结合我这些年的工作经验,对机电产品常用材料和机电产品材质设计基本原则做个总结,希望对大家有所帮助。
黑色金属材料主要是铁和以铁为基的合金(如铸铁、钢及铁合金),通常统称为钢铁材料(以铁和碳为主要元素组成的铁基/合金材料),广义的黑色金属还包括锰、铬等及其合金。黑色金属材料是机电产品/机电工程中应用最广、用量最多的金属材料。
机电产品常用的非金属材料主要为高分子材料等,有天然高分子材料和合成高分子材料,包括塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料和高分子基复合材料等。
其中对于塑料,按物理化学性能来分,塑料可大致分为热塑性塑料盒热固性塑料。而如果按用途来划分,则可大致分为通用塑料和工程塑料等。通用塑料一般是指用量大、用途广、成型性好、价格低的塑料,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等;工程塑料有着良好的力学性能和尺寸稳定性,通常可用作工程结构的塑料,如ABS塑料、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺等。
按照性能和用途来分,橡胶分为通用橡胶和特种橡胶。通用橡胶的性能与天然橡胶相同或接近,其物理性能和加工性能较好,通常用来制造软管、密封件传送带等一般制品(此类橡胶如天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶);特种橡胶具有特殊性能,专供耐热、耐寒、耐非物理性腐蚀、耐溶剂、耐油、耐敷设等特殊性能要求使用的橡胶,如硅橡胶、氟橡胶、丁晴橡胶和聚氨酯橡胶等。
机电产品材质设计根本原则主要有主从原则、配比原则、功能性原则、以人为本原则、适合原则、工艺性原则、经济性原则和环保性原则等。
机电产品在材质设计上通常可先确定主要材质,再围绕主要材质根据特性和使用环境确定周围材质。材质设计的主从关系要求突出中心材质,主从分明。没有主从关系的材料设计,通常会使产品设计显得比较呆板和单调。机电产品的材质配色设计通常可考虑主从原则,使产品在视觉上显得生动或活力四射或稳重安全等。
配比原则实际上就是追求和谐的原则,这种追求多样统一的产品形式美是值得花点心思的。在机电产品材质的选择上,可以依据形式美法则对各部分材料来组织分配,注重整体与局部、局部与其他局部之间的关系,从而获得好的视觉印象。
功能性原则是机电产品材质设计必须要遵循的一项重要基础原则。在对机电产品做选材时,要从产品的使用功能方面出发,最大限度地考虑产品的使用环境和使用状态,分析产品载荷情况、受力状况、工作时候的温度和工作介质等,并最终确定机电产品对材料物理性能、化学性能、安全性能等方面的要求。实际上,别的产品也要遵循这基本的选材原则——功能性原则。
以人为本原则要求产品材质更看重设计的个性需求,更追求产品的人性化,用得舒心和安心,在设定应用场合下通过材质应用使产品更具有情感化因素。
各种材料都有自己的特性,包括其功能和价值。不同定位的产品,不同的消费对象、不同的使用环境,对机电产品材料的选择都有所影响。在产品材料的选择上,我们一般要利用适合原则,将具体产品、具体材料与具体消费对象的审美感觉结合起来一并考虑,做到选择正真适合的材料而不是功能过剩的材料,其目的是让材料的美观在目的消费者的眼中得到恰如其分的、淋漓尽致的体现。
对于机电产品材质设计,不是随便选择了几个材料就完事了,因为选择的材料要通得过加工工艺的考验,以及哪些生产的基本工艺才是最为合适的。产品的最终质量受材料加工工艺的影响很大,而材料本身的优劣又会影响到产品生产效率、生产所带来的成本和质量。第一代锤子手机刚出来时,生产良品率不高,结果导致错失了市场的大好时机。如果在进行机电产品设计的过程中忽略了材料的加工等方面的工艺性,那么很有一定的概率会导致产品在量产时出现很多问题,轻则影响外观美观,重则导致产品良品率不高,甚至导致产品无法顺利生成、使用和维修。
一般情况下,对于同样基本特性的几个材料,优先选择其中加工较为便利的材料。
实用、经济和美观是产品设计的三大基本要素,它们相互制约和影响。如果在材质选择上能做到这三大基本要素的平衡,那么该产品便具有较佳的经济性,也就是较佳的性价比。材料选择济性。材料的经济使用不是指一味地追求材料使用越少越好、越便宜越好,而是指使用最少的合适材料发挥最大的效用,追求在满足相同的功能要求下使用最经济的材料来达成。产品经济性不是单纯以材料价格高低来评价的,而是要从多方面来进行评价的。
机电产品也有环保性要求,环保材料的使用将会慢慢的重要,这是因为人们环保意识逐渐增强。要进入某个市场,通常会有相应的法规对机电产品的环保要求作出了规范条款,那么在进行机电产品设计时,选材就必须要满足这些环保要求。