工业设计材料

工业设计材料（精选8篇）

工业设计材料 篇1

一、设计界面的涵义

界面的说法以往常见的是在人机工程学中。“人机界面”是指人机间相互施加影响的区域，凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机界面。“而设计艺术是研究人一物关系的学科，对象物所代表的不是简单的机器与设备，而是有广度与深度的物；这里的人也不是“生物人”，不能单纯地以人的生理特征进行分析。“人的尺度，既应有作为自然人的尺度，还应有作为社会人的尺度；既研究生理、心理、环境等对人的影响和效能，也研究人的文化、审美、价值观念等方面的要求和变化”。

设计的界面存在于人一物信息交流，甚至可以说，存在人物信息交流的一切领域都属于设计界面，它的内涵要素是极为广泛的。可将设计界面定义为设计中所面对、所分析的一切信息交互的总和，它反映着人一物之间的关系。

二、设计界面的存在美国学者赫伯特．A．西蒙提出：设计是人工物的内部环境(人工物自身的物质和组织)和外部环境(人工物的工作或使用环境)的接合。所以设计是把握人工物内部环境与外部环境接合的学科，这种接合是围绕人来进行的。“人”是设计界面的一个方面，是认识的主体和设计服务的对象，而作为对象的“物”则是设计界面的另一个方面。它是包含着对象实体、环境及信息的综合体，就如我们看见一件产品、一栋建筑，它带给人的不仅有使用的功能、材料的质地，也包含着对传统思考、文化理喻、科学观念等的认知。“任何一件作品的内容，都必须超出作品中所包含的那些个别物体的表象。”分析“物”也就分析了设计界面存在的多样性。

为了便于认识和分析设计界面，可将设计界面分类为：

1)功能性设计界面接受物的功能信息，操纵与控制物，同时也包括与生产的接口，即材料运用、科学技术的应用等等。这一界面反映着设计与人造物的协调作用。

2)情感性设计界面即物要传递感受给人，取得与人的感情共鸣。这种感受的信息传达存在着确定性与不确定性的统一。情感把握在于深入目标对象的使用者的感情，而不是个人的情感抒发。设计师“投入热情，不投入感情”，避免个人的任何主观臆断与个性的自由发挥。这—界面反映着设计与人的关系。

3)环境性设计界面外部环境因素对人的信息传递。任何一件或一个产品或平面视觉传达作品或室内外环境作品都不能脱离环境而存在，环境的物理条件与精神氛围是不可忽缺的界面因素。

应该说，设计界面是以功能性界面为基础，以环境性界面为前提，以情感性界面为重心而构成的，它们之间形成有机和系统的联系。

三、设计界面存在的方法论意义

当机械大工业发展起来的时候，如何有效操纵和控制产品或机械的问题导致了人机工程学。二战后，随着体力的简单劳动转向脑力的复杂劳动，人体工学也进一步地扩大到人的思维能力的设计方面，“使设计能够支持、解放、扩展人的脑力劳动”。在目前的知识经济时代，在满足了物质需求的情况下，人们追求自身个性的发展和情感诉求，设计必须要着重对人的情感需求进行考虑。设计因素复杂化导致设计评价标准困难化。一个个性化的设计作品能否被消费者所认同?新产品开发能不能被市场所接受?在目前，我国大部分企业实力还并不强大，设计开发失利承受力还不很强的情况下，如何系统地、有根据地认识、评价设计，使其符合市场，就需要对设计因素再认识。利用界面分析法，正是使设计因素条理化，避免将人作为“生物人”的片面和走出笼统地说“设计＝科学十艺术”的简单误区。

现代的人机工程学和消费心理学为设计提供了科学的依据，它们的成功就在于实验、调查和数理表述，是较为可系的。同样对设计艺术而言，进行设计界面的分析，也要有生理学、心理学、文化学、生物学、技术学学科基础。从理论上来说，它要直接建立在信息论和控制论的基础之上。相对于机械、电子设计和人机设计，以往人机界面设计把握了技术科学的认识和手段，忽视了人文科学观念与思想。它的界面设计只能存在于局部的思考范围内，只成为一个设计的阶段。

有人以功能论来评判设计。“功能决定形态”曾是20世纪上半叶的设计格言，它的提法是片面的。这是因为：第一，功能不是单一的，它包括使用功能、审美功能、社会功能、环境功能等。“过分追求单一的功能会导致将许多重要内容(装饰性、民族性、中间性)被排斥掉”。而且“有些内容并不是„功能‟的概念所能包括了的，更何况物质和精神的内容也并不是时时处处等质等量的融洽在一个统一体中，随产品的不同、时期的不同，它们各自的主次地位也随之变化”。在现今信息技术高度发展的时代，情感因素越来越成为设计的主要方面。物质意义上的功能在保持其基础地位的情况下，却日益不能代表情感诉求的表述；第二，按“形态服从功能”而设计的产品，对于不熟悉它的使用者来说是难以理解的，产品要为人们所理解，必须要借助公认的信码，即符号系统；第三，满足同一功能的产品形态本来就不是唯一的，象汽车等成熟的产品，换型计划等措施成为商品经济中日益不可避免的现象。社会经济发展到一定程度，才能出现设计的专业需求，而这时人们的基本物质需求已能满足，简单地以物质性功能来决定设计是不恰当的。

相反，设计界面体现了人一物交流信息的本质，也是设计艺术的内涵，它包括了设计的方方面面，明确了设计的目标与程序。

四、设计界面的分析

按照设计界面的三类划分，有助于考察设计界面的多种因素。当然，应该说设计界面的划分是不可能完全绝对的，三类界面之间有涵义上也可能交互与重叠，如宗教文化是一种环境性因素，但它带给信仰者的往往更多的却是宗教的情感因素。在这里环境性和情感性是不好区分的，但这并不妨碍不同分类之间所存在的实质性的差异。功能性界面

对功能性界面来说，它实现的是使用性内容，任何„件产品或内外环境或平面视觉传达作品，其存在的价值首要的是在于使用性，由使用性牵涉到多种功能因素的分析及实现功能的技术方法与材料运用。在这一方面，分析思维作为一种理性思维而存在。如果作为一种处理方式来设计产品，则这种产品会使多种特征性(如民族性、纯粹性)因素中性化，如果去除

产品商标，就很难认出是哪国的或哪个公司的产品。当然，这方面也说明了产品中存在着共同性因素，它使全人类能做出同样的反应。人的感觉和判断能力有着国际性的、客观性的特征。

功能性界面设计要建立在符号学的基础上。国际符号学会对符号学所下定义是：符号是关于信号标志系统(即通过某种渠道传递信息的系统)的理论，它研究自然符号系统和人造符号系统的特征。广义的说，能够代表其他事物的东西都是符号，如字母、数字、仪式、意识、动作等，最复杂的一种符号系统可能就是语言。设计功能界面，不可避免地要让使用者明白功能操作。每一操作对人来说应是符合思维逻辑的，是人性的，而对机械、电子来说则应是准确的、确定无疑的，这双方的信息传递是功能界面的核心内涵。情感性界面

一个家庭装饰要赋予人家居的温馨，一副平面作品要以情动人，一件宗教器具要体现信仰者的虔诚。其实任何一件产品或作品只有与人的情感产生共鸣才能为人所接受，“敝帚自珍”正体现着人的感情寄托，也体现着设计作品的魅力所在。

现代符号学的发展也日益这一领域开拓，以努力使这种不确定性得到压缩，部分加强理性化成分。符号学逐渐应用于民俗学、神话学、宗教学、广告学等领域，如日本符号学界把符号学用于认识论研究，考察认识知觉、认识过程的符号学问题。同时，符号学还用于分析利用人体感官进行的交际，并将音乐、舞蹈、服装、装饰等都作为符号系统加以分析研究，这都为设计艺术提供了宝贵与有借鉴价值的情感界面设计方法与技术手段。环境性界面

任何的设计都要与环境因素相联系，它包括社会、政治和文化等综合领域。处于外界环境之中，“是以社会群体而不是以个体为基础的”，所以环境性因素一般处于非受控与难以预见的变化状态。

联系到设计的历史，我们可以利用艺术社会学的观点去认识各时期的设计潮流。18世纪起，西方一批美学家已注意到艺术创造与审美趣味深受地理、气候、民族、历史条件等环境因素的影响。法国实证主义哲学家孔德指出：“文学艺术是人的创造物，原则上是由创造它的人所处的环境条件决定。”法国文艺理论家丹纳认为“物质文明与精神文明的性质面貌都取决于种族、环境、时代三大因素”。无论是工艺美术运动、包豪斯现代主义或20世纪80年代的反设计，现代的多元化，“游牧主义”(Nemadism)都反映着环境因素的影响。

环境性界面设计所涵盖的因素是极为广泛的，它包括有政治、历史、经济、文化、科技、民族等，这方面的界面设计正体现了设计艺术的社会性。

以上说明了设计艺术界面存在的特征因素，说明在理性与非理性上都存在明确、合理、有规则、有根据的认识方法与手段。

成功的作品都是完善地处理了这三个界面的结晶。如贝聿铭设计的卢浮宫扩建工程，功能性处理得很好，没有屈从于形式而损害功能；但同时又通过新材料及形式反映新的时代性特征及美学倾向，这是环境性界面处理的典范；人们观看卢浮宫，不是回到古代，而是以新的价值观去重新审视、欣赏，它的三角形外观符合了人们的心理期望，这是情感性界面处理的极致。

五、设计界面的运用原则

1)合理性原则，即保证在系统设计基础上的合理与明确。

任何的设计都既要有定性也要有定量的分析，是理性与感性思维相结合。努力减少非理性因素，而以定量优化、提高为基础。设计不应人云亦云，一定要在正确、系统的事实和数据的基础上，进行严密地理论分析，能以理服人、以情感人。

2)动态性原则，即要有四维空间或五维空间的运作观念。一件作品不仅是二维的平面或三绝的立体，也要有时间与空间的变换，情感与思维认识的演变等多维因素。

3)多样化原则，即设计因素多样化考虑。当前越来越多的专业调查人员与公司出现，为设计带来丰富的资料和依据。但是，如何获取有效信息，如何分析设计信息实际上是一个要有创造性思维与方法的过程体系。

4)交互性原则，即界面设计强调交互过程。一方面是物的信息传达，另一方面是人的接受与反馈，对任何物的信息都能动地认识与把握。

5)共通性原则，即把握三类界面的协调统一，功能、情感、环境不能孤立而存在。

六、设计界面的应用方法

设计界面所包含的因素是极为广泛的，但在运用中却只能有侧重、有强调的把握。设计因素虽多，但它仍是一个不可分割的整体。它的结果是物化的形，但这个形却是代表了时代、民族等方面的意识，并最终反映出人的“美”的心理活动。

设计界面的运用，核心是设计分析。在一些国际性的大公司，如索尼、松下、柯尼卡等，都有许多的成功案例可为借鉴。如柯尼卡公司设计其相机时，首先不是去绘制“美”的形和考虑技术的进步，而是进行对象人的日常行为分析，作出故事版(STORY)。它先假定对象人的年龄为35岁，名：Xxxx，从而分析他的家庭、喜好与憎恶，分析他的日常行为，进而考察其人在什么场合需要僚机，从而为设计提供概念(CONCEPT)与目标(TARGET)，进行设计。经过分觯 杓剖τ辛嗣魅返母拍钣肽勘辏 ⑺嫘畔⒌慕换ゲ 舜丛炝Α?

另一方面，设计师自身对社会环境也要进行深入的认识与考察，对设计的作品取向有明晰的认识：是否符合人们的消费预期?是否能感受到人们的审美知觉?日本设计师佐野邦雄先生曾作一图——生活的变迁与设计师的课题，将日本及世界上某些非常有影响性的事件，如技术的进步、企业的发展等等都进行了归纳，进而对设计有了深入的认识与感悟。

工业设计材料 篇2

作为一家全球领先的、以创新和可持续发展为己任的材料公司, 拜耳材料科技还积极为“绿色奥运”贡献力量, 将其高科技涂料解决方案运用到国家体育场“鸟巢”以及国家游泳中心“水立方”中。另外, 拜耳材料科技的聚碳酸酯板材还用于沈阳和天津的体育馆及青岛的帆船中心, 聚氨酯隔热系统应用在上海同济大学文远楼的改建项目及唐山居民楼的改建工程等项目。

除了材料的绿色应用外, 拜耳材料科技还在上海的一体化生产基地率先引入了先进的生产技术, 以减少二氧化碳的排放并降低能耗, 如在TDI生产线上使用了光气工艺流程的世界级工厂, 能够减少80%的溶剂用量及40%的能量损耗。另一个创新的生产工艺是用在TDI和MDI生产线上的氧气去阴极化技术, 相比原来的工艺, 该技术能够节约30%的能耗。

不同材料的艺术工业设计探究 篇3

摘 要：本文以艺术工业设计为主题，探讨不同材料的艺术工业设计问题。首先结合现阶段制造业发展的情况对艺术工业设计方面的概况进行了简要概述；主要分析了材料的种类，透过对材料、产品、设计间的关系的理解解析了不同材料在艺术工业设计中的功能、作用、价值体现；并以此为基础，从工业发展的角度探讨了提升工业艺术设计的方法。

关键词：材料；艺术工业；设计；探究

随着全球经济普遍低迷，美国、法国、德国、日本等发达国家提出了工业再生计划与工业4.0计划。目前，已经获得了初步成功，但是在界定方面依然停留于理解阶段，未给出具体的说明，但大体上是指智能化、人—机互动、个体消费等倾向的发展。在这种工业发展浪潮之下，艺术工业设计就被推到了风口浪尖，也引起了世界范围内的重视，作为工业产品的第一个重要生产环节，应该对其具有前瞻性的认知与更为深刻的洞察，才能更好地为其发展提供更多的支持。

0 概述

在艺术工业设计中，主要是从造型的角度，通过材料在时空中的位置、表现等创造某件产品，从而对人的心理产生影响，使其通过艺术来感受到一种“艺术形而上学的审美”现象的存在（参看尼采《悲剧的诞生》）；具体可以包括工业造型设计、产品工程设计或技术设计，二者间的区别在于，前者针对人造物—人的关系，后者针对物—物的关系；由于在这种艺术工业设计之中，通常都需要透过材料来进行思考、表现、显现、创造；因此，以下就从材料主体的角度简要分析不同材料与艺术工业设计方面的问题。

1 分析材料

从材料分类来看，在工业产品中，通常大的分类有塑料材质、金属材质、陶瓷材质；不同的材料种类对应不同的产品，因此可以看到不同材料、不同产品对于艺术工业设计方面的制约性、规定性与范围界定。为了更好地突出主题，以下只对这三种材质的材料进行简要的说明，并选取常见的几种进行简要分析。

首先，塑料材质材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙乙烯、聚甲基丙烯酸四酯、乙酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯材料、聚丙乙烯、聚甲基丙烯酸四酯、乙酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙稀硅树脂聚合物、聚碳酸酯、酚醛塑酯、聚苯乙烯、人造橡胶等。

例如，以苹果电脑为例，它所采用的就是聚碳酸酯，以注铸工艺完成，它的特性在于色彩清晰度高、加工简单、抗撞击、耐高温等，突出的防辐射、耐用性以及可回收环保等特点，完全体现出新工业时代的特征；除了这些，它还被广泛用于厨房用具、玻璃窗、眼镜、头盔等方面；再如，平时所穿的运动鞋、所用的避孕套、轮胎等工业制成品都以人造橡胶材料为主。它充分地体现了耐摩性、抗拉性，以及延展性等。

其次，金属材质的材料包括铸铁、不锈钢、铜、铝、锌、镁、铬、钛等。

例如，以铸铁为例，通常道路中所应用的下水井盖就由它铸成，结实、耐压，而且通过对其颜色的表现，与马路比较适合，且能够在马路中凸显圆形的特征，易于识别；再如，最为常见的铝、铜、不锈钢就多用于餐具、电缆电线、门窗、手机壳、电脑壳等最为常见的用品用具之中。其中，不锈钢材料，以其金属性给人非常舒适、牢靠、美观、干净的感受，在工业制成品中的用途也比较广泛。

再者，陶瓷材质的材料包括瓷、骨瓷、氮化硅、石英、石墨、氮化硼、氧化锆等。

例如，通常的陶瓷材质多用于碗、碟、茶杯等家用器具方面，与人们的生活最为贴近。从大的方面来看，目前我国的陶瓷技术已经发展到了航天工业之中，而且其耐高温的特性再一次证明了它的优越性；再如，石墨的用途就可以从铅笔、电池中得到最为恰当的理解，还有被称为“万能材料”的石英，其用途也非常广泛。

2 不同材料的艺术工业设计探究

通过上面的分析可以看出，材料的材质、材料特性、用途、加工工艺等可以更好地表现出材料的功能价值，但这一切也有赖于艺术工业品的设计方向。因此，从这个角度理解，艺术工业品的设计决定着采用哪类材料；而不同材料的属性也最能满足设计的要求；最典型的例子就是苹果手机，乔布斯以其天才般的创意，将各种材料集成在一个手机之上，创造了新的工业产品生产模式，也更好地将艺术工业设计的完美性，通过不同材料的合成对其设计进行了完善；从此可以看出，材料与设计是一个互相完善的关系。

另一方面，随着工业技术的不断创新，以上材料的功能也会逐渐扩展。因而，从这方面来看，材料在艺术工业设计方面的应用依然前景无限；但要提高艺术工业设计的水平，还应该注重材料与其他要素的联合。

例如，在工业产品的生产中，要求经过产品设计、原材料采购、加工、包装、运输、分销六大环节。而整个产业链中，产品设计占的利润率最高，而材料投入的成本最大，所以，二者所占比重最大。因此，想要提高产品的利润，就需要不断开展材料的研究、设计的创新，并对二者间的构成关系进行具体解构、分析、组合，才能更好地提升产品的整体功能，从而透过设计创新与材料对应性的提高，达到艺术工业产品整体质量的完善。

3 结语

在艺术工业设计之中，对于不同材料的应用理解，应该结合新的时代精神，从可持续发展的角度、消费者体验的角度对其展开探讨；另一方面，艺术工业设计的研究应该放在工业发展的产业链中，突出其重要性，认知到其真正在产品功能体现方面的价值；另外，应该坚持与时俱进、因时制宜，在注重材料的同时，也应该从比较优势方面，认识到消费者需求方面的市场导向；只有在全新的眼光之下，才能更好地将不同材料在艺术工业设计中的功能性特征发挥得淋漓尽致。

作者简介：侯雨辰（1996—），男，辽宁沈阳人，沈阳理工大学学生。

陈治明（1996—），男，四川巴中人，沈阳理工大学学生。

游艇的材料设计 篇4

1简介

在奥运会和众多赛事中，赛艇是开展最早的运动项目之一。以1%秒为计时单位的赛艇比赛对船品技术含量要求严格。赛艇在水中前进，必须克服水的巨大阻力。而外形与材质起到至关重要的作用。经过数百年的发展，赛艇的外形已经越来越趋于流线化，座舱设计除了能容纳运动员外，几乎没有多余的空间。在材质方面，也由木质发展到后来的玻璃钢，再发展到今天的航空复合材料，这种复合材料制成的艇身，既轻便又坚固，是目前造艇科技的最高水平。

先进复合材料性能优异，既可大幅度减重结构材料，又兼有高耐腐蚀的特点，因此在顶级赛艇上有广泛的应用前景。应用的部位包括：船体、甲板、座舱结构、船舵等。制造过程中会大量采用RTM技术，特别是SCRIMP，即西曼复合材料树脂熔塑成形法，大规模整体成形，并多用夹层结构，芯材可用蜂窝或闭孔泡沫材料。

当今，优秀的顶级赛艇制造商已经通过不断的创新提升材料质量和耐久性，和先进的流水线生产确保了高效的生产效率和成本的降低。他们的成就包括：

• 将先进复合材料引入船舶结构应用中；

• 将复合材料引入整体承载结构生产赛艇船体外壳； • 引进高性能预浸料，用以保护船厂环境。

船用复合材料种类繁多，且被广泛运用于各种船艇的制造上。随着亚洲及中国造船业的发展，船用复合材料发展将会十分迅速，国内企业应开展科技创新工作，积极研发新产品、新技术，以增强自身竞争力。

尽管受到金融危机的影响，亚洲造船业发展仍然十分迅速，这将给亚洲船用复合材料行业的增长带来强大的动力。日前，致力推动复合材料行业发展的法国JEC集团总裁兼首席执行官弗德瑞克米泰尔表示，虽然目前船用复合材料产量只占亚洲复合材料总产量的1%，约为2.7万吨，但随着亚洲尤其是中国造船业的发展，船用复合材料市场将有着巨大的发展潜力，船用复合材料产量的增长速度也将会十分迅速。JEC集团最新统计数据显示，复合材料行业的重心已经从北美洲和欧洲向亚洲转移，目前亚洲复合材料年产量为270万吨，年产值已经超过了180亿欧元；到2013年，亚洲将会占据世界复合材料市场51％的份额，中国将占据世界复合资料市场43％的份额；2015年，亚洲复合材料的产量有望达到1000万吨，船用复合材料的产量也将随之上升。据弗德瑞克米泰尔介绍，船用复合材料目前种类繁多，而且被广泛应用于各种船艇的建造上，比如船体制造中所用的复合板，船舶内饰中用到的玻璃纤维及木质复合材料，渔船、游艇、双体船等一般采用玻璃纤维增强材料制造，船内厨房、卫生间等设施采用一体化复合板，一些高科技的复合材料被应用在海岸巡逻艇建造上。此外，越来越多的船用复合材料被应用在海港设备、码头、桩柱、格栏以及海上工厂等海岸线装备制造中。国家玻璃钢制品质量监督检验中心副主任张林文也强调，船用复合材料的使用范围很广。与铁、铝等材料相比，船用复合材料具有重量轻、强度高的优点，这可以大大减少船舶在航行中使用的燃料，从而减少二氧化碳的排放量。比如，将凯夫拉纤维与玻璃纤维制成混合增强材料用在对强度要求较高的高速船船体上，能使船体重量减少12%，而且完全可以满足其强度要求。此外，船用复合材料在耐腐蚀性、耐候性、抗疲劳性、压缩度和弯曲度方面也有良好的表现。

虽然亚洲船用复合材料市场的应用潜力巨大，但业界一致认为，亚洲制造商在生产技术上仍需要继续改进。比如，亚洲较多采用人工操作的方式生产复合材料，据统计，亚洲目前约有31％的复合材料是通过手工糊制工艺完成的，这可能会对工人造成伤害。针对这些问题，弗德瑞克米泰尔表示，JEC集团将采用多种形式推广轻型树脂传递模塑成型工艺、纤维缠绕成型工艺等最新工艺技术，这些工艺技术在提高产品质量的同时，也有助于改善生产环境。此外，在2010年JEC国际复合材料亚洲展等各类复合材料展会上，JEC集团还会举办技术会议，介绍复合材料最新、最尖端的技术及应用情况，并组织商务会议，为亚洲复合材料设备供应商和制造商提供交流平台。

就中国船用复合材料市场的发展状况而言，专家认为，随着中国造船业尤其是游艇产业的发展，中国船用复合材料行业发展将会十分迅速，但与欧美等国家相比还有较大差距。因此，目前，国内船用复合材料生产企业应重视技术创新，大力研发低成本纤维技术、低成本树脂技术、低成本预浸料技术、自动纤维铺放技术，使复合材料向低成本化方向发展，增强自身的竞争力；企业在生产方面应多采取设计制造一体化技术，采用全新的设计理念和手段，提高制造过程的信息化水平，将设计和制造进一步融为一体，加快产品研制进度，提高质量，降低成本。

此外，目前许多国家已经针对复合材料制定了严格的环保标准，对此，企业应该开展对复合材料制造和使用过程中产生废弃物的回收处理和综合利用的研究工作，如开发新型低排放、易回收或可降解的原料，复合材料的回收利用技术等，顺应当前低碳经济的发展潮流，实现该行业的可持续发展。

2国外游艇情况

2.1日本

日本复合材料船艇发展很快，用玻璃钢制作的船艇可用作多种用途，造型更是各显所能，可谓千姿百态。

“浮城路”高速艇，用于濑户内海的高稳定性巡航船，1985年10月由日本三菱重工业公司研制成功。该船船体总长12.7米，宽5.4米，高1.8米，总吨位17吨，载客定员12名。“浮城号”即使在海浪中，船舱也不会摇晃。这种优点来自其独特的船体结构─客舱与主船体分离，客舱位于装有缓冲装置和油压控制装置的主船体上。缓冲装置可以吸收高速航行产生的冲击加速度，由计算机控制的油压气缸伸缩能吸收航行中的船体摇动(包括纵向、横向及上下摇动)，客舱从而可以保持平稳。这种般体设计构思，在世界上尚属于首创。

“新开6500”深潜考察船，1989年1月由日本海洋科学技术中心和三菱重工业公司神户造船厂共同研制而成。该船船体总长9.5米，宽2.7米，高3.2米，地面重量为25吨。船体外壳采用T级玻璃纤维增强塑料，由24块外层涂有胶衣、内有加强筋厚度为4毫米的镶板组成。船内的压舱水箱，采用碳纤维增强塑料制品总重约630公斤。高强度浮力材料采用特殊玻璃纤维与环氧树脂制成，比重为0.536的复合泡沫塑料，重量约为7.4吨(13.8m3)。船体外壳的成型和加工，由昭和高分子公司承担。

“音乐2号”高速滑翔艇，是供2人乘坐的海上娱乐用冲压翼型滑翔艇。1990年2月由日本三菱重工业公司研制而成。船体总长5.95米，宽4.32米,高2.65米，功率为64匹马力，重2660米。它由一个大翼形成艇体和船翼，船翼由特殊织物粘结在铝管骨架上构成，翼下部和船舱都用玻璃钢制成，最高时速可达85公里。当时速超过50公里，翼内充气产生的空气压，将艇体推出水面约50公分时就可以开始滑翔。这种新型艇具有可以低速离水，以及离水面高度较高等优点。

“水.海豚”号气垫船，1990年3月由日本长崎县壳新材料应用技术开发协会研制，分单体型和双体型两种。前者长4.95米，宽2.36米，重400公斤；后者长6.5米，宽2.21米，重400公斤。其时速均可达到20海里。单体型船体采用芳纶纤维增强塑料，双体型船体为以聚氨酯泡沫塑料为芯材的碳纤维增强塑料夹层结构。“水.海豚”号具有以下特点：船体尾部装有螺旋浆；航行与水深无关；不受水草、海藻等植物的影响；航行平稳性超群；上岸不必使用拖车；短距离内可以无水航行。

“第三金丸”号客船，由新日本海运公司建造，自1990年7月起投入濑户内海旅游航线。该船船体全长32米，宽7米，高2.5米，总吨位152吨，载客定量303人，航速为16海里/小时。“第三金丸”号为纵向全加强盘结构，其筋骨及隔板加强筋采用箱型结构，以聚氨酯泡沫塑料为芯材；甲板梁亦采用箱型结构，以聚氨酯及柳安木为芯材。船体外板、壁板、上甲板，则均采用了玻璃钢单板。

2、美国

目前，Zyvex Performance Materials公司（ZPM）推出了一种用于船艇建造的新型复合材料——碳纳米管增强预浸料(Arovex)，用这种材料制作的新船（540SE），目的是作为一个技术展示，表明未来的船只时，有能力用新的纳米材料来建造。

这艘用Arovex建造的船长54英尺（16.47米），重量却不到8000磅（3632kg），船上设备齐全。这相对玻璃纤维复合材料的船艇重量减轻了75%，相对碳纤维复合材料船艇重量减轻了33%。大幅度减轻船体重量使船仅需要75％的马力，大大减少排放量，并扩大它的航行范围。由于它极轻的重量，使这条船有非高的效率，并提供前所未有的燃油经济性和低、中等巡航速度。

3游艇的GRP材料

日前从中国工业防腐蚀技术协会了解到，在海洋产业“十二五”规划中，我国有关部门将对海洋工程结构腐蚀的控制技术做进一步的深化研发和扩展，新型防腐技术和新型复合材料将成为海洋工程结构的安全卫士。

中国工业防腐蚀技术协会的调查数据显示，因海洋环境腐蚀条件苛刻，我国部分地区水工、港工工程腐蚀情况较为严重，如华南地区18座海岸码头、引桥使用7～25年，腐蚀破坏占89%；国内22座使用年限在7～15年的混凝土水闸，腐蚀破坏占56%；使用年限在23年的61座混凝土水闸，腐蚀破坏占87%。中国不饱和聚酯树脂行业协会副秘书长赵鸿汉表示，玻璃钢材料作为轻质高强耐腐蚀材料，早在数十年前就进入海洋防腐工程，如环氧乙烯基树脂基玻璃钢防腐内衬、罐管、格栅、飞溅区FRP(玻璃纤维增强塑料即玻璃钢材料)包覆阴极保护、拉缠FRP筋条等，早已进入港口码台，海洋平台及一系列海洋防腐工程。但按当前国家海洋工程建设的要求，国内FRP海洋防腐材料整体进入工程远远不够。目前，靠近我国沿海的珠三角、长三角、环渤海湾城市群的玻璃钢企业要积极抓住海工防腐工程大发展的契机，努力查询欧美市场的经典案例和标准规范，主动与有关科研院所加强合作，推进国内防腐蚀玻璃钢材料和制品的深入应用。

玻璃钢的学名为玻璃纤维增强塑料，英文缩写GRP，既Glass Reinforced Plastic。

1.优点：质轻高强，对减轻结构重量有较大潜力，特别适用于限制重量的高性能船舶和赛艇。耐腐蚀、抗海生物附着，比传统的造船材料更适合在海洋环境中使用。介电性和微波穿透性好，适用于军用舰艇。能吸收高能量，冲击韧性好，船舶不易因一般的碰撞、挤压而损坏。导热系数低，隔热性好。

船体表面能达到镜面光滑，色彩多样，特别是建造结构复杂、款式多样、外形美观的游艇。可设计性好，能按船舶结构各部位的不同要求，通过选材、铺层研究和结构选型实现优化设计。整体性好，可以做到整个船体无接缝和缝隙。船体成型简便，比钢质、木质船省工，且批量生产性特别好，降低造价的潜力很大。维修保养方便，维修费比钢质、铝质和木质船少的多，全寿命期的经济性能好。

2.缺点：受刚性模量低和受成型技术等的限制，尚不能建造太大的舰船，加之原料价格较贵，在整个造船材料中的用量仍较少。

3.特性：玻璃钢固化后具有收缩的特性。

4.要求：温度15至30℃；湿度40%至60%，不超过65%；考虑通风、集尘、避光直射等。

玻璃钢/复合材料的力学性能具有明显的方向性,玻璃钢等人造的复合材料还可以人为地变化纤维方向和数量来达到某种特定的强度要求。例如，我们采用“1:1 ”玻璃布（指经向纤维和纬向纤维量为“1:1”）制造的玻璃钢，其经向和纬向强度几乎是相等的。但在其它方向上强度则较低，如在45°方向上强度比经、纬向强度1/2还要低。

值得注意的是人们常常有一种误解，认为资料中所列举的强度数据就是实际构件的强度数据。其实这两者截然不同，差异较大。例如手糊聚酯玻璃钢板，小试件抗伸强度可达200-250MPa，而在同样原材料的3m*9m的大型构件上取下一块试样，它的抗伸强度只有100MPa。这是因为两者的制造操作条件不同，大块板工艺条件不如小试件那样理想。因此，在采用各类资料、书籍所给出的强度数据时，一定要注意你所设计的构件工艺制造条件和一般小试件之间的差异，否则将会出现问题。

此外，还要注意玻璃钢/复合材料层间强度和弹性模量低的特点。层间是薄弱环节，因为层间没有增强纤维，所以它的层间剪切和层间抗伸强度都较低，充其量也只是树脂本身的强度。这个特点告诫人们在设计和制造玻璃钢制品时，除工艺制造时尽量使布层间粘牢外，设计上应使层间应力降到最低，防止层间破坏情况出现。例如，306#聚酯玻璃钢的层间剪切强度只有8.9-26MPa层间抗伸强度还要低些。

玻璃钢的弹性模量比木材大2倍，但比一般结构钢小10倍。因此，在玻璃钢结构中，常感刚性不足，会出现较大的变形。为了改善这一缺点，可采用夹层结构，亦可通过应用高模量纤维或中空纤维等来解决。可以看成： FRP刚性＞优质木材≈竹材。

比强度（材料的抗拉强度与材料的比重之比）：即单位密度下的拉伸强度，也就是材料的抗拉强度与密度之比，用以说明其轻质高强的程度。玻璃钢密度介于1.5～2.0之间，只有普通碳钢的1/4～1/5比轻金属铝还要轻1/3左右，而机械强度却很高，某些方面甚至能接近普通碳钢的水平。例如某些环氧玻璃钢，其拉伸、弯曲和压缩强复均达到400MPa以上。按比强度计算，玻璃钢不仅大大超过普通碳钢，而且可达到和超过某些特殊合金钢的水平。

4各国GFRP（玻璃纤维增强塑料，即玻璃钢）使用情况简述

由于 GFRP 具有传统造船材料所无法比拟的优点，故倍受造船界的重视。经多年的开发应用，已成为一种重要的船用材料。但因其弹性模量低和受成型技术等的限制，尚不能建造太大的舰船，加之价格较贵，故在整个造船工业中的用量比钢材少。

自40 年代中期第一艘 GFRP 船问世以来，世界各国相继开始研制各种 GFRP 船舶，25 年间 CM 船舶开发的业绩超过了钢质船舶近一个世纪的发展历程，尤其是美、英、日、意等国迄 今仍保持强劲的势头。美国的 GFRP 造船量居世界首位；日本 1993 年 GFRP 渔船的数量已超过32 万艘，GFRP 游艇则超过了20 万艘；据统计英国 20 米以下的船有 80 ％是采用 GFRP 制 造，而且还批量建造了世界上最大的 GFRP 反水雷舰；意大利和瑞典也分别建成了各具特色的新颖硬壳式和夹层结构的大型 GFRP 猎扫雷舰。中国从 1958 年开始试制 GFRP 船，迄今 也已制造了数以万计的各种GFRP 船艇。下面对一些主要国家GFRP 船艇产品的研制和开发情况作一概述。

1.美国

美国是使用CM 最早和最多的国家，40年代初就宣告GFRP 研制成功。1946年美国海军建成了长 8.53 米的世界第一艘聚酯 GFRP 艇，拉开了CM造船的序幕。1954年前后，美国的手糊成型工艺日趋成熟，即开始开发 GFRP 游艇，次年就大量生产游艇、帆船等船艇。1956 年美国建造了2艘不同结构形式的小型扫雷艇，开始了GFRP 在扫雷艇中的应用研究，美国迄今最大的 CM 舰船是于 1991 年建成的 Osprey 号。美国还造了许多GFRP 游艇，最大的长达 44 米。1966 年美国开始批量生产大型渔船，1979 年就建造了390 艘。

2.英国

英国它的造船工业是最早使用 GFRP 的部门，1962 年英国船舶登记局颁布了劳氏船级社关于 6 ～ 36 米长 GFRP 船的技术规范。英国不仅是大型 GFRP 反水雷舰艇的先驱国家，它在CM 高速艇的研制技术方面也属世界一流水平，建造了不少军用高速艇 , 它还研制了航速 很高的轻型气垫船和横渡英吉利海峡的HM-2 型气垫渡船。

3.意大利

意大利意大利的GFRP 游艇工业不仅发展较早，而且技术非常先进。它是欧洲制造35 米以上大型豪华游艇的中心之一，除了采用玻璃纤维外，还使用芳纶纤维和碳纤维增强，以提高游艇的性能。

4.瑞典

瑞典也很注重GFRP 在船艇中的应用。应该指出的是，瑞典的夹层结构CM 技术堪称世界 一流，80 年代中期澳大利亚的２艘 Bay 级双体猎雷艇就是引进瑞典夹层结构技术建成的。瑞典的夹层结构技术还用于建造了不少高速军用艇和巡逻艇，如TV171、TV172 和 CG27 型海岸巡逻艇。值得一提的是，瑞典在1991 年研制成世界第一艘CM 隐形试验艇 “斯迈杰”号，该艇集先进CM 技术、夹层结构技术、隐身技术及双体气垫技术于一体，实属舰船中的高科技产品。

5.日本

日本的GFRP 工业始于50 年代，经40 多年的发展，其GFRP 产量已跃居世界第2 位。在船艇方面的CM 主要用于渔船，仅海洋机动渔船的用量就占 76.3 ％。日本的高性能碳纤 维的研制水平及生产能力均居世界前列，主要用于高性能船舶、赛艇及豪华游艇。日本的第一艘 GFRP 船建于 1953 年，60 年代初 GFRP 游艇得到很大发展，成为美国游艇承包建造 基地，为建造 GFRP 渔船和大型艇奠定了基础。60 年代末开始大量生产 16 ～ 18 米高速作业船、装载船、救生艇、渔业监督船及高速客船。整个70 年代是日本GFRP 渔船大发展的时 期，平均每年增加1.8 万艘，且向大型化发展，吨位达到 99 吨。至1993 年GFRP 渔船已有32.77 万艘，占机动渔船的84.5 ％。

6.中国

中国GFRP 在中国出现后不久，第一艘聚酯GFRP 工作艇于1958 年在上海诞生。次年，北京也研制出环氧 GFRP 汽艇。这 2 条艇分别从南方和北方拉开了中国GFRP 造船的序幕。经过近40 年的研制和开发，业已建造了大小不一的百余种型号GFRP 船艇，其中最大的为总 长近39 米的扫雷艇；高速滑行艇的代表为 982 型边防巡逻艇，已造了 200 多艘；渔船则以 80 年代中后期批量建造的总长近20 米的海洋渔船为代表，其多数被派往南太平洋进行远 洋捕捞作业；典型的游艇为 52 英尺（16 米）豪华游艇；自 1992 年中国在蛇口召开第二届 国际高性能船舶会议以来，广东地区掀起研制 CM 高速客船的热潮，先后研制了40 ～ 100 客位单体高速船，1995 年还建成160 客和225 客高速双体气垫船，并与法国合作开发了双 体机动帆艇，最近正在研制航速高达80 公里 / 小时的CM 水翼艇。

据不完全统计，中国（不包括台湾省）GFRP 的年产量约为 23.5 万吨，已形成数百家 GFRP 造船厂和制品厂，GFRP 船艇的年生产能力约为 7000 ～ 8000 艘。值得注意的是，在这众多 的 GFRP 船舶中，近年来已出现一批或正在开发几型尺度较大、技术要求较高的高性能船 舶。特别是国家科委决定将《大型 GFRP 渔船的研制及产业化》项目列入国家重点科技攻 关计划，这将有力地推动中国船舶中数量最多的渔船之 GFRP 化的进程，从而将促进 GFRP/CM 工业和 GFRP 造船业的发展。

中国台湾省的 GFRP 造船业始于 60 年代中，1966 年年用量仅 360 吨，1988 年以来平均增长率为 10.9 ％，到 1988 年 GFRP 年用量已超过 40000 吨。台湾的船用树脂和玻璃纤维已有多 家厂商获得英国劳氏船级社的证书。自 1965 年从国外引进 GFRP 造船技术，使游艇生产走 向专业化和现代化。经过 10 年努力，至 1975 年 GFRP 游艇已成为重要的出口产品。台湾早 在 1968 年就开始试制渔船，初期主要生产 2 吨以下的小型渔船和 GFRP 包覆木质渔船，以 后逐渐建造较大的渔船。总之，台湾省的 GFRP 游艇和渔船都比大陆的起步早，发展快，特别是游艇的质量和数量上尤其突出。

5复合材料艇体耐用性分析

目前大多数现成游艇都是用聚酯树脂作粘接剂，用玻璃纤维增强的复合结构。这种艇使用期长，不易磨损，价格相对而言并不贵，而且维修简单。通常这种现成的艇采用手糊法成型，按大小不同，厚度从3/16英寸到1/2英寸不等。形状也是多种多样的，有泡沫塑料夹芯结构，轻木夹芯的，聚氧乙烯夹芯的和木芯的双层壳艇体。小些的艇体其夹芯部分就有足够的浮力，支撑着游艇而不会沉入海底。但是在较大的艇上就不行了。

夹芯减少了实心玻璃纤维艇体所具有的共振传声特性，使较薄的艇壳增加了硬度，并有可能减轻重量。由于这种结构需要大量的人工，因此有夹芯结构的艇体要比一般的实心玻璃纤维艇体的成本高一些。径断面上的轻木夹芯可以和玻璃钢一起用于坚挺的甲板、舱顶等大面积平坦的地方。还有一种夹芯材料就是聚氯乙烯泡沫塑料，它可以是薄片形的，也可以是被胶结起来的平纹织物，与径断面上的轻木夹芯相似。聚氯乙烯不透水，耐腐蚀性强，比轻木夹芯还轻。

聚酯树脂是使用在玻璃钢艇体上的一种粘合剂，但其有效期限、水密性能和粘合强度都及不上环氧树脂。但环氧树脂价格太高，而且可能会损伤操作者的皮肤，现在一般很少使用。不过环氧树脂作为粘合剂则具有不透水性，它对木制艇体，木芯和轻木芯的双层壳艇体，仍不失为一种有价值的粘合剂。

木芯的双层艇体与轻木和聚氯乙烯芯的不同。后二者是靠夹芯来增加其强度，而木芯往往是一个没有框架结构的狭板条钉成的艇体。这些板条一般都是二级木材，内外层的玻璃钢覆层对夹芯也起保护作用，并大大增加了强度，使艇体形成了一个坚固的整体。舱壁和艇体的生产方法一样，用玻璃胶带使其固定在完整的艇体上，以增加艇体的横向强度。这种结构形式使得它能适应于小车间和业余爱好者制作，因为用大块木材制造木船和用硬模制造玻璃钢艇体的方法正在被淘汰。

对木芯的艇体来说，聚丙烯织物要胜过玻璃纤维。因为聚丙烯织物的粘合力强，容易铺平，重量轻，在磨平时不会产生有害的“玻璃微粒”；它要比玻璃纤维的艇体花费大些，但是从整个游艇的费用来看，只是一个无关重要的因素。如果与环氧树脂结合使用，用于木夹芯结构的话，就可以成为最好的一种覆层了，它比一般玻璃纤维增强塑料的韧性好，但不适用于实心塑料的艇体上。

几年前，在美国西海岸发现了另一种类型的结构：即在泡沫塑料上覆一层玻璃钢作外板，用于建造艇体。其优点为把艇体夹芯的硬度和包在外面的玻璃钢的硬度结合在一起。毫无疑问，其它方法也正在不断地被创造出来，不过其中有不少的方法需要用一般小船厂和业余制作者所部具备的设备和工具。由此看来，玻璃钢和有夹芯结构的复合材料艇体将会被长期使用。

工业园区汇报材料 篇5

尤集镇新型乡村工业园筹建于2010年10月，园区位于尤集镇解圩村以北、灵房路西侧，项目建设用地涉及解圩、杨庄两个村。项目计划投资5亿元，功能区规划用地1000余亩，一期工程300亩。为使我镇工业园区建设工作有条不紊地开展，镇政府成立了新型工业园区建设领导小组，领导小组由镇委副书记、副镇长姬在杰同志任组长，党委委员、武装部长陈琳同志任副组长，同时陈琳同志兼任工业园区管理委员会主任，具体负责园区的土地征租工作。

目前灵璧县尤集镇飞翔乡村工业发展有限公司已经县工商部门登记注册，公司注册资金500万元，姬在杰同志为法人代表，任公司经理。园区建设已完成园区一期土地征租250余亩，园区1公里长、10米宽的主干道道路及供电等基础设施建设正在进行中，年内可完工并入园1至2家企业（盛康食品和念平家俱）。企业投产后年全部销售收入可达上亿元，吸纳2000多名农村富余劳动力就地就业，人均年工资2.5万元。

工业园汇报材料 篇6

一、园区基本情况

萧县杨楼镇新型乡村工业园位于镇政府东北，萧铜路两侧，主园区面积136亩，是2010年6月经宿州市委、市政府批准的首批试点园区，一年多来在市委市政府、县委县政府的正确领导下，在市经信委、县经信委的关心支持下，杨楼镇新型乡村工业园在园区基础设施建设和入园企业方面做了一定的工作，取得了一定的成效，具体汇报如下：

1、加强基础设施建设在镇财力非常紧张的情况下，多方筹措资金铺设园区水泥道14500平方米，修建园区花坛2900平方米，园区下水道2600米，园区围墙2275米，园区围栏732米，修建园区警务室两间，安装电动门一部，安装太阳能路灯126盏，园区填土7万余方，架设供电通讯线路3600米，载植四季常青苗木（女贞树）400余棵，种植草坪面积达2500平方米，投资54万元新上315ＫＶ变压器三座。到目前为止园区基础设施建设总投资1170万元。

2、加大招商引资力度自建园以来，按照市委市政府及县委县政府的要求，多次召开党政联席会会议，认真研究招商引资的具体措施，成立了由党委书记王安民同志任政委，镇长彭凌昌同志任指挥长的招商引资指挥部，把任务分解到两委成员，成立了三个招商小分队，分别由党委书记，镇长及分管负责人带队。确定了目标任务，明确了责任，使人人有任务，人人有压力。

按照三个招商小分队的分工，党委书记王安民同志带队到河北省 1

蠡县、山东省青岛招商；镇长彭凌昌同志带队到江苏、浙江南部招商；党委成员王亚华同志带队到徐州招商。通过努力现已落地企业4家，意向企业4家。

1、落地企业

（1）萧县金利达地毯纱有限责任公司引进河北蠡县资金2010万元，法人代表王刚，主要产品；羊绒，建设 规模总建筑面积1000平方米，120台梳绒机。2011年8月建成投产，年产羊毛绒1200吨，年产值8500万元，吸收农民工140人，2011年实现产值3000万元。

（2）金宏地毯纱有限责任公司

由返乡农民工乔红 投资3500万元创办，法人代表；乔红，主要产品；地毯纱。2011年4月建成投产，年产地毯纱3600吨，年产值9000万元，吸收农民工230人。2011年实现产值3500万元。

（3）安徽葛氏饮品有限责任公司

引进徐州葛氏商贸有限责任公司资金6500万元创办，法人代表：葛刚，该项目总占底面积57亩，总建筑面积3.45万平方米，设计年产值4万吨各种饮品。其中250ｍｌ软包装液态风味奶20000万／年，280ｍｌ、350ｍｌ、500ｍｌ瓶装牛奶饮品10000 吨／年，普通型盒装奶饮品10000吨／年，年产值2.5亿元，现ＱＳ认证已通过正在办理食品安全许可证及其他证件。

（4）萧县可染涤纺织有限责任公司

引进河北蠡县资金4000万元创办，法人代表：刘亚飞，建设规模；50000纱锭，厂房建设7200平方米，已建成4800平方米，投产

后预计年产涤纶纱2600吨，年产值5000万元，利税600万元，就业人数200任。2011年已完成投资2000万元，现厂房建设基本完毕，正在安装机器。

1、意向企业

（1）引进青岛胶南市王台镇青岛同佳纺织机械有限责任公司资金6000万元，建成牛仔布生产厂，法人代表，丁昌伟，年产值8500万元。利税1000万元，就业人数260人。

（2）安徽葛氏饮品有限责任公司筹建中外合资电子有限责任公司，总投资2000万元，法人代表葛刚，年产值3000万元，利税360万元就业人数200人。

（3）利用徐州三环路以内的企业全部搬迁的机会，引进徐州衡泰电通自动化设备有限责任公司资金1000万元，见电子厂，法人代表王刚。

（4）引进徐州新大陆防腐特种涂料公司资金6000万元，建成防腐机械设备生产厂，法人代表：王永俊年产值9000万元，年利税1100万元。

2、存在问题及困难

（1）由于镇财政财力有限，对园区基础设施建设投入不足，资金缺口很大，同时已入园企业融资困难也是制约工业园区发展的主要因素。

（2）土地问题严重制约工业园区的发展，尽管县委县政府给予很大的支持，镇党委政府采取了有效措施，和实际需求相差很远。

（3）人才和技术缺乏目前从我镇工业园入住企业来看企业存在人才技术短缺等问题，这在一定程度上制约着企业发展，使企业产品单一，档次低，竞争力不强，带动作用不明显。

二、2012年工作计划

为加快杨楼镇新型乡村工业园建设，着力打造具有核心竞争力的产业发展平台，建设特色工业园区，我们继续按照县委县政府 的要求，坚持把招商引资作为园区建设的重中之重，强化招商意识，创新招商方式，发挥土地门槛低，劳动力低廉，交通方便及税费政策优惠等优势，大力开展招商引资活动，多渠道吸引外地（主要是徐州）加工型及密集型企业入住我镇工业园，鼓励和支持有一定资金积累，一定技术和管理经验同时又有意返乡创业的外出务工人员入园创业。具体工作思路如下：

（1）继续抓好意向企业的入园，建好核心园区。

（2）做好扩园工作

（3）以防腐建筑大镇为依托，在主园区萧铜路以东一期规划300亩，精心打造以防腐机械制造、建筑机械制造、防腐建筑材料制造为主的特色园区。2012年春节镇党委政府召集了8个防腐建筑公司的经理和57位防腐大户，召开联谊会，对园区的建设进行了参观，号召他们回家创业。现已由安徽陇海防腐建筑工程安装公司、徐州新大陆防腐特种涂料公司、安徽工程科技有限公司意向在园区建厂。

2012年计划扩大园区用地面积300亩，修建厂房、职工宿舍和办公用房2万多平方米，新引2个项目入园开工建设，4个项目年

工业设计材料 篇7

竹子是生长快、更新能力强、固碳和生态功能显著的非木质可再生资源。我国是世界上竹类资源最为丰富、竹林面积最大、竹子产量最多的国家。发展竹产业在减少木材消耗,保护天然林资源、发展农村经济等方面的作用十分明显[1]。重组竹在多个领域存在着巨大的市场潜力和机遇。但就目前市场情况来看,虽有一定的市场,重组竹的市场份额依然较小,重组竹产品类型比较单一,目前国内生产的重组竹产品主要用作地板材,少数用于制造家具。由于中国古典家具纹样和几何形状复杂,若手工制作成本高,与重组竹制品价格定位不符;数控加工设备的精度和柔性的提高在一定程度上解决了加工难题,但困难在于各种雕刻中三维几何形状复杂,模型库建立不完整,数控加工工艺和参数设置仍在探索中。

1 重组竹材料的固有特性

重组竹,就是先将竹材疏解成通长的、相互交联并保持纤维原有排列方式的疏松网状纤维束,再经干燥、施胶、组坯成型后热压而成的板状或其他形式的材料。

重组竹具有良好的力学性能和物理性能。例如浙江方圆木业公司生产的重组竹实测材性为:密度为1080kg/m3,静曲强度为206Mpa,弹性模量为17313Mpa,表面抗冲击性能为7mm,甲醛释放量为0.1mg/L,材性与红木的材性相近,如表1所示。

2 重组竹材料的工业设计应用研究

用重组竹来代替某些优质硬木,如红木等,具有良好的经济效益,加工而成的家具也在国内外受到青睐。但从这几年的发展看来,竹材重组材还是较多地应用于重组竹地板和家具产业中以手工业为主的硬木替代性家具,在其他的工业产品方面几乎没有涉猎,从一定程度上来说,这也限制了这种优质新材料的发展。因此,通过对竹材重组材的加工工艺和特性的研究,拓宽思路,进行工业产品的设计研发,把其自然、环保、优质的特点融入到工业产品的设计中,体现竹材重组材在资源节约型产品中的优势,尽可能地适应工业化的生产,都具有十分重要的意义。

2.1 重组竹材料感觉特性评价

重组竹具有天然木质感,表面有木材导管状的细沟槽,表面纹理有的似直条状的径切纹,有的似山形的弦切纹。还有小节状的涡纹,自然流畅,富于变化。材色可以制成浅黄褐色(木色)或棕褐色(咖啡色),也可做成棕褐色与浅黄褐色相交错的斑马木色。根据产品造型需要,还可以将其染成各种材色[2]。重组竹的触感与木材相同,温暖感较强,是富有与人亲和力触感的材料,如图1所示。

2.2 重组竹材料工业设计研发实例

1)滚凳是脚踏的一种,在明代屠隆的《考盘余事》、文震亨的《长物志》等文献中均有记载。我们根据现代办公桌的腿部空间和人机工程学尺寸对上述文献中的滚凳加以改进设计,添加可调节面板倾斜角度以增加使用舒适度;如图2所示,腿足选用富有中国特色的直腿内翻马蹄造型,表现出强劲而又舒展的力度;滚凳整体选用重组竹材料制作;我们尝试运用数控加工技术对马蹄腿和滚轴构件进行圆雕加工,体现先进制造技术与传统文化的完美结合。

2)U盘的设计来源于南京林业大学的校友礼品,如图3所示。既有U盘功能上的实用性,选用重组竹材料做外壳又能体现出学校的科研成果。在U盘表面做纹饰浮雕处理,如校徽、古典传统纹饰体现出学校的品牌特色;设计了绳穿连接U盘盖和主体以解决盘盖易丢失的使用问题。

3 基于Alpha CAM软件和Smart5-axis木材数控加工中心的重组竹材滚凳马蹄腿圆雕加工实验研究

3.1 数控编程

采用英国Licom公司的Alpha CAM V5软件。其主要功能包括二维、三维图型的构建,刀具的定义和选择,刀具路径的生成、编辑和验证。对钻孔、挖槽、外形铣削、平面曲面铣削等加工方式可自动编程。

3.2 数控加工中心

马蹄腿圆雕加工使用意大利Paolino Bacci公司的Smart5-axis木材数控加工中心。该中心有X、Y、Z轴,以及围绕X、Y轴旋转的B和C轴,具有五坐标轴独立或联动切削加工能力,可迅速精确地进行各种轮廓、挖槽、雕刻等复杂曲面的切削加工。该中心使用OSAI数控系统,同时还配套反证软件Pitagora[3]。

3.3 圆雕加工试验路线

1)根据产品尺寸,运用Solidworks构建马蹄腿模型。

2)运用Alpha CAM V5软件对模型进行数控编程,主要包括选择刀具、加工方式和刀具路径,生成NC数控代码。根据待加工毛坯的形状、大小和待加工表面及其约束面的情况选定不同的加工方式,并设置加工参数,生成刀具路径及加工程序。分为表面清坯、表面粗加工、表面精加工三个步骤。清坯加工选用20mm平铣刀;曲面加工选用15mm球铣刀,步距0.33mm,测得模拟加工时间为6160s;曲面加工选用5mm球铣刀,步距0.5mm,测得模拟加工时间为10480s。

3)通过反证软件Pitagora设定实际加工刀具参数和加工原点坐标等,并进行安全确认。

4)导出适合该加工中心的NC代码,并直接传输到加工中心主机的程序库中,通过调用该程序进行实物加工。

5)小结:随着球铣刀直径越小圆雕件表面质量越好;由于重组竹硬度较大,国产刀具无法完成雕刻,只能选用进口刀具导致加工成本增加。

4 基于Master CAM软件和TZ-XK125木工数控铣床的重组竹材质U盘浅浮雕加工实验研究

4.1 浮雕初步分析

浮雕,传统工艺中也称剔地雕,通常指在平面上剔除花形以外的木质,使表现的图案花样形象凸显出来。这在雕刻技法上属于“阳文”,原理如篆刻艺术中的“朱文印”,所不同的是浮雕所表现的形象有层次感和立体感。浮雕是传统木雕中最基本、最常用的雕刻技法。它其实是将三维的圆雕压缩成二维的浮雕。浮雕一般分为浅浮雕、深浮雕。浅浮雕起位较低,形体压缩较大,平面感较强,更大程度地接近于绘画形式。

本试验是在重组竹材质U盘表面进行浮雕加工,由于受到尺寸限制,所以U盘表面选择浅浮雕的表现方式。

4.2 U盘表面浮雕加工及编程

4.2.1 导入CAD文件

Master CAM软件具有良好的数据接口,可与Auto CAD软件实现无缝连接。这也是我们采用Master CAM软件的原因之一。确定优盘的尺寸为:38x29x10 mm,浮雕为阳雕,所以浮起来的图形外还应该有一个向下沉的框,确定这个框从外框向内偏移3mm,内框尺寸是32x23,深0.5mm。浮雕图案是先在CAD中将图案轮廓描出来,然后导入Master CAM中进行后续操作。

4.2.2 建立加工模型

建立零件加工模型就是对零件进行几何造型。几何造型的方法包括二维线框、三维线框、曲面、三维实体等。用艺术加工中浮雕建模方式的模型,内部图案突出的优点是轮廓柔和,也允许在条件限制的情况下使用很小的刀具,但还是要注意图案不能太复杂,尽量放大,如图4所示。先确定软件内毛坯的尺寸,只要和图案外面的框尺寸一样大,即23x32x2 mm。然后画一个矩形框和外框一样大,用这个矩形框成型为浮雕基础网格基面。接着选择外框,设置凹陷的参数设置,这里向下切0.5mm,最后选择内部图案,进行浮雕凸起设置,高0.5mm。

4.2.3 确定加工工艺及参数设置

零件模型完成后,需要结合加工表面的特点和数控设备的功能对零件进行数控加工的工艺设计。工艺设计主要包括正确划分工序、确定工艺路线、合理安排加工顺序、正确选择对刀点和换刀点的位置、确定零件安装方法、选择刀具及切削用量等。

本例由于采用艺术浮雕的建模方式,所以加工工艺较为固定,即只能使用浮雕的加工方式。点进去之后,要设置相应的参数,首先选择刀具,尺寸的限制只能选择3x0.2x10°的刻刀,刀具选择时还要设置一下相应的速度,即主轴转速、刀具进给速度、提刀速度、进刀速度,根据机床具体要求设定。然后设置刀具运行轨迹为水平之字形,选择45°之字形走刀,再将刀具走程步幅设置到合适数字。

4.2.4 刀具路径生成及模拟

设置好参数后就能在软件窗口中生成刀具的路径,如图5所示,蓝色的线就是刀具路径。

Master CAM自身具有刀具轨迹验证功能,刀具轨迹验证功能可以减少或避免过切、干涉与碰撞等现象的发生。在刀具轨迹生成之后,需要进行一定的刀具轨迹仿真,以验证刀具轨迹的合理性,如图6所示,可进行加工模拟。

4.2.5 后期处理

通过上述合理刀具路的设置,生成相应的刀具轨迹,并进行实体仿真验证确认,接着进行后置处理。系统自动生成的刀具轨迹是以一种标准的刀位轨迹文件即NCI文件的形式保存在计算机中。Master CAM系统自带了国际上常用的数控系统的后处理程序,还可以扩充以便适应各种不同的数控系统。

不同的机床能识别的数控代码也不相同,不同的机床必须采用不同的后置处理文件。在这里已对系统自带的后置处理文件进行了修改,使符合本数控系统的格式,操作流程如下:点选刀具路径→操作管理→全选→后处理,选择已修改后置处理程序,再选取储存NC文档和编辑,系统弹出NC程式文件编辑器,就可以对NC程序文件进行检查、编辑,保存。导出的程序一般情况下与数控机床可识别的会略有些不同,只要些许修改,传输到数控铣床上就能自动识别加工了。程序要付诸实现,还要将加工代码输出到数控机床,这里使用数控铣床来加工。

4.3 机床加工

毛坯上机床后,雕刻前确定原点是重要的一个步骤。实际操作时也要在毛坯表面上找出其几何中心并作好标记。将毛坯在机床上夹紧后,仔细对刀,输入程序。若选用3mm国产刻刀刻单面需花费近4小时,浮雕效果比较好,但时间太长不能满足大批量生产需要。

5 结束语

通过不同的CAD/CAM软件和数控加工设备,将设计的重组竹作品实际加工出来,基本达到了预期的设计构想。从数控编程和提高生产效率两个方面进行研究,对类似形状的重组竹制品的浅浮雕和圆雕数控加工工艺提出了较为合理的技术路线。这一过程证明了将CAD/CAM技术和数控机床应用在重组竹制品设计和制造中的可行性,开拓了重组竹制品浅浮雕和圆雕新型加工技术运用的思路。然而,也验证了由于重组竹硬度较高,从开料到雕刻对刀具的要求都较高,对于实现大批量生产重组竹制品所选用的刀具质量要求就更高。如果要将其真正应用到实际生产中并产生市场价值,加工刀具的质量就显得至关重要。

参考文献

[1]吴智慧,等.竹藤家具制造工艺.中国林业出版社,2009.

[2]张斌渊.重组竹-可持续发展的家具优质新材料[J].家具,2008(3).

工业设计材料 篇8

关键词 工业设计 产品材料工艺 课程改革

中图分类号：G424 文献标识码：A

1 产品材料工艺课程的作用及意义

《考工记》中如是说“天有时，地有气，工有巧，材有美，合此四者，然后可以为良”。古代材料和工艺就已被重视，当前更是如此。材料本身所不具备形态的要求，只有通过加工才能成为具有一定形态、结构、质感的产品，才能实现自身的价值。每一种新材料、新工艺的出现都会为设计实施的可行性创造条件，给设计带来新的飞跃，出现新的设计风格。而新的设计概念也要求有相应的材料与工艺来实现，这就对材料与工艺提出了新的要求，促进了材料科学的发展和工艺技术的创新。

当前培养出的设计人才表达能力较为突出，无论手绘表达还是计算机二维或者三维表达都能较好地展现其设计创意。但生产实践方面的知识了解太少，设计出的产品不能被生产出来，以至于出现供需两难的状况。材料与工艺成为工业设计教学体系中的软肋，许多学生能用二维的形式表现出创新性很强的作品，但由于受到工艺、材料的限制不能实现成为产品。

2 当前产品材料工艺课程模式现状

创新性工业设计人才需要有创造力和实践能力相结合的复合型人才。除了在设计上的独到创新外，也需要学生通过实践操作完成创意构想。但当前课程设置，由于较多课程延续交叉学科中理工科的课程模式，使得教学过程中理论理工类理论知识较多，产品材料的多样性和设计材料的复杂性，无法在几十个课时中完全展开，更别说学生深入地理解和应用。

目前西方高校工业设计专业是将企业参与课题项目作为主要的教学模式。企业为高校提供设计实施的各种可能性，包括技术、材料、工艺等方面。通过以实际项目为课题培养学生的创新与动手实践能力。根据项目的产品设计要求进行选材并制作出模型，或者通过效果图和模型共同探讨设计的可行性，在设计过程中通过模型的制作可以直观地了解设计的可行性及优缺点，更好地推動、完善设计。这种以企业实际研究项目推动教学，以教学专注研究推动企业产出更好的产品，相互扶持相互帮扶，以达到良性循环的合作关系。

国内工业设计专业较强的知名高校如清华、江南大学等也通过教学与实践相结合，将纯理论性的产品材料工艺通过真实实践让学生从体验中学习到不同材料能达到的工艺要求，最大化地完成自己的设计构想。如建立杜邦材料实验室，将杜邦的新材料引进到设计中，为设计提供更多的可能性。

以本校工业设计专业为例，产品造型与材料工艺课程作为工业设计的专业核心必修课程，当前教学大纲中产品造型与材料工艺课程设置在第5学期64学时。在64学时中需要通过讲授、考察等方式让学生了解各种能够运用到产品当中的材料。由于课程所涉及理论知识较多，并且产品设计中所运用的材料种类涵盖面非常广。学生在学习过程中，不能亲身体验结合实际操作，因此出现学过就忘的现象；再者，目前对于能够让学生实践所配备的条件也不成熟。并且在高速发展的今天，新材料新工艺的不断出现，无法仅依靠学校的设备来了解并记住各种材料和工艺。需要将企业生产的实战空间引进到学校，真正让学生通过一线生产了解材料的运用和工艺加工过程。

3 产品材料工艺课程改革的几点思考

本课程以增强人才培养的实用性为目标，针对我校工业设计专业学生在产品设计中的选材和加工工艺知识薄弱的问题展开教学改革的几点思考：

3.1 分阶段实施教学

目前在我校，作为艺术类的工业设计专业学生由于自身特点，在感性思维上较为敏感，而相对理工类较强数字化、逻辑性等理论知识则无所适从，也没有类似机械工程学院的工业设计的金工实习，该实践课程已经成为了解材料和工艺的一个有效途径，它对学生了解最基本的金属加工知识（主要是机械加工知识为主）培养动手能力无疑是有帮助的。但是，金工实习涉及的知识面也同样有限，无法对设计材料中的塑料、木材、石膏等常用材料及加工工艺进行深入了解。更需要与实际贴合并且循序渐进地实践才能真正让学生记住各种材料及工艺方法。

将产品造型与材料工艺课程内的材料根据由简入繁、由易入难的方式分成不同阶段穿插在教学过程中，如第四学期由于刚接触到专业知识，可以将易懂易上手的石膏、泥、木材这类材料让学生通过制造模型的方式体验其材料的特性和加工的方法；第五、六学期可以渐渐深入到以当前市场上产品的主体材料及其加工方法，随着高年级的专业知识深入学习，对于其设计出的产品也可以利用材料和工艺做成模型，同时也有利于设计方案的可行性推敲。

3.2 收集、拆装、讨论材料工艺

以在课程中老师讲授、举例的教学方式引入的材料应用案例毕竟有限，可以在分阶段讲授每种常用材料特性和相应的加工工艺后，要求学生收集使用该种材料的产品案例，并对其产品进行拆卸和组装。通过这个实践过程让学生分析为什么要用这种材料，这种材料对产品的形态、安全性、操控性、肌理、耐用性以及产品用到了该材料的哪些加工工艺和表面处理方法等等。这样学生容易理解、记忆材料的属性，也能真正明确材料工艺在产品中的应用。再通过分组讨论、演讲汇报。让学生集思广益，以弥补课堂时间的不足。这种亲身体验、分析、讨论的方式比起纯粹的老师教更有效。

3.3 建立企业考察基地

本课程当前通过材料市场实地考察，让学生了解材料的价格、种类等行情。但这样的考察方式只能让学生看到未成形的原材料和已成为商品的产品，而无法真正了解在生产环节中，材料的选择和运用的加工方式。当前，本专业也在积极同企业联系，希望建立校企联合的方式，利于学生实践、考察。产品材料工艺课程中讲解相关材料的时候，可以邀请企业专家来校客串交流，或者把课程进行分解，每一种材料由不同的企业专家进行讲授，他们丰富的一线工作经验，定能引起学生的学习兴趣。同时让学生到相关的企业去参观实习，比如讲到金属的加工工艺时，可以到机械厂去参观；讲到塑料的加工工艺过程时，可以到电话设备厂参观电话的生产过程；讲到玻璃的加工工艺时，可以到玻璃厂参观玻璃的生产流程；讲授陶瓷的成型工艺时，组织学生到陶艺室去做陶器，学生的学习积极性大大提高且巩固所学理论知识，并增加感性认识。

参考文献

[1] 闫朝华.工业设计专业技术类课程教学改革的探讨.当代教育论坛，2008.7.