6.6 产品设计的表面处理技术在线视频

大家好

在前面由我主讲的章节中

分别从结构视角和材料视角

进行了产品设计原理的讲述

如果将结构比作大厦的框架

材料比作大厦筋骨

接下来

本节我们探讨的将是

将概念和图纸

转化为真实产品的大厦的施工技术

成型技术的选用取决于材料的种类的特性

而制造和装配水平高低

则保证产品的可用性和质量

掌握成型原理和制造技术

是我们将设计质量

转化为最终的产品质量的重要保证

有一个概念称为结构工艺性

即在满足产品功能前提下

制造的可行性和经济性

这个概念

我们设计师要足够重视

因为设计只有建立在

对制造流程充分理解之上

才能保证生产是可行的

而且是经济的

如果不能满足结构工艺性

我们则需要依据制造过装备的要求

来调整产品的结构设计和材料设计

有个词叫匠心

指能工巧匠的心思

设计师造物

图纸视为巧思

而工艺则是手段

本节将主要介绍

需要我们工业设计师

掌握的第一种工艺成型方法即表面处理技术

表面处理技术也是我们在上一讲产品

材料分原理中

所提到的CMF概念中的Finishing

常见的表面处理技术有很多

主要包括电镀

化学镀

热浸镀

热喷涂

高能束

化学转化膜和涂装等

表面处理技术的主要作用包括两个方面

第一是提高我们被处理零件表层的硬度

耐磨性

耐腐性等

第二个则是以装饰性为主要目的

我们首先来介绍一下第一种

表面处理技术非常常见的电镀

电镀是一个精心制作的原电池

它的原理主要是利用不同金属的活跃性

通过电解的方法

在电镀当中

被镀工件是阴极

电镀材料是阳极

通过电镀的这样一个过程

在我们固体表面来获得一个金属的沉积层

进而获得防护

装饰或者功能性的镀层

我们用作镀层的常见的金属包括

铬

镍

和金银等贵金属

更多的镀层材料还包括镀铜

镀镉

镀锡

镀铅

镀铁

以及镀合金等

在这里我有一个问题

大家可以想一下

塑料可以电镀吗

如果可以电镀

那最容易电镀的塑料

你知道是哪类塑料吗

第二种表面处理技术是化学镀

从名称中我们即可以得知

这种方法采用了化学方法

而没有采用类似电镀那样外加电流的方法

通过化学方法

并且外加催化剂的作用

使溶液当中的金属离子还原为金属

并沉积到我们的基体表面

形成镀层

与电镀不同的是

化学镀层十分均匀

并且可以得到较厚的镀层

在各种化学镀层材料中

以镍最为常见

第三种表面处理技术是热浸镀

简称热镀

以热浸镀锌最为常见

是一种有效的金属防腐方式

将除锈后的钢件

浸入到500℃左右融化的锌液当中

使我们钢的构件表面附着锌层

从而起到防腐的目的

热镀锌是当今世界上应用最广泛

性价比最优的钢材表面处理方法

大大延长了钢材的使用寿命

第四种表面处理技术是热喷涂

这是一种涂覆工艺

将原料通过电的方法

比如说等离子体或电弧

或者化学方法

比如燃烧火焰加热

使融化或者加热的材料

涂覆到基体表面

与其他涂层工艺相比

比如说与电镀相比

热喷涂可以在高沉积速率下

在大面积上形成厚的涂层

第五种表面处理技术是高能束

是指利用能量密度很高的激光束

离子束

电子束为热源

照射和注入我们的材料表面

使材料表层的成分

组织以及结构发生变化

从而改变材料的物理

化学与力学等性能的一种先进制造技术

第六种要介绍的表面处理技术为化学转化膜

又称金属转化膜

这种技术指的是

金属包括我们的镀层金属表层原子

与介质当中的阴离子发生相互反应

在金属表面生成一个附着力良好的隔离层

这层化学物的隔离层即称为化学转化膜

常见的化学转化膜我们包括氰化物膜

磷酸盐膜和铬酸盐膜

实现化学转化膜的处理方法有多种

比如说

浸渍法

阳极氧化法

喷淋法

刷涂法等等

作为工业设计师

我们在这里需要划重点的是

铝及铝合金的阳极氧化处理

因为以APPLE为代表的科技产品

经常以阳极氧化的铝合金为外壳

其特有的金属光泽

并通过阳极染色

结合抛光

拉发丝

喷砂

钻切等工艺

得到极具科技质感的产品

最后一种介绍的表面处理技术

是生活中非常常见的涂装技术

金属

木材

塑料等等

各种材料广泛适用涂装技术

起到防锈

防蚀和装饰作用

不仅可以延长产品的使用寿命

这也是提升我们产品价值的重要因素

实施涂装是一个系统工程

包括涂前对被涂物表面的处理

涂布工艺和干燥三个基本的工序

以及设计合理的涂装系统

选择适宜的涂料

并且确定良好的作业环境条件

进行质量

工艺管理和技术经济等重要环节

好的

综上所述

本节主要讲述了

CMF中的Finishing

表面处理技术原理

通过表面处理技术提升产品表面的防护性

装饰性和功能性

谢谢大家