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工业设计硕士论文

 论文栏目:工业设计     更新时间:2017-06-05 14:13:53

  工业设计教学模型制作课程的发展现状

  [内容摘要]本文简述了模型制作工艺的课程定位和模型制作方法的分类以及树脂模型翻制法的操作流程和注意事项,通过对教学现状的分析,总结出在教学过程中出现的问题,并针对这些问题从课程设置及实验室建设两个方面提出了改进措施。更多工业设计论文相关范文尽在九州论文发表网。

  [关键词]工业设计论文

  一、模型制作工艺课程定位

  《模型制作工艺》是工业设计专业的一门必修的专业基础课程,是表达设计理念和设计思维的一种重要方式,是工业设计学习过程中不可或缺的重要环节。通过模型制作工艺课程的学习,直观地将工业产品设计中的问题展现出来,使学生能够更加深入地理解设计意图、推敲产品形态与材料,把握好设计方向;同时,设计中的空间关系、比例关系以及体量关系也在模型制作的过程中被同学们学习、吸收,使后期工业产品设计效果更加完善。在《模型制作工艺》课程中,主要将重点放在两个方面:一方面是学生对材料的认知与学习。主要是为学生介绍模型制作中常用的材料以及各种材料的物理性质与化学性质;另一方面是模型制作的工艺。通过讲述理论知识、现场示范、学生动手实践三个环节,使学生不仅了解模型制作工艺,而且要熟练掌握模型的制作方法和程序,能够通过小组合作的形式自主完成模型的制作。

  二、模型的种类与制作方法

  模型的种类有很多种,在高校教学中一般是按照材料和用途两种依据来分类,按照材料分为石膏模型和树脂模型;按照用途,分为研讨模型和表现模型。在高校教学中,一般是运用树脂的材料来制作用于表现的模型。模型制作的方法除了受产品的造型特点影响以外,在很大程度上取决于选用的材料,因此模型制作的方法基本上是依据材料来分类的。在以上五种方法中,树脂模型翻制法因其材料加工难度低、对制作设备要求低、具有较高的可操作性而成为模型制作工艺课程教学中常用的方法,同时也是模型制作工艺课程教学中的重点和难点。其工艺流程如图2所示。树脂模型又叫玻璃钢模型,树脂这种材料具有成型快、质地坚硬、方便运输,表面工艺处理多样化的特点,也是工业、城市雕塑、城市建设中常用的一种材料。其制作工艺并不复杂,除打磨以外的工艺周期都较短。但是,树脂模型的制作要严格地按照制作流程,任何一个步骤的忽略都会给后续的工作带来无法弥补的损失和极大的困扰。树脂模型制作的第一步是塑造泥模,用黏土按照所做模型的大小、形态将泥模塑造完整。第二步是翻制石膏外模,为了保证开模时外模模面的完整性并减小脱模难度,在翻制石膏外模之前要在泥模表面涂抹一层隔离层,一般选用地板蜡、洗涤精、肥皂水等。然后按照模型的形态将外模分为若干块,接着用1∶1的比例融合好水与石膏,并在石膏凝固之前敷到泥模表面。在这一步要注意的细节是,首先在涂抹隔离层时,要保证泥模表面的每一个角落都要有隔离层覆盖。其次,具体将石膏外模分成几块要根据模型的具体形态来判断,原则是要保证关键面的完整性,将分型面避开产品模型的关键面;其次是要保证开模顺利;最后是要确保石膏外模厚度均匀,平均厚度达到8cm以上。外模翻制完成后,要进行的工作是开模,待石膏完全放热后,石膏外模强度达到一定程度,这时就可以将模型打开,并将泥模与石膏外模分离,分离后,泥模就失去了作用,石膏外模继续用来完成后续的工作。开模后,将外模内模面的表面清理干净,然后涂抹一层隔离层,将不饱和树脂按照一定的比例与石英粉、催化剂和固化剂融合,搅拌均匀后涂抹到石膏外模内部的模面上,中间夹上玻璃丝布起到固定形体、均匀分布树脂的作用。树脂经过与石英粉、催化剂、固化剂的结合,很快就会凝固成型,所以在树脂调配均匀后要迅速涂抹在模面上。在树脂的调配过程中要特别注意固化剂和催化剂对皮肤和衣物具有腐蚀性,在操作过程中一定要注意安全。待树脂凝固后,就要进行脱模,将石膏外模敲碎,就得到表面光滑、整洁的树脂模型。按照这种方法和步骤用每一块石膏外模翻制出树脂模型,然后用玻璃丝布与树脂在模型的内部进行贴合的方法将一块块树脂模型合到一起,完成合模工作。完成合模后,模型基本的形态就完成了,最后一个工艺就是模型表面效果处理。表面效果处理的第一步就是打磨,用砂纸等电动打磨工具将模型表面进行粗打磨。粗打磨后,用原子灰将模型表面缺失的部分和凹陷处修补平整。待原子灰干透凝固后,用细砂纸进行精细打磨,打磨到用手摸上去没有任何的刮擦的感觉就基本符合要求了。打磨完成的模型用喷漆等工艺完成表面装饰效果后最终的模型就制作完成了。

  三、实际教学中存在的问题

  经过笔者调查研究发现,国内大多数高校都在大二或大三阶段开设模型制作工艺课程,该课程作为设计构思立体呈现的重要方式之一,在教学中具有举足轻重的地位,它不仅仅是锻炼学生动手能力和实践能力的重要途径,也能极大地提升学生的学习兴趣。但是,在教学过程中由于种种实际问题的存在,在一定程度上制约了该课程的教学效果与良性发展。(一)教学场地限制。模型制作工艺课程在材料的选择上多采用石膏、黏土、树脂等工业材料,不适合在学生的设计教室进行教学与实践,故需要专门的工作室来完成教学、实践等相应的工作。大部分高校虽然都具有专门的模型制作的工作室,但是在工作室的水电配置上却缺乏一定的规划,水电供给设备位置固定且数量较少,很多工具无法连接电源,即使能够接上电源,工作室也会呈现出电线杂乱的现象,增加了工作室的安全隐患。同时,垃圾处理也成为教学场地建设中的一个重要难题。笔者走访国内不少高校,在工作室角落里或其周边或多或少都会堆着模型制作过程中产生的垃圾或者半成品。模型制作所用的材料往往是一次性产品,不能够回收利用,且用量及垃圾产生量较大,普通垃圾桶不能满足模型制作室的垃圾处理需求,若垃圾得不到有效地处理不但会影响环境美观,而且会污染环境。(二)课时安排及教学方法有待优化。随着教学改革的深入,学生的综合素质得到了越来越多的重视,许多课程的课时量被压缩,模型制作工艺课程也包括在内。课时的减少以及课程安排分散等弊病严重影响了模型制作工艺课程的教学效果。模型制作过程由于受材料特性的限制,导致其制作时间的把控非常严格,这一点尤其体现在石膏外模的翻制和树脂的铺浇工序上,因为石膏和树脂的凝固时间很短,所以必须在其凝固前完成相应工序。而模型后期的打磨过程是需要较长时间进行的,如果总是用碎片时间来进行,打磨工作就失去了连续性,可能在这次打磨的时候就忘记了上次打磨时出现的问题或者要修改的地方,降低了学习效率。除此之外,由于树脂模型制作工艺相对复杂,细节较多,往往一个小小的失误就将之前的工作全盘否定,必须从头再来。(三)教学设备及材料缺口大。模型制作工艺课程,一般是学院配备相应的设备机器,但是由于设备数量有限,学生只能分批、轮流使用,很多时间就浪费在了等待上。除此之外,学生做作业所需材料一般由学生自费购买,模型制作工艺复杂,所需要的材料种类多,数量大,花费较高,这对家庭经济困难的学生来说负担比较大。

  四、改进方法

  针对以上问题,提出几点对于模型制作工艺课程设置及实验室建设的改进建议。(一)规范教学场地。对于教学场地进行合理划分,划分为讨论区、干区、湿区、用电区。讨论区配备简易桌椅、白板、投影仪以及笔记本电脑,供师生们讨论方案,进行理论教学;干区用于学生进行不涉及水的手工操作;湿区相对于干区设立,用于大量用水的操作,如打泥浆、翻制石膏外模等工艺;用电区则是井然有序地安置多个插座,供学生们用手动电动工具进行模型表面打磨、钻孔、喷漆等工艺。另外还要设置好垃圾临时堆放区,以及在工作室之外的垃圾填埋区,对垃圾进行合理、环保的处理。除此之外,在教学场地的建设中要着重注意实验室的通风通道的设置,不饱和树脂等材料在使用过程中会挥发出一些有害气体,若工作室长时间得不到良好的通风会使学生产生头晕、恶心等不良反应。(二)优化课时安排和教学方法。将模型制作工艺课程归并为专业实践课程,课时集中安排二至三周的时间,让学生用固定的连续时间来完成模型制作工艺的学习并完成模型作业。集中的时间一是可以满足材料的特性,二是学生能够安心投入到课程的学习中,避免了由于课程安排不集中而来回更换工作服、更换课程教室的麻烦。同时教师在教学过程中应采用丰富的教学形式,透彻的讲解、展示制作过程,避免学生不断地返工,丧失积极性。(三)规范教学设备。合理增加设备数量,并安排专人管理工作室以及教学设备。同时划拨一定的经费补贴学生的材料购买费,一方面减少学生的经济压力;另一方面激发学生的学习兴趣。结语虽然在计算机技术蓬勃发展的背景下,计算机辅助设计、3D打印技术日渐成熟,但是模型制作工艺课程带给学生们对于材料的认知以及传统模型制作工艺的学习与传承是无法被替代的,因此,优化模型制作工艺课程设置和教学方法,加强工作室的建设、管理和使用工作依然迫在眉睫。

  参考文献:

  1.江湘芸.产品模型制作.北京理工大学出版社,2005

  2.袁晓红.油泥模型在汽车车身设计中的应用.上海汽车,2007

  3.郭爱莲,王海锋.工业设计模型制作实验室建设与管理探索.教育教学论坛,2013.4.

  4.杜镰.模型制作课程教学研究.中国现代教育装备,20095.王黎明,张颖.模型制作教学与学生专业素质培养.机电产品开发与创新,2009.3

  作者:呙智强 王亚楠 单位:山东科技大学

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