工業(yè)產(chǎn)品模型制作工藝

1、工業(yè)產(chǎn)品模型制作工藝（一） 石膏材料的模型制作技法一、石膏模型的成型方法一般常用的成型方法有澆注成型法，塑造加工成型法，刮削成型法（模板、刮型箱、旋轉(zhuǎn)）。1.澆注成型法（1）濕法澆注石膏型坯 在澆注石膏型坯時， 將水的比例適當(dāng)增加一些， 使模 坯不易很快干，便于雕削塑造，視氣溫高低，每次工作結(jié)束后，用塊濕布蓋上以保 持濕潤，以利下一次再繼續(xù)塑造加工。（2）干法澆注石膏型坯 澆注、翻模方法與濕法澆注相同，所不同的是，水的 比例少一些，凝固時間快。為增加強(qiáng)度，可在澆注厚度范圍內(nèi)加入一些纖維或絨麻， 注意不要使其暴露在加工表面部分，以免影響加工。（3）平板浮雕澆注成型 采用黏土或油泥塑造， 再用石膏

2、澆注而成， 屬于一種 浮雕半立體形象。加工技法是依照圖紙尺寸， 用一塊稍大于圖形的表面平滑的墊板， 如做一個方形的模坯， 用四塊圍板或圍框， 再將圍塊用鋼筋夾子夾好， 底部一半布 滿和熟了的黏土，也可采用經(jīng)過篩選的細(xì)砂做墊底（用少量水混合均勻，不能太濕或大干。切記用砂墊底塑造形體時，不要涂刷脫模劑）。根據(jù)設(shè)計(jì)圖形，在圍板內(nèi)的形體塑造好后，經(jīng)反復(fù)觀察不再修改時，涂刷一層脫模劑，若用肥皂溶液、片膠漆或凡土林等涂刷，應(yīng)多涂幾遍，直到表現(xiàn)出光亮?xí)r為止。余留在邊角地方的脫模 劑液，應(yīng)用海綿或吸水紙吸干，以免影響形體輪廓。待稍干后可以澆注翻模，稱一定數(shù)量的石膏粉（視形態(tài)大小而定），準(zhǔn)備適量比例的水，先將水

3、倒入桶內(nèi)，再將石膏粉慢慢倒入，徐徐攪拌，在較短時間內(nèi)（25分鐘），清除硬塊與坨狀石膏粉（根據(jù)需要在板內(nèi)形體上可放少量麻城纖維絲，以增加強(qiáng)度），而后澆注在塑造形體上，一般 1530分鐘，此時石膏表面有 些發(fā)熱，可進(jìn)行脫模，稍加修飾后，平板浮雕模型完成。2.塑造加工成型法即“減法”成型，將澆注好的基本模坯，進(jìn)行“毛坯”加工。此法與干 濕澆注成型法相似，不同的是要在毛坯上繪制出圖形輪廓線，用雕刻刀直接在石膏上雕刻成型，步驟為先方后圓，先整體后局部，逐步完成。.模板刮削成型法用模板擠壓已制好的并相當(dāng)濕潤的石膏毛坯初塑成型。模板成型的用具由滑動模板和模板架構(gòu)成。使用模板擠壓石膏毛坯前，首先在毛坯上畫好與

4、導(dǎo)邊的距 離，擠壓時用雙手平衡地拉動整個模板，緊貼著導(dǎo)邊慢慢地在石膏毛坯處逐層地刮削，切出所要的形狀。拉動時按同一方向進(jìn)行，不可來回刮動。每次刮削后，應(yīng)迅 速把模板上的石膏清除，并常在毛坯上噴灑些水霧，以使切削邊緣更加光滑。.刮型箱刮削成型法將石膏澆注成初形后，再用刮形箱刮削成型。旋轉(zhuǎn)刮削成型法是將石膏毛坯固定在旋轉(zhuǎn)成型機(jī)轉(zhuǎn)輪上，制作者手持刀具或樣板在刀架上進(jìn)行石膏(或泥坯)的切削加工，這種方法可用于制作各種圓、平面、圓筒、圓柱 形狀的回轉(zhuǎn)體模型二、石膏模具的種類與制作石膏模具大致分為三種，即陰模、陽模、對合模，也可分為死模與活模，死模為一次性模，又叫破碎模，翻制一次性脫模后，就不再用了，活模

5、可以連續(xù)批量使用。(1)陰模與陽模 采用單開口的模具來澆注成品，這種模子具有內(nèi)四的空腔稱陰模?？蓾沧?shí)心的制品，常用于制作單面浮雕或某些無倒角制品。陽模又稱凸模，模具呈凸出形狀，制品的凹入外殼，即是與凸模接觸的地 方。(2)對合模 是由陰模和陽模所組成的模具，當(dāng)凹凸兩半模件對合時， 其中留有空腔部分，就是制品的厚度。(3)脫模與分模線的確定 石膏模型按制品的不同形狀和要求，可采用一件模、兩件模、三件模等，模子的件數(shù)愈少愈容易分模,般多采用兩件模。 兩件以上的分模的模具設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是定出合理的“分模線”。如制作圓球體時，可受“自然位置”的約束，盡量考慮兩個模件能以相對（相反）方向抽脫開為前提，要找

6、出原型 上的倒角，并要避開倒角，找出便于脫模的位置，再定出分模線。兩件模的分模線的取得方法是：在基準(zhǔn)平面上，采用直角尺沿著原型邊緣 接觸平行移動畫線法， 其操作是在直角尺的一邊涂上顏色，然后沿工作臺面平行地移動直角尺，利用直角尺經(jīng)著色的角邊接觸到模型外邊的最高處，畫出痕跡，這種跡線就是兩件模件的分模線。特種模型的分模線的確定，主要靠觀察分析。一般從“原型”的前后、左 右、上下六個方向，作為基礎(chǔ)進(jìn)行觀察分析， 特殊情況可用傾斜方向脫模。通過分析后，用鉛筆在原型的最高點(diǎn)面畫出分模線，再定出所需的模件塊數(shù)。三、石膏模型的制作方法與步驟下面以中型面包客車的石膏模型制作為例，介紹其成型全過程。.準(zhǔn)備工作

7、（1）圖紙準(zhǔn)備 從構(gòu)思的草圖中，精選 l2張作比較，最后篩選確定定型方案，繪制效果圖及零件尺寸圖和組裝圖。（2）材料準(zhǔn)備作出詳盡的材料需求計(jì)劃，列出材料清單，將明細(xì)表中各種材料名稱、規(guī)格、型號。數(shù)量或代用品等，分類注 清楚，利于采購人員按先后順序和需求進(jìn)行采購。（3）工具與設(shè)備 塑料盆、塑料提桶。水勺、量筒、毛刷、脫模劑盛裝盆、分模膠片（數(shù)片）、圍板多塊。雕塑工具一套。量度尺、鋼板鏟。鋼絲夾（數(shù)只）、木錘、效刀、鋼絲鉗、噴槍、噴燈、電烙鐵等。還有砂輪機(jī)、烘烤箱、空壓機(jī)、電焊機(jī)等設(shè)備。2、塑造形態(tài)（1）先塑造出厚型胎模，大多以黏土或油泥材料進(jìn)行制作。塑造形態(tài)以澆注石膏漿成型，先翻出陰模，然后再以

8、濕法翻制澆注一塊稍大于原型的實(shí)體，或用減法雕塑加工成型。3 .制作步驟（1）先將塑造完工的黏土（或油泥）“原型胎模”，放置在一個平臺或平板桌上，作翻模前的修整，將細(xì)部輪廓凹槽凸面縫隙處作進(jìn)一步清理。采用以多塊“活 模”(破碎模)形式來澆注陰模，這種制模快速省工，較容易脫模。(2)根據(jù)“分模線”插脫膜膠片。如一臺小型面包車模型，可看成是一個長 方體形狀，四個側(cè)面，一個蓋板，一個進(jìn)出車門，整個車型共分六個大面，每個面 的邊緣處，就成為自然“分模線”。為便于脫模，可采用薄塑料片或廢 X光膠片、金屬薄片等，根據(jù)形體大小剪切 成長條形分模膠片，插于“原型胎?！敝械摹胺帜＞€”處。在“原型胎膜”及膠片 兩面

9、，涂刷脫模劑l2遍(隔離劑)，大多以濃肥皂溶液或凡上林替代。(3)分兩次澆注陰模。配比汽車模用的石膏與水混合比為100: 30-100: 40。調(diào)配時先用盆盛裝適量水， 操作時將石膏粉慢慢倒入水盆中，用木棒或手迅速攪拌，使?jié){內(nèi)無塊狀為宜，為增加強(qiáng)度，可適當(dāng)加入一點(diǎn)乳白膠和勻。一般石膏與水的配比關(guān)系是：注漿用模，石膏粉與水的比例為100: 70100: 80;壓坯用石膏粉與水的比例為 100: 60100: 70;石膏母模石膏粉與水的 比例為100: 30100: 40;根據(jù)一般的經(jīng)驗(yàn)，常采用 1: 2: 1或1. 35: 1比例， 這樣的比例軟硬程度適當(dāng)。分兩次澆注陰模，第一次迅速按“分模線”

10、 一塊塊地將石膏漿潑灑到胎 模表面，此層不要太厚。第二次石膏漿要采用配比濃度稍大點(diǎn)的石膏漿進(jìn)行。一般澆到l3cm厚度時即可停止。分模處和大面積處可稍厚一些。(4)陰模脫模約30分鐘左右，澆注的石膏漿凝固后產(chǎn)生熱量(用手即可感覺到)便可進(jìn)行脫模。脫模時用手持平口鉗，把插入分模線內(nèi)的膠片拔出，并用鏟刀 將模邊沿鏟齊，直到能看見分模線為止?？稍诳p隙中灌一些水然后輕輕敲擊，直到松動模塊全部脫開。(5)修整陰模表面。在翻模過程中，石膏模內(nèi)壁會出現(xiàn)一些氣泡及凹凸面等 缺陷，需要進(jìn)行修補(bǔ)。鏟去多余部分，用石膏粉調(diào)漿填補(bǔ)洞孔，修整輪廓邊線。常 用粘接修補(bǔ)的方法有：在粘接件本身較濕時， 用石膏粉調(diào)漿自行粘接效果

11、較好。注意要將兩個斷面或粘面除去灰塵和污物，把漿倒入兩個粘接面粘接，用稍重物壓緊或用繩子捆 緊，待干后即會牢固。以石膏粉與乳白膠調(diào)和勻，然后倒入兩端粘接面壓緊捆牢，干后即可牢固。石膏模件或模型本身已于透，將兩個被粘面清理干凈，并抹徐乳白膠， 壓緊或捆牢，干后即可牢固。填補(bǔ)的方法是，將回坑縫隙、氣泡等處理清理干凈，然后用水濕潤，再用毛筆或小毛刷蘸石膏粉填補(bǔ)，干后用砂磨平即可。噴刷脫模劑。將捆綁牢靠的模塊翻轉(zhuǎn)， 放置一平臺上，將下部填塞泥土 墊穩(wěn)，再將陰模內(nèi)腔表面噴刷脫模劑。(6)組裝陰模及澆注陽模實(shí)體用澆注陰模的方法進(jìn)行，只是調(diào)配石膏粉與水的比例時，水稍多一點(diǎn)(漿稀些)，潑灑石膏漿至內(nèi)壁上，步驟

12、是先左后右，先角邊后大面積，最后將底部按順序潑灑l3遍。對人型石膏模，為增強(qiáng)模型整體強(qiáng)度，應(yīng)在模型內(nèi)壁上放一些細(xì)鋼筋或粗鐵絲，作加強(qiáng)骨架的筋條，再用石膏粉浸沾麻絨或纖維絲，粘附在筋條表面，然后潑灑石膏漿23遍，一般厚度達(dá)2.5cm 左右即可。(7)表面修補(bǔ)與涂飾。開模時首先將模型翻轉(zhuǎn)放平，松開繩索或鐵絲，用鏟刀清出堵塞在縫隙中的粘泥，以及邊緣的石膏碎屑。 打開陰模取出實(shí)體模型， 方法與上述開陰模一樣，同時也要注意外形修補(bǔ)，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求。涂飾前必須把模型上的大小缺陷修補(bǔ)好，打磨拋光，并使其干燥，可利用太陽照曬、自然通風(fēng)或用電吹風(fēng)、電烘烤箱來烤干，切記不能升溫太急和太高。涂飾底漆。待石膏陰模于

13、透后，進(jìn)行粗砂磨，再刮涂膩?zhàn)踊倚奁?。刮?多次，再刷漆，效果更好。配色與涂飾?？梢耘渖珗D或效果圖為依據(jù)，合理調(diào)配，采用各類油漆和廣告顏料進(jìn)行。刷涂顏料一定要調(diào)一點(diǎn)樹脂膠溶液，或罩刷一層透明清漆， 以增強(qiáng)粘附能力。由于里面含油質(zhì)膜的緣故，其色彩的純度、明度都會降低。噴涂面漆一般都要進(jìn)行 23次。每次噴完后，以水磨砂紙帶水磨。如 有高檔的光澤要求， 可利用砂蠟細(xì)磨，然后用油蠟反復(fù)多次拋光，就會獲得最佳的細(xì)膩肌理表現(xiàn)?；旌现Ｄ＜€未成型前，在水中加入某種顏色后調(diào)石膏粉，這樣具有顏色均勻，內(nèi)外不變色，不脫落之優(yōu)點(diǎn)。也可用調(diào)色粉同時著色， 雖顏色不均勻， 但能獲得美麗的大理石花紋效果。如果石膏模型不

14、涂飾顏色，要保持原來肌理效果， 只要稍加磨光，而后再用粗布蘸石膏粉在表面來回擦拭，便可得到一定光澤。內(nèi)外部件配套及裝飾，首先對整體模型按總圖紙要求進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和修整，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按比例尺寸作內(nèi)外部件配套，如汽車的方向盤、儀表。座椅、燈具及擋風(fēng)玻璃、刮水器、后槽玻 璃等。還可對一些細(xì)小裝飾部分作裝飾材料紙貼表現(xiàn)，并配以適當(dāng)?shù)臉?biāo)志，整件設(shè)計(jì)制作就告結(jié)束。（二）木質(zhì)材料的模型制作技法木材工藝在產(chǎn)品樣機(jī)模型制作中是重要的加工手段，由于木材資源豐富，其材質(zhì)特性優(yōu)越，堅(jiān)韌適中易加工，給產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來了很大的方便。將木材原材料通過木工手工工具或木工機(jī)械設(shè)備加工成構(gòu)件，并將其組裝成制品，再經(jīng)過表面處理、徐

15、飾，最后形成一件完整的木制品的技術(shù)過程，稱為木材的成型加工工藝。在工業(yè)產(chǎn)品中，有時為了取得木材的優(yōu)美的天然肌理和質(zhì)感效果，對一些受力不大， 工作環(huán)境條件良好的零件，?？蓱?yīng)用木材直接制作，例如室內(nèi)使用的儀器的外殼、 工作臺面、日常用具等。木材制成品的加工過程中，需要經(jīng)過多種加工工藝，其中包括鋸削、包哨I、 尺寸量度和畫線、鑿削、鉆削、拼接以及裝配和成型后的表面修飾等。 常用的工具 有鋸、包IJ、鑿、鏟以及各種鋸割機(jī)、樣孔機(jī)、刨床、銃床等。一、木制品的基本結(jié)構(gòu)木制品構(gòu)件間的結(jié)合方式稱為制品的結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的木制品最基本的結(jié)構(gòu)形式是框架樣孔結(jié)構(gòu)。近年來由于材料、設(shè)備和工藝技術(shù)的改革和創(chuàng)新，出現(xiàn)了板式結(jié)構(gòu)

16、、曲木式結(jié)構(gòu)和折疊結(jié)構(gòu)等。二、木質(zhì)模型的制作方法與步驟下面以最簡單的框架式手工木鋸制品為例，簡要介紹木材模型的成型過程。.構(gòu)思作圖先根據(jù)草圖選定方案，再繪出詳細(xì)尺寸圖和零件圖，然后選定材料，分別 按尺寸下料加工。.材料及工具準(zhǔn)備原材料及輔助材料的選擇，一定要根據(jù)設(shè)計(jì)物品的長短、寬窄、厚薄等來 定，如硬質(zhì)雜木方條一根(30mmX40mmX8Omm竹片一根(5mmX30mmX15O加啾絲 一根0. 8mmX850nrjm等，必須根據(jù)制品的要求，按構(gòu)件在制品上所處部位的不 同，合理地確定各構(gòu)件所用成材的樹種、紋理、規(guī)格及含水率等技術(shù)指標(biāo)，這是木制品加工制作的第一道工序。工具與設(shè)備，前面章節(jié)已有介紹，

17、基本上都是采用刨、鋰、鋸、鉆、鉗等。.制作步驟與方法首先將木質(zhì)材料與其他材料分別交錯加工。(1)木加工 將材料按畫線下料，以木工砍斧砍削，留出小余量再刨面取方， 開樣打孔和鉆孔，并車削鋸鈕，最后砂磨去毛刺。(2)金屬部分加工 將拉緊鐵條調(diào)直，一端絞絲，另一端獅頭域焊頭)，再加工兩片包鐵。(3)檢驗(yàn)組裝 結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝比較簡單的木制品，可直接由構(gòu)件裝配成成品，而對比較復(fù)雜的木制品，則需要把構(gòu)件裝配成部件， 待膠液固化后再經(jīng)修整線加工， 才能最后裝配成木制品。此框鋸的組裝，是將鋸柄、鋸梁、鋸鈕進(jìn)行配合，試看樣 頭是否配合緊密可靠， 拉緊鐵絲及包片，魚尾螺帽是否可以調(diào)動， 待檢查合乎要求 后，再組合

18、裝配。(4)表面處理 木制品的表現(xiàn)處理根據(jù)操作工藝的內(nèi)容和目的的不同，包括除去木材表面的臟污、膠跡、磨屑、松蠟及裂紋、孔洞等缺陷和砂磨等。對制品表面 作透明裝飾時進(jìn)行的表面處理，是木制品的主要裝飾手段之一，著色時較普遍應(yīng)用的方法是把水粉或油粉擦涂在經(jīng)過清凈、膩平與砂光的白坯木材表面。 當(dāng)表面處理完工之后，即可用手工涂刷或噴涂的方法涂飾底漆和面漆。(5)制作要求 比例協(xié)調(diào)合理，按圖紙尺寸加工，連接樣頭接合緊密可靠，做工精細(xì)，使用方便、舒適。(三)塑料型材的模型制作技法塑料是一種合成物質(zhì)高分子材料。塑料作為一種具有多種特性的實(shí)用材料，其性能優(yōu)良(質(zhì)輕、絕緣、耐腐蝕、耐藥性、絕熱性、成型方便人具有一

19、定的裝飾性，且品種繁多，價格較低廉，在儀器儀表、家用電器、醫(yī)療器械、交通運(yùn) 輸、農(nóng)業(yè)、輕工、包裝、日用產(chǎn)品乃至生活領(lǐng)域的各個方面都獲礦泛的應(yīng)用。在工業(yè)產(chǎn)品造型或工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，將一次成型的塑料制品，如板、棒、管等進(jìn)行再加工，以適應(yīng)不同設(shè)計(jì)制作要求， 叫做塑料的二次加工或二次成型，包括對塑料制品或模型的機(jī)械切削、熱處理、表面處理、粘合，以及各種表面裝飾性及保持性加工等，其加工方法分為機(jī)加工和毛加工兩種。一、塑料制品機(jī)加工成型方式及要求塑料的機(jī)械加工與金屬材料的切削加工大致相同，兩種加工可采用相同的一套切削工具和設(shè)備。其成型方式大體可分為三種：(1)處于玻璃態(tài)的塑材，可以采用車、銃、鉆、刨等

20、機(jī)加工方式和電鍍、噴涂等表面處理方法。(2)處于高彈態(tài)的塑材，可以采用熱沖壓、彎曲、真空成型等加工方法。(3)把塑材加熱到粘流態(tài)，可以進(jìn)行注射成型、擠出成型、吹塑成型等工藝。塑材的機(jī)加工工藝主要是針對批量生產(chǎn)的造型產(chǎn)品，需要有嚴(yán)格的模具和產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作原則。 作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，有時要去工廠作實(shí)地考察， 使設(shè)計(jì)更加符合 生產(chǎn)工藝的要求。二、塑料模型手加工成型方法及要求塑料型材是從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模型制作的一種新型材料，塑膠型材料與發(fā)泡塑膠型材料通常加工成為板材、棒材、管材、條材、異型材等。下面簡要介紹塑料型材的模型制作工藝。1.泡沫塑料板材模型制作工藝這類材料具有潔白、質(zhì)輕、隔熱、吸聲、耐潮濕、價廉、易

21、加工等特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于工業(yè)產(chǎn)品模型制作。大多以添加法成型，一般是先用簡單的立體幾何型象做出初形草模。若此方案可以進(jìn)一步深入， 再用概略歸納法，把整體分割成局 部幾個塊面結(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的設(shè)計(jì)形態(tài)，變成一些簡單的幾何形體，如長方體、正方體、圓弧形等。不著重進(jìn)行細(xì)部刻畫，也不用進(jìn)行色彩涂飾， 只在幾何形體上稍作 加工，即成為設(shè)計(jì)初期的概念模型。具體加工技法如下：(1)冷切割法 將畫好線的材料，沿著線的邊緣用鋼鋸進(jìn)行加工鋸割。鋼絲彎形手鋸又名絲鋸，因直徑較小，故在切割時，可以彎轉(zhuǎn)自如，沿著畫線切割出各種形狀的曲面和孔洞， 若用電動曲線鋸加工效果更好。如材料很薄或被切物較小， 可用鋒利的小刀片切割。也可

22、自行制作刀具，將小段鋸片在砂輪機(jī)上磨鋒利后使用。(2)熱切割法一電熱切割 根據(jù)硬質(zhì)泡沫塑料受熱即熔的特性，采取用電阻絲通電發(fā)熱后進(jìn)行切割。 方法是電阻絲不動， 移動泡沫塑料沿所畫的線進(jìn)行切割。熱切割很方便，特別是切割大的平面， 采用靠模板導(dǎo)向切割可靠而平整，并可以切割出多種形狀?？磕０迨窃谇懈钋跋扔蒙院穸驳募埌瀹嫵鼍€形，用剪刀剪出所切曲面形狀的模板，稱靠模板。(3)曲面的切割 將制作好的靠模板固定在硬泡沫塑料上，使電熱絲沿靠模板導(dǎo)向進(jìn)行切割。(4)通孔與不通孔的切割 通孔的切割方法是：先在工作臺上定出要切孔的中 心與切割儀上電阻絲半徑尺寸的距離，并在工作臺上的圓孔中心位置上，用小而長的圓柱體固定一個空心物， 然后在被切物上找出圓心， 同時在畫出的圓線內(nèi)鉆一個 孔，將電阻絲從小孔內(nèi)穿過再固定，再把被切物的圓心對準(zhǔn)工作臺上的定心物，使被切材料繞著圓心轉(zhuǎn)動， 按尺寸切出所需要的圓孔來。也可用上述靠模板導(dǎo)向來切割。不通孔的切割方法是： 將兩塊厚度相同的材料， 一塊進(jìn)行通孔切割，另一 塊則不通孔，并將兩塊材料用乳膠粘結(jié)，便可得到不通孔的加工模型。另一種方法 是用一個與通孔形狀相同，外形尺寸稍小的金屬物，使之加熱到一定溫度(約100 oC用夾鉗將金屬物放到加工孔位置上， 因塑料受熱熔化，便得出凹形下面的不通 孔。.塑料型材的模型制作工藝(1)材料與工藝