计和制作中被广泛使用，其中塑料制品居多，还可为玻璃钢的翻制做好前期的准备。在了解翻制过程的同时，我们亦可以通过对材料和工艺的了解来设计出更加合理的形体。

翻制所需工具

石膏的翻制是为了制作阴模，从而得到若干主体模型的复制品。石膏翻制所需的工具有：石膏粉；水桶；石膏浆容器；脱模剂或润滑剂（为了便于石膏磨具的分隔）；刻刀；砂纸；绳子等。36石膏翻制步骤：37作业：

进行石膏翻制操作

要求：尺寸不小于15厘米，不大于20厘米

制作过程拍照记录，并制作成PPT，图文并茂

38第五章：木材一、木材种类及常用木质材料特性

木材属于自然材料，是由各种各样的高分子聚合而成的有机物，具有绿色环保、纹理独特、质朴、典雅等特点。木材的种类繁多，种类不同，其特点也各有区别。木材可分为针叶树材和阔叶树材两大类。杉木及各种松木、云杉和冷杉等是针叶树材；柞木、水曲柳、香樟、檫木及各种桦木、楠木和杨木等是阔叶树材。中国树种很多，因此各地区常用于工程的木材树种亦各异。东北地区主要有红松、落叶松(黄花松)、鱼鳞云杉、红皮云杉、水曲柳；长江流域主要有杉木、马尾松；西南、西北地区主要有冷杉、云杉、铁杉。39二、模型用木质材料种类及特性在模型制作过程中，我们常用的木质材料主要有两大类：分别是实木板、人造板。目前除了地板和门扇会使用实木板外，一般我们所使用的板材都是人工加工出来的人造板。人造板又可以细分为很多种，主要包括胶合板、细木工板、装饰面板、实心板、纤维板、防火板等等。40三、木材常见加工程序1、划线

在原材料上用铅笔或木工专用笔画出作品坯料的外形，称为划线。在划线时为了方便后续的加工和处理应预留一定的间隙（一般是2mm左右）。为了避免同件作品表面纹理不一导致和作品的某些零部件受力集中，这些部件的排料也要注意，划线时要注意安排和计划木纹的纹理和方向，以免出现木纹不一的杂乱、不协调的感觉，防止木材因受力不均匀导致断裂。2、下料

把作品的坯料从原材料上锯割下来就称之为下料。锯割时一般采用手工锯或台式电锯，锯割时需注意木质的软硬，锯割方向和木纹是否一直，当锯割将结束时，可将板材翻转后，继续锯割，用力要均匀，速度要慢，防止木料开裂。413、修整

按照图纸的设计和尺寸要求加工成符合要求的零部件。一般用粗砂纸、木锉刀对坯料进行修整，然后再用细砂纸进行打磨。4、装配

装配即把加工好的部件组装成完整的作品。木制部件之间常用的连接方式有：钉连接、胶连接、五金件连接和榫连接。钉连接--用元钉或木镙钉连接原料或零部件。是最常用的连接方式，用锤或气压枪入钉，方便快捷，适用于要求不高的结构处。

胶连接--常用的是白乳胶，百得胶等，用以两个部件或多个部件之间的粘结。适用于薄型材料，属于不可拆卸的结合方式，适用过程中胶不宜过多，以免溢出留下污渍，也可根据结构和造型要求扩大胶合接触面，有利于增强整体强度。

五金件连接---铰链连接、铁三角连接等，除了可以进行部件之间的连接外，还可以达到部件的灵活运动等要求，一般适用于连接可拆卸或活动的部件。42

榫连接---榫连接是木材之间最牢固美观的连接方式。常见的榫主要有以下几种：止方榫、止单添榫、转角三缺榫、斜切三缺榫、T字三缺榫、斜锥三缺榫、贯穿鸠（jiū）尾榫、不贯穿鸠尾榫（

sǔn）。止方榫

止单添榫转角三缺榫斜切三缺榫43T字三缺榫

斜锥三缺榫

贯穿鸠尾榫不贯穿鸠尾榫

榫结合一般都要在接触面涂抹胶液以增加结合力，但其加工难度大，所以现在一般都采用机械加工。44第六章：泥一、模型用泥概述

模型用泥种类繁多，有油泥、防水泥、雕塑泥、模具泥、橡皮泥、手板泥、六层英泥、目结土、开模油泥、超轻粘土、纸浆泥、软陶泥等，在泥塑模型制作中需要根据制作的效果不同和制作主体的造型要求来进行选择。

泥一般制作工业设计模型、动漫人物、动物制作等。因为其制作造型多变，可进行精细雕刻和塑造，特种泥的质地又很坚硬，不易干裂，可长久保存可塑性极强，适合制作形体特殊、变化多端、细节精度高的造型，并可进行后续的玻璃钢翻制，翻制后的细节和涂装效果极佳。45二、油泥的特性

在油泥模型制作与开发，车身造型中所用的油泥，与一般的橡皮泥类似，但要求更高，油泥的材料主要成分有滑石粉62%，凡士林30%，工业用蜡8%。即所谓的雕塑油泥。常温下质地坚硬细致，可精雕细琢，不沾手，不收缩。适合精品原型、工业设计模型制作，对温度敏感、微温可软化塑形或修补，雕泥土，塑形简便、适合教室教学习作，不沾手、不收缩，比目结土更干净精密，精密度高，是工艺品业界原型制作的好材料，广泛用于工艺品、五金手板、塑胶、汽车、摩托车、电视机等模型的雕塑，可塑性极强。46三、油泥模性制作工具

制作油泥模型的工具主要有：各种型号和尺寸的刮刀、刻刀、泥塑刀、对称仪、升降台、油泥专业加热器、电吹风、三合板、夹心板、方木、乳胶、喷胶、泡沫板等（图5-3油泥刮刀、5-4雕刻刀、5-5泥塑刀、5-6对称仪、5-7烤箱、5-8升降仪）。图5-3刮刀图5-4雕刻刀图5-5泥塑刀47图5-6对称仪图5-7烘箱图5-8升降台

油泥还有一很重要的特性，那就是可以回收使用，油泥虽然可以反复的回收使用，但油泥在烘烤的过程中，油泥中的成分会逐渐流失，回收次数太多，油泥粘性和塑性大大降低，一般进行3～4次为宜。48四、油泥模型制作

油泥模型制作主要分以下几步：准备阶段、1、准备阶段模型制作开始前应首先确定模型制作的基本条件是否满足，即有完整的效果图、各角度试图或3D数模。充分考虑本次模型制作需要的材料种类，数量。对工具进行清理和打磨，避免使用时出现问题。烘箱等设备检查（图5-9工具清洁和检查、图5-10工具打磨）。图5-9工具清理和检查图5-10工具打磨492、制作模板根据打印出的平面图，用曲线锯锯出轮廓。制作完成的样板在制作模型过程中有非常重要的作用，它可以比较精确的控制模型尺寸和各曲面的走向（图5-12加工样板、图5-13制作剖切线）。图5-11加工样板图5-12制作剖切线样板制作注意事项：1)制作前需要仔细确定模型需要样板的数量、位置、尺寸2)制作过程中应考虑样板使用材料变形量3)样板制作要精确，这将影响模型制作的精度503、制作模芯

模芯制作是制作模型内部骨架和骨架填充的总称，即根据油泥模型的用途和实际尺寸去掉油泥层厚度油泥制作模型的内芯，它是模型制作的基础，模芯制作的好坏将直接影响最后模型制作的实际效果（图5-13模芯制作和表面处理）。图5-13模芯制作和表面处理模芯制作注意事项：要尽量保证在后续覆油泥时油泥层厚度一致。在制作过程中预留出制作后续局部特征（进气口、雾灯、格栅等）空间。控制好模芯的尺寸。如果模芯制作过小会使油泥用量变大，油泥层厚度不均，易产生油泥开裂。如模芯制作过大，会出现后期修整面的时候模芯外露，返工量较大。514、粗覆油泥粗覆油泥是将烘烤软化后的油泥均匀逐层的覆盖在模型上，制作出油泥粗胚。粗覆后模型表面应体现模型的大致型面特征，模型尺寸应大于最终模型尺寸，预留刮削余量。粗覆油泥，应逐层均匀添加，每层均需贴合牢固（图5-14底层覆盖、5-15表面添加油泥、5-16粗覆表面、5-17利用模板控制粗覆油泥尺寸）。图5-14底层覆泥图5-15表面添加油泥图5-16粗覆表面图5-17利用模板控制粗覆油泥尺寸52粗覆油泥注意事项（图5-18对比图示）：1、底层紧贴模芯部分需要非常细致，保证每块区域都与模芯贴合牢固。避免以后由于移动或调整等震动较大时开裂、脱落。2、油泥堆加时要保持厚度均匀。3、每次添加厚度适中不能过厚。4、层与层之间贴合紧密不能出现气泡或断层。5、添加油泥后表面尽量保持平滑过度。底层贴和牢固，厚度适中底层过厚，贴合不牢每层厚度均匀，贴合紧密层与层之间出现空隙厚度均匀厚度不均，出现断层表面平滑过度表面过度起伏过大，外层覆油泥时会出现断层图5-18对比图示535、粗刮油泥粗刮油泥就是利用各种刮刀等油泥工具将油泥粗胚刮削出需要的形状。制作完成的粗胚明确体现模型的表面特征、几何尺寸、曲面走势、特征线条等模型要素（图5-19利用样板控制模型尺寸、5-20直线刮刀、5-21带牙刮刀、5-22三角刮刀、5-23蛋形刮刀）图5-19利用样板控制模型尺寸54图5-20直线刮刀图5-21带牙刮刀图5-22三角刮刀图5-23蛋形刮刀55图5-24胶带制作特征线图5-25测量控制粗胚尺寸图5-26确定型面特征566、精刮油泥精刮油泥是利用精细刮刀和刮片等对油泥模型进行精细修整。精刮后模型表面需要达到曲面连续要求，并制作曲面圆角和倒角（图5-28到图5-32）。图5-27局部粗刮后模型效果57图5-28利用胶带定位特征线和边界图5-29利用刮片精修过度曲面图5-30利用刮片精修曲面、制作圆角

油泥精刮主要使用各类钢制刮片和精细刮刀进行表面精修。修整时刮片需尽量保持与修整面法线接近，可以有一定的倾斜夹角，但角度不能超过40度。这样才能使刮制出的修整面达到曲面光顺和连续。如果倾斜角度过大会将模型表面“抹”的很“光亮”，但实际表面的状态并不平顺，不能达到曲面连续的要求，修补表面缺陷和气孔。587、表面装饰表面装饰是在油泥模型表面制作出仿实物效果。一般用油漆喷涂或贴膜装饰两种方法。表面装饰后模型仿真度高，在一定距离外达到实物效果。表面装饰主要有两种方法：分别是油漆喷涂和贴膜装饰。1）油漆喷涂。即在制作好的模型表面喷涂油漆，使模型表现出期望达到的效果。油漆喷涂前需要先在模型表面覆盖一层原子灰，并将原子灰打磨光滑，之后喷涂底漆、面漆等。使模型达到实物效果。592）贴膜装饰（图5-34贴膜步骤1-6）。利用酒精、油漆稀释剂、汽油或香蕉水等有机溶剂先将模型表面擦拭一遍，溶解掉粘附的油泥颗粒，修补油泥表面细小孔洞等缺陷。然后贴模型胶膜。贴制过程是首先将胶膜裁剪成需要的尺寸和形状，然后浸泡在水中取掉胶膜表面保护膜和背面贴纸，最后将胶膜覆盖在目标区域（模型表面需要喷水），使用橡胶刮片按从上到下，从中央到四周的顺序将胶膜与模型表面之间的水分和空气挤出，处理好边缘并裁掉多余部分，胶膜就完好的贴在模型表面。图5-34贴膜步骤1-660喷涂装饰注意事项：1、

底层原子灰厚度不能过大，否则会使模型尺寸误差扩大。2、

底漆喷涂要均匀，自然风干，干透后需仔细打磨3、

面漆喷涂后需自然干，不可烘烤和通风。贴膜装饰注意事项：1、贴膜前必须使用有机溶剂搽拭模型表面2、搽拭表面时注意控制力度，以免损伤模型表面4、

胶膜贴制前需要充分浸泡，避免背面保护制残留5、

首先处理较大曲面，局部需要较大拉伸区域待大面贴合好后制作6、

胶膜重叠区域需将多余部分切掉，避免破坏最终效果7、

胶膜拼接处保证模型表面只有一层胶膜618、分块确认分块确认是将油泥模型按照实际情况进行分块，用于表现实物上的缝隙、沟槽、密封条等（图5-35到图5-37）。图5-35凹槽制作图5-6贴膜分块62

分块特征线制作一般是采用胶带贴制分块线或制作分块凹槽两种方式。利用胶带贴制一般是用在小比例模型上，制作分块凹槽一般是用在1：1模型上。但也不是绝对的，在1：1模型上局部细小分块部分也可采用胶带贴制方法。在分块时需要注意以下两点：1、严格按照实际分块方式制作，分割线内材料厚度、倾角需按实际情况制作2、分割线周围胶膜翻边过度需处理光顺，尽量反映实际效果。图5-37胶带贴分割线63第七章塑料--ABS、PVC模型制作

塑料是重要的有机合成高分子材料，它的形成是以石油或天然气为原料，经过合成反应而得到的高分子树脂。所谓高分子树脂是指单体化合物经过聚合反应，形成高分子聚合体，其分子量可达到数千甚至数百万。在高分子领域的分类上，分子量未达到1000者称为低分子，介于1000～10000者称为准高分子或寡聚合体（Oligomer），大于一万以上者称为高分分子（Polymer)。一般常用来做成型加工的塑料，分子量大约在10000～1000000之间。塑料在产品成型工艺和模型制作中应用是非常广泛的，它的出现大大降低了产品生产的成本，由于其成本较低，加工相对简单，应用领域不断的扩大，同时，也使产品造型更加的多样化。64

一、塑料的两大类别及特征

塑料一般可分两大类：热塑性塑料（Thermoplastic)及热固性塑料（Thermosetting)。

1、热塑性塑料：通常温度下为颗粒状，加热到一定温度后变成熔融状，冷却后固化成型，若再次加热则又会变成熔融状，可进行再次的塑化成型。因此，热塑性塑料可经加热熔融反复固化成型，所以热塑性塑料的废料通常可回收再利用，有“二次料”之称，可以减少白色污染。热塑性塑料分通用塑料（如PE-聚乙烯、PP-聚丙烯、PS-聚苯乙烯、PVC-聚氯乙烯、ABS-丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元聚合物)、工程塑料(PC-聚碳酸酯、PA-聚酰胺、POM-聚甲醛树脂、PBT-聚对苯二甲酸丁二醇酯、PPO-聚苯醚、PPS-聚苯硫醚、LCP-液晶聚合物等)、合金塑料(PC/ABS、PC/PBT等)。65

2、热固性塑料：指在一定条件下（如加热、加压）下能通过化学反应固化成不熔融性的塑料。热固性塑料是加热到一定温度后变成固化状态，即使继续加热也无法改变其状态，因此热固性塑料的废料通常是不可回收再利用的。常用的热固性塑料有以下几种：酚醛塑料、聚氨酯塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、呋喃塑料、有机硅树脂、丙烯基树脂等及其改性树脂为机体制成的塑料。这种塑料不仅不能再熔融，也不能在溶剂中溶解，所以，这类塑料主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在恶劣环境中使用的塑料。66二、模型制作常用的塑料类别及特性

虽然塑料种类繁多，在模型制作中，经常用的塑料主要是热塑性塑料，经常使用的主要有：ABS工程塑料和PVC塑料。ABS工程塑料ABS化学名称为丙烯腈（A)－丁二烯(B)－苯乙烯(S)共聚物，是五大合成树脂之一，ABS塑料不透明，呈象牙色颗粒状，具有抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，在造型中具有容易加工成型、制品尺寸稳定、表面光泽性良好、吸水率低、易于涂装、着色等特点、还可以进行表面喷度金属、电镀、焊接、热压和粘结等二次加工，所以是现今用途极为广泛的热塑性工程塑料。67

但ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差，所以模型制作中的ABS多为板材等直线结构，尺寸和厚度根据模型主体需要自由选择和定制。ABS属易燃聚合物，燃烧时火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的臭味，无熔融滴落。ABS根据冲击强度可分为：超高抗冲型、高抗冲击型、中抗冲型等品种；ABS根据成型加工工艺的差异，又可分为：注射、挤出、压延、真空、吹塑等品种；ABS依据用途和性能的特点，还可分为：通用级、耐热级、电镀级、阻燃级、透明级、抗静电、挤出板材级、管材级等品种。ABS树脂的最大应用领域是汽车、电子电器和建材。汽车领域的使用包括汽车仪表板、车身外板、内装饰板、方向盘、隔音板、门锁、保险杠、通风管等部件。在电器方面则广泛应用于电冰箱、电视机、洗衣机、空调器、计算机、复印机等电子电器中。建材方面，ABS管材、ABS卫生洁具、ABS装饰板广泛应用于建材工业。此外ABS还广泛的应用于包装、家具、体育和娱乐用品、机械和仪表工业中。68PVC塑料又称聚氯乙烯（Polyvinychloride)，PVC是一种乙烯基的聚合物质，是一种非结晶性材料，一般使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂，其中一些添加剂具有一定毒素，用以争强其耐热性、韧性和延展性，故其产品一般不会用于存放食品和药品。PVC制作成本低、色泽鲜艳、不易燃烧、强度高、绝缘性好、加工性能好、耐腐蚀、牢固耐用、几何稳定性优良，是当今世界上深受喜爱，十分流行，被广泛使用的一种合成材料。PVC可分为硬PVC和软PVC。硬PVC不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，可以长久保存。软PVC中含有柔软剂，容易变脆，不易保存，所以其使用范围受到一定限制，软PVC一般多用于建筑及室内装饰中的地板，天花板及工业皮革表层，亦可做成真空吸塑薄膜，用于表层包装，多用于建材、包装、医药等行业。

总之，塑料常被用做工业零件或外壳材料的工业用途，强度适中，耐冲击性，耐热，硬度及抗氧化性能优越，色彩丰富，可通过添加剂的辅助添加制作特殊功能性塑料。在模型制作中可以制作展示性模型，造型丰富，色彩和表面涂装效果佳，有些模型直接加入机芯就可正常使用；在建筑和室内设计模型制作中塑料一样处于重要地位。69二、塑料模型的制作工具

制作塑料模型需要的工具有：铅笔、橡皮、记号笔、美工刀、钩刀、直尺、角尺、游标卡尺、曲线板、圆规、模型胶、三氯甲烷、烤箱、模型板，填缝剂，热风枪或吹风机、锉刀、整形锉、砂轮机、钻孔机、砂纸、喷漆等。三、塑料模型制作步骤（以卡车制作为例）1、按比例绘制尺寸图。根据平面图尺寸和效果图进行ABS或PVC板材的选择，厚度和板材尺寸要适中。在板材上按照尺寸平面图画出模型物的精细尺寸（图6-1）。图6-1绘制尺寸图702、裁切及修整。用美工刀借助于尺子进行裁剪（图6-2）。然后，用砂纸、锉刀修整每个裁剪好的零部件。圆形钻孔可以用钻孔机或者圆规（更换呈刀片）来完成。图6-2裁切713、拼接组件。逐步拼接粘黏好零部件。通常用来粘合ABS板的是三氯甲烷，三氯甲烷因为它挥发后能很好的附着在塑料表面，与其有较强的结合力，粘合在仪器的塑料表面会发生溶解变化，并在外力的作用下紧密的贴合，在溶剂挥发后，溶质会将接缝空隙填满，从而称为一个整体。在使用三氯甲烷时，一般是吸入注射器，用针头将三氯甲烷注入接缝处。如果模型较大，转角处较大，就必须在粘合时在模型内部加上加强筋。加强筋的制作很简单，可用ABS余料切割成长条，用热风枪吹出复合模型内部的相应弧度并将其粘结即可固定整体，也利于粘结接缝。1）先组装车的底盘（图6-3）。图6-3组装底盘722）拖箱组装（图6-4）。首先确定拖箱的比列尺，再做拖箱的结构，保证质量的稳固性和逼真性高，所以要裁切许多需要的小ABS条，做拖箱是整个模型的转折点，因为确定拖箱后，一个汽车后半部的所有小部件也会随之浮出水面。图6-4拖箱组装图733）轮胎的定位、油箱，起重杆等的制作（图6-5）。图6-5轮胎、油箱及起重杆的制作74图6-6车头主体部分的制作4）车头的制作。先搭一个简单的结构框，然后再深一步的搭建块面（图6-6）755）车头小部件的制作（图6-7到图6-9）。图6-7

车头小部件的制作图6-8

车头小部件的制作（续）764、调整模型的接口和活动结构，进行细致的打磨，（图6-10）。打磨是一项枯燥繁琐的过程。压模和拼接的过程中ABS上会残留下很多痕迹，所以我们需要清理这些痕迹以便后期喷漆处理。用填缝剂或补土给缺漏的地方进行填补，使造型更加细致、平整。ABS表面无杂质易于涂抹，其打磨顺序是锉、粗砂纸、细砂纸、水砂纸，水砂纸打磨完成后，表面会变得非常光滑，验证光滑与否的方法是喷涂底漆，在油漆的作用下，表面的瑕疵会立刻显现，如有凸凹瑕疵，需要再补缝，进行细致打磨。图6-10

调整活动结构和打磨775、局部喷漆处理（图6-11）。图6-11局部喷漆6、进行精细化的打磨，最后加上轮胎和周边小件，再进行细节的处理，最后再进行一次喷漆（图6-12）。图6-12精细处理787、为了使效果逼真，进行做旧处理。我们选择用百乳胶和丙烯等材料和土后涂抹在车身，营造出久经战场的痕迹）（图6-13）图6-13做旧处理798、最终效果图展示（图6-14）。图6-14最终效果图80四、塑料模型制作中的加工技巧1、模型制作中PVC和ABS多为板材制作直线结构较多的模型非常方便，效果极佳，而具有弧线的结构需要对PVC或ABS表面进行热弯加工。如果是小面积弯曲，或弯曲弧度较小可以用ABS、PVC板面叠加的方式进行（图6-15）。图6-15ABS板材叠加叠加ABS或PVC板为所需厚度（厚度根据弧度的尺寸进行叠加）然后用刻刀和锉刀修圆即可。该DVD的圆角孤独就是用这种方法制作而成的（图6-16）。图6-16DVD机的ABS模型812、不复杂的弯曲面可以用热风枪或吹风机，热度根据塑料板材厚度的不同掌握在150＊～180＊之间，过热会融化，断裂，过度变形（图6-17）。

图6-17用热风枪加热ABS板82

3、ABS和PVC的曲面和圆角处理需要用石膏或木材等耐热物先做好曲面弧度尺寸的凸模，配以压框（简化的凹模）。然后把塑料板材在烤箱中进行加热处理。由于受热后ABS和PVC伸缩性较好，所以尺寸比例要比原图大，一般进行压模的ABS板的厚度为1.2mm～2.0mm。不同厚度的PVC和ABS加热的温度，加热时间和技巧都有一定区别，一般设定为160＊～180＊之间，等持续温度达到100＊时放入切割好的ABS放入烤箱，大约2小时左右（根据造型需要），快速取出ABS，将其放置在石膏模上，可用阴模按压，也可直接进行按压（必须佩戴隔热手套，高温的ABS会将手烫伤）（图6-18），速度要快，室温会使软化好的ABS板迅速降温，要在其冷却定型之前按压完成。在压模过程中，使用力度要到位，否则软化好的ABS会出现由于受力不均产生的变形和拉扯。在实际应用时热压成型的方法有会一定的局限性，。图6-18压制ABS板曲面模型83

一般喷漆选用的是自喷漆。喷漆时将周围打扫干净，建议先选择类似产品或材质进行模拟试验，能达到预期效果时再喷涂在组装好的ABS模型上。使用前要均匀摇晃漆瓶，利用内置的金属球搅匀油漆和气体，距离模型表面25cm～35cm处压下喷头，匀速移动喷漆罐以达到一条喷漆带，依次喷涂产生喷涂面（切忌在一个点连续喷涂，将造成“倒流”，也就是俗称的“流泪”现象）。

当模型是套色方案时，可用纸将不同的色块包住或者进行遮挡，再进行喷漆（图6-20组装后喷漆），也可在组装前进行分块喷漆后再粘结组合（图6-21组装前喷漆）。图6-20组装后喷漆图6-21组装前喷漆84

模型的装饰部分可以在电脑中绘制完成后进行打印，装裱在模型表面即可（图6-22表面装裱）。

图6-22表面装裱

产品模型的制作有助于设计师认识产品，完善产品结构，是研究和修正设计的有效途径，能更方便，更快捷的帮助设计师完善设计创意。在ABS工程塑料板的模型制作中，可以完全的做出仿真实物，外观与实物无差别，是展示模型即经济又高效的制作方法85第八章：

模型制作中的表面处理工艺

表面处理工艺概述一、表面处理工艺范畴及应用领域1、表面处理工艺的范畴表面处理工艺是产品设计过程中一种基础工艺之一，表面处理工艺包括表面精加工、表面层改质处理、和表面被覆，既包括表面的装饰工艺，又包括表面的加工工艺（图8-1）。图8-1表面处理工艺862、表面处理工艺应用领域表面处理工艺主要应用在产品模型制作和产品批量生产过程中，包括水陆空运输所使用的交通工具，也包括个人生活用品和家庭用品等等，从内到外，从部分到整体，可以说表面处理工艺应用是非常广泛的（图8-2到图8-8）。图8-2金属拉丝图8-3阳极氧化87图8-4电镀工艺图8-6镀铬图8-5镀镍图8-7激光镭雕图8-8喷砂88二、表面处理工艺的作用表面处理工艺的作用主要体现在三个方面，分别是装饰作用、防护作用和其他特殊作用。装饰作用。能赋予模型丰富的色彩，提高模型的外观质量。例如在木制家具的设计中为了展示木材的自然纹理，经常使用透明有色漆，提升家居涂装档次，给人一种深沉、庄重、耐看感觉的效果，是时下最流行的高档家具施工工艺（图8-9）。再如机床中亮丽色条的使用具有明显的装饰作用（图8-10）。图8-9木制家具设计图8-10瑞士阿奇夏米尔公司生产的机床，其上面的橙色具有很好的装饰作用892、防护作用。表面处理工艺可以提高产品的耐腐蚀性，保护产品的自然材质，增加产品表面的光泽。3、其他特殊作用。表面处理工艺还可以提高制品的导电性，例如电镀银和铜。可以提高光线的反射性，例如宇宙飞船，人造卫星的外壳需反射光线。

还可以减小接触阻抗，例如在电子组件的Au及Pd电镀。在模型制作过程中，表面处理工艺的作用主要表现在装饰性和防护性上，对于其他特殊作用应用是比较少的。90三、模型制作中常用表面处理工艺从图9-1中可以看出，表面处理工艺方法很多，产品设计时，在符合工程设计和成本的前提下，材料的选择和不同的表面处理工艺使产品呈现出不同的质感效果，在模型制作的过程中，由于加工工具和加工环境有限，选择材料也相对比较固定，模型制作中所使用的材料主要有石膏、油泥、木材、金属、塑料和玻璃钢这几种。由于模型制作和产品的实际生产还是有一定的差别的，所以，部分模型（展览展示模型）和实际生产出来的产品视觉效果基本一致（图9-11到图9-14），因此，便在电子产品的市场上出现了许多以假乱真的现象，直接导致有些人在购买产品的时候由于不注意出现被人掉包的严重后果，买回来的仅仅是某产品的一个模型，从这里可以看出模型制作精细的一方面，与之相对应的，另一部分模型最终的效果和实际产品相比，表面质感效果还是稍逊一筹，这主要取决于制作模型的不同目的。在模型实际制作中，常用的表面处理工艺主要有涂装工艺、电镀工艺。图8-11康佳工业设计研究所的概念产品手板图8-12汽车模型91四、涂装工艺

1、涂装工艺概述

所谓涂装painting是指对金属或非金属表面处理所有保护、除锈、装束、油漆工艺的统称，是涂料涂覆于基底表面形成具有防护、装饰或特定功能涂层的过程。早期，涂料几乎离不开植物油，故习惯上把涂料称为油漆，但现在应用的涂料已远远超出了油漆的范围，种类越来越多，并且向着低污染方向发展。目前，涂料一般分为有机涂料和无机涂料，无机涂料主要用在建筑领域，而有机涂料主要用于金属、木材、塑料等等工程材料上。根据涂料在基材上涂覆的顺序，直接涂在基材上的涂料被称为底漆，主要起防腐蚀的作用，最外层涂料称为面漆，主要起装饰作用，介于底漆和面漆之间的中间过渡层称为中间漆料。图8-13汽车模型图8-14汽车模型922、涂装施工

涂装施工的方式有很多：空气喷涂、无气喷涂、静电喷涂、电泳、涂刷、漆工手套涂等。制作和生产中根据不同的效果进行针对性的喷涂选择。在模型制作中经常采用：

1）刷涂油漆的刷涂是一种传统方法，通常用于不可进行喷涂的零活（新建筑及维修），以及损坏区域的修理或局部补修。刷涂还用于一些关键的区域，如角和边的切割处，对焊接处、铆钉、螺栓、螺母、棱边、法兰、角落等的预涂。有时为了在裂缝或腐蚀麻坑处取得良好的渗透效果和作用也会采用刷涂。刷涂的优点是刷子的摩擦作用有助于增加涂料的附着力，适用于常规维护和小部件的涂刷，但其工效低，涂膜不均匀，饰面效果较差。932）擦涂：用棉纱或棉花球蘸漆擦涂产品。一般用于涂装木器家具。3）刮涂：在经过干燥的底漆漆膜上刮涂腻子以获得平整表面的方法。4）浸涂将被涂制品放入涂料里浸渍后，将多余漆料滴尽而获得漆膜的方法。特点是操作简单、比较经济。缺点是被涂物上下的漆膜有厚度的差别，一般下面比上面的稍厚一些，并且形成的表面质量不高。适用于形状复杂的的被涂物或者其他产品单一颜色的底漆涂饰。945）喷涂喷涂用于大表面快速施工涂料及用于大多数涂料在几乎所有情况下达到最均匀施工的最好方法。喷涂设备主要有有气喷涂和无气喷涂。有气喷涂是涂料由压缩空气流雾化，随气流运送到表面上，空气和涂料由各自的通道进入喷枪，然后混合，再以限定的喷涂图形从喷气嘴喷出。无气喷涂是涂料不用压缩空气雾化，由通过喷枪的流体压力将涂