基本介绍

内容简介

《材料与设计:材料选择在产品设计中的艺术与科学(原著第2版)》全面讲解产品设计中材料特性、作用及其选择的原则和过程，在各章中穿插典型应用实例。本教材本着系统全面、实用的原则，着重培养学生在产品设计中综合应用各种材料的工程素质和能力。每章后的习题可供教师根据实际需要选用，以进一步培养学生的团队协作和设计技能。各章后附的相关参考文献，供教师和学生进一步扩展和深化相关内容。

作者简介

作者：（英国）迈克•阿什比（Mike Ashby） 卡拉•约翰逊（Kara Johnson） 译者：曹岩 师新民 高宝萍 迈克•阿什比（Mike Ashby），剑桥大学皇家社会研究名誉教授和伦敦皇家艺术学院前设计客座教授。他著有大量书籍，其中有《Def Ormation Mechanism Maps》（1980），《Cellular Solids》（1997），《Materials Selectionin Mechanical Design》（1999），《Metal Foams》（2000），《Materials and the Envi-ronment:Eco-informed Material Cholce》（2009）。 卡拉•约翰逊（Kara Johnson），斯坦福大学的研究生，剑桥大学博士；主要研究材料和制造，并花费大量时间鼓励设计者和客户去体验物质性；现在供职于IDEO，一个国际创新和设计咨询公司。她最新的出版物有《I Miss My Pencil》（2009），该书是与IDEO设计总监Martin Bone共同编著。

图书目录

正文1 第１章功能与特性2 扩展阅读4 第２章什么影响了产品设计6 市场7 科学和技术7 可持续性和环境8 经济和投资环境9 美学和工业设计10 一些事例12 材料发展16 材料和社会18 结语19 扩展阅读19 第３章设计和设计过程21 思维方式21 设计过程24 钢笔的设计26 灵感之源泉29 IDEO的个案研究34 结论：富有创造力的结构框架37 扩展阅读38 第４章原料……多维材料40 工程设计标注：技术属性41 可用性：人机工程学和分界面45 环境问题：“绿色”设计和可持 续性50 美感：五种感觉或更多57 个性：构建情感锁链60 结论：材料的表情达意65 扩展阅读66 附录：塑造美学属性和特征68 第5章其他要素——成型、连接和表面 处理70工程方面：技术属性70 其他方面72 结论74 扩展阅读75 第6章材料决定形式77 材料与建筑77 材料和椅子79 辨识特征表79 压缩机：设计语言85 极端设计86 逆过程：产品考古学87 结论：什么影响形式？89 扩展阅读89 第7章材料选择91 分类和索引91 关于产品设计的信息结构93 产品设计的材料选择 94 结论99 扩展阅读100 附录：分析法101 第8章材料和设计案例分析105 结构105 办公家具106 CD盒108 小提琴弓110 冰镐111 直排轮113 结论115 第9章新型材料——创新的可能性116新型材料的采用117 新型材料信息119 结论124 扩展阅读125 第10章结论126 附录128 附录一眼睛和头脑练习128附录二材料的选择131第1章弹性模量E和密度ρ132 第2章强度σ和密度ρ133 第3章断裂韧性KIC和弹性模 型E134 第4章弹性模量E和强度σf135 第5章损失系数η和弹性模 量E136 第6章热膨胀系数α和热导 率λ137 为寻求灵感的实际参考138 材料概况138 材料概况•介绍140 扩展阅读150 聚合物 聚乙烯（PE）151 聚丙烯(PP)152 聚苯乙烯（PS）153 丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）154 聚酰胺(PA，俗称尼龙)155 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA, 又称 压克力)156 聚碳酸酯（PC）157 聚甲醛(POM),乙缩醛158 聚四氟乙烯(PTFE)159 离子键聚合物160 纤维素（醋酸纤维素,CA）161 聚氯乙烯（PVC）162 聚氨酯（PU）163 硅酮164 聚酯纤维［聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)、聚对苯二甲酸丁二酯 （PBT）、非结晶型聚对苯二甲 酸乙二酯（PETg）］165 酚醛166 其他弹性体167 聚合物泡沫170 聚合物复合材料171 金属 碳素钢174 不锈钢175 低合金钢176 铝合金177 镁合金178 钛合金179 镍合金180 锌合金181 铜、黄铜、青铜182 其他 陶瓷184 玻璃185 纤维186 天然材料187 新材料 金属泡沫188 非晶态金属189 形状记忆合金190 聚交酯（简称PLA）191 聚羟基烷基酸酯(聚羟基脂肪酸酯， PHA；聚羟基丁酸酯，PHB)192 材料成型工艺193 通用形状194 扩展阅读195 模塑 注塑法196 旋转模塑法196 吹塑法197 发泡成型法198 压缩模塑法199 树脂传递模塑法199 铸造 压铸200 砂模铸造201 熔模铸造202 聚合物铸造202 块状物成型 成型辊轧和模锻203 挤压法204 板材成型 冲压成型、轧制成型和旋转成型205 热成型205 其他 手糊成型206 粉末法207 快速原型法 激光快速成型208 沉积快速成型209 连接工艺210 工件连接211 扩展阅读211 黏合剂212 紧固件 缝合技术215 铆钉与胶针机216 螺纹紧固件216 扣合接合法217 焊接 热气焊接218 热压焊接218 热板焊接219 超声波焊接220 电子束焊接与激光焊接220 硬焊接222 软焊接223 手工焊接（MMA或SMA）223 金属极气体保护电弧焊224 钨极气体保护电弧焊225 电阻焊225 摩擦焊226 扩散焊与坯釉接合227 表面处理工艺228 扩展阅读229 印刷 丝网印刷230 移印230 曲面印刷231 烫印232 模内装饰技术233 镀层 蒸镀234 电镀234 无电电镀236 阳极氧化237 抛光 机械抛光237 电解抛光238 化学抛光239 涂料 溶剂型涂料240 水性涂料240 电涂漆241 粉末涂料242 上釉243 其他 表面蚀刻244 纹理处理技术245

序言

许多关于材料选择的书籍把重心放在材料特性、设计的要求和材料的科学性中找到匹配和平衡点。现在，有很多先进的方法利用发展成熟的软件工具来实现这一要求。因此，这又在全世界形成了在工程程序中教授材料选择的基础。但是，这些程序经常忽略它们在工业设计中被称作是材料艺术的作用。这可能是由于在更多的工程技术方面所形成的固定的、可分析的领域，在这一领域中，一系列正式的步骤可被用来记录和传授。设计不可能这么简单地形成一种方法，相反它要依赖于“视觉”思考，画草图，塑造模型及对美学、洞察力和讲故事能力的探索。 本书是关于材料和过程在产品设计中的作用，它与先前作品中选择材料和过程来达到产品的技术要求相吻合。但在此书中，我们着重强调的是关于设计师需要的有关材料的更加广泛的信息。他们如何使用材料以及选择材料的原因。 曾经获得的好评及我们与学生、教授和设计师们关于本书的第一版的谈话极大地鼓励着我们（和出版商）在第二版中探寻新的经历、新的想法和工业中的新发展。 在Willy 和Patrick的帮助下，我们花费大量时间重新思考此书的设计、排版、颜色和内容，从而使本书所涵盖的信息更广泛地呈现在读者面前。此次，我们又囊括了新的案例分析，这是从我们中的一员（KJ）曾经在IDEO设计公司工作的经验中得来的。这些案例分析所阐明的材料和设计的想法更加完善、更具有启发性。根据Mike 近来的成果，现在愈来愈强调可持续性和生态及“绿色”设计，材料和设计过程也同样需要扩大范围，提升图片摄影，从而使得整体更加易懂，更加具有启发性。 本书主要适用于两类读者：学生和设计师。对学生而言，本书的目的是为了介绍材料和制作在设计中的作用，使用的都是他们已经熟悉的语言和概念；对设计师来说，本书的目的是介绍一个材料和加工制作的具体参考，汇集了它们的特点。因此，本书分为两个部分：第一部分介绍材料选择的设计和方法；第二部分基本为一些产品的图形。 许多同事对本书给予了很大的帮助，我们很感谢大家对本书所做的讨论与贡献以及提出的批评和建设性的意见。他们分别是来自格勒诺布尔大学的Yues Brechet 教授；剑桥大学的David Cebon 博士，John Clarkson 博士， Hugh Shercliff 博士， Luc Salvo 博士，Didier Landru博士，Amal Esawi 博士，Blrike Wegst博士，Veronigue Lemercier女士，Christophe LeBacq 先生和Alan Heaver先生；来自丹麦技术大学的Torben Lenau 博士；来自旧金山平面设计的Julie Christennsen。第二版包含了来自IDEO的案例分析，我们非常高兴能有机会与IDEO继续合作来研究材料在设计中的作用。在这里我们要特别感谢来自IDEO的Nicdas Iurcher和来自IDTC的Jihoon Kim，他们各自都曾为材料与制作提供图片。 我们特别感谢来自纽约的Willy Schwenzfeier和Patrck Fenton对本书的设计，其他提供给我们的图片或允许我们全新刊登他们的图片和产品照片的人员和组织的名单列于下一页。 Mike Ashby & Kara Johnson 2009年6月