發(fā)布時間：2017-06-05所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 這篇工業(yè)設(shè)計類論文發(fā)表了工業(yè)設(shè)計教學(xué)模型制作課程的發(fā)展現(xiàn)狀，模型的種類很多，制作方法也有很多，高中教學(xué)中一般是按照材料和用途來分類，論文分析了模型制作工藝課程定位、模型制作的種類和方法以及實(shí)際教學(xué)中存在的問題，針對這些問題提出了改進(jìn)措施。
這篇工業(yè)設(shè)計類論文發(fā)表了工業(yè)設(shè)計教學(xué)模型制作課程的發(fā)展現(xiàn)狀，模型的種類很多，制作方法也有很多，高中教學(xué)中一般是按照材料和用途來分類，論文分析了模型制作工藝課程定位、模型制作的種類和方法以及實(shí)際教學(xué)中存在的問題，針對這些問題提出了改進(jìn)措施。
[關(guān)鍵詞]工業(yè)設(shè)計類論文,模型制作,實(shí)驗室建設(shè)
一、模型制作工藝課程定位
《模型制作工藝》是工業(yè)設(shè)計專業(yè)的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是表達(dá)設(shè)計理念和設(shè)計思維的一種重要方式，是工業(yè)設(shè)計學(xué)習(xí)過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。通過模型制作工藝課程的學(xué)習(xí)，直觀地將工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的問題展現(xiàn)出來，使學(xué)生能夠更加深入地理解設(shè)計意圖、推敲產(chǎn)品形態(tài)與材料，把握好設(shè)計方向;同時，設(shè)計中的空間關(guān)系、比例關(guān)系以及體量關(guān)系也在模型制作的過程中被同學(xué)們學(xué)習(xí)、吸收，使后期工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計效果更加完善。在《模型制作工藝》課程中，主要將重點(diǎn)放在兩個方面：一方面是學(xué)生對材料的認(rèn)知與學(xué)習(xí)。主要是為學(xué)生介紹模型制作中常用的材料以及各種材料的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì);另一方面是模型制作的工藝。通過講述理論知識、現(xiàn)場示范、學(xué)生動手實(shí)踐三個環(huán)節(jié)，使學(xué)生不僅了解模型制作工藝，而且要熟練掌握模型的制作方法和程序，能夠通過小組合作的形式自主完成模型的制作。
二、模型的種類與制作方法
模型的種類有很多種，在高校教學(xué)中一般是按照材料和用途兩種依據(jù)來分類，按照材料分為石膏模型和樹脂模型;按照用途，分為研討模型和表現(xiàn)模型。在高校教學(xué)中，一般是運(yùn)用樹脂的材料來制作用于表現(xiàn)的模型。模型制作的方法除了受產(chǎn)品的造型特點(diǎn)影響以外，在很大程度上取決于選用的材料，因此模型制作的方法基本上是依據(jù)材料來分類的。在以上五種方法中，樹脂模型翻制法因其材料加工難度低、對制作設(shè)備要求低、具有較高的可操作性而成為模型制作工藝課程教學(xué)中常用的方法，同時也是模型制作工藝課程教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。其工藝流程如圖2所示。樹脂模型又叫玻璃鋼模型，樹脂這種材料具有成型快、質(zhì)地堅硬、方便運(yùn)輸，表面工藝處理多樣化的特點(diǎn)，也是工業(yè)、城市雕塑、城市建設(shè)中常用的一種材料。其制作工藝并不復(fù)雜，除打磨以外的工藝周期都較短。但是，樹脂模型的制作要嚴(yán)格地按照制作流程，任何一個步驟的忽略都會給后續(xù)的工作帶來無法彌補(bǔ)的損失和極大的困擾。樹脂模型制作的第一步是塑造泥模，用黏土按照所做模型的大小、形態(tài)將泥模塑造完整。
第二步是翻制石膏外模，為了保證開模時外模模面的完整性并減小脫模難度，在翻制石膏外模之前要在泥模表面涂抹一層隔離層，一般選用地板蠟、洗滌精、肥皂水等。然后按照模型的形態(tài)將外模分為若干塊，接著用1∶1的比例融合好水與石膏，并在石膏凝固之前敷到泥模表面。在這一步要注意的細(xì)節(jié)是，首先在涂抹隔離層時，要保證泥模表面的每一個角落都要有隔離層覆蓋。其次，具體將石膏外模分成幾塊要根據(jù)模型的具體形態(tài)來判斷，原則是要保證關(guān)鍵面的完整性，將分型面避開產(chǎn)品模型的關(guān)鍵面;其次是要保證開模順利;最后是要確保石膏外模厚度均勻，平均厚度達(dá)到8cm以上。
外模翻制完成后，要進(jìn)行的工作是開模，待石膏完全放熱后，石膏外模強(qiáng)度達(dá)到一定程度，這時就可以將模型打開，并將泥模與石膏外模分離，分離后，泥模就失去了作用，石膏外模繼續(xù)用來完成后續(xù)的工作。開模后，將外模內(nèi)模面的表面清理干凈，然后涂抹一層隔離層，將不飽和樹脂按照一定的比例與石英粉、催化劑和固化劑融合，攪拌均勻后涂抹到石膏外模內(nèi)部的模面上，中間夾上玻璃絲布起到固定形體、均勻分布樹脂的作用。樹脂經(jīng)過與石英粉、催化劑、固化劑的結(jié)合，很快就會凝固成型，所以在樹脂調(diào)配均勻后要迅速涂抹在模面上。在樹脂的調(diào)配過程中要特別注意固化劑和催化劑對皮膚和衣物具有腐蝕性，在操作過程中一定要注意安全。待樹脂凝固后，就要進(jìn)行脫模，將石膏外模敲碎，就得到表面光滑、整潔的樹脂模型。
按照這種方法和步驟用每一塊石膏外模翻制出樹脂模型，然后用玻璃絲布與樹脂在模型的內(nèi)部進(jìn)行貼合的方法將一塊塊樹脂模型合到一起，完成合模工作。完成合模后，模型基本的形態(tài)就完成了，最后一個工藝就是模型表面效果處理。表面效果處理的第一步就是打磨，用砂紙等電動打磨工具將模型表面進(jìn)行粗打磨。粗打磨后，用原子灰將模型表面缺失的部分和凹陷處修補(bǔ)平整。待原子灰干透凝固后，用細(xì)砂紙進(jìn)行精細(xì)打磨，打磨到用手摸上去沒有任何的刮擦的感覺就基本符合要求了。打磨完成的模型用噴漆等工藝完成表面裝飾效果后最終的模型就制作完成了。
三、實(shí)際教學(xué)中存在的問題
經(jīng)過筆者調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)大多數(shù)高校都在大二或大三階段開設(shè)模型制作工藝課程，該課程作為設(shè)計構(gòu)思立體呈現(xiàn)的重要方式之一，在教學(xué)中具有舉足輕重的地位，它不僅僅是鍛煉學(xué)生動手能力和實(shí)踐能力的重要途徑，也能極大地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是，在教學(xué)過程中由于種種實(shí)際問題的存在，在一定程度上制約了該課程的教學(xué)效果與良性發(fā)展。
(一)教學(xué)場地限制。模型制作工藝課程在材料的選擇上多采用石膏、黏土、樹脂等工業(yè)材料，不適合在學(xué)生的設(shè)計教室進(jìn)行教學(xué)與實(shí)踐，故需要專門的工作室來完成教學(xué)、實(shí)踐等相應(yīng)的工作。大部分高校雖然都具有專門的模型制作的工作室，但是在工作室的水電配置上卻缺乏一定的規(guī)劃，水電供給設(shè)備位置固定且數(shù)量較少，很多工具無法連接電源，即使能夠接上電源，工作室也會呈現(xiàn)出電線雜亂的現(xiàn)象，增加了工作室的安全隱患。同時，垃圾處理也成為教學(xué)場地建設(shè)中的一個重要難題。筆者走訪國內(nèi)不少高校，在工作室角落里或其周邊或多或少都會堆著模型制作過程中產(chǎn)生的垃圾或者半成品。模型制作所用的材料往往是一次性產(chǎn)品，不能夠回收利用，且用量及垃圾產(chǎn)生量較大，普通垃圾桶不能滿足模型制作室的垃圾處理需求，若垃圾得不到有效地處理不但會影響環(huán)境美觀，而且會污染環(huán)境。
(二)課時安排及教學(xué)方法有待優(yōu)化。隨著教學(xué)改革的深入，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了越來越多的重視，許多課程的課時量被壓縮，模型制作工藝課程也包括在內(nèi)。課時的減少以及課程安排分散等弊病嚴(yán)重影響了模型制作工藝課程的教學(xué)效果。模型制作過程由于受材料特性的限制，導(dǎo)致其制作時間的把控非常嚴(yán)格，這一點(diǎn)尤其體現(xiàn)在石膏外模的翻制和樹脂的鋪澆工序上，因為石膏和樹脂的凝固時間很短，所以必須在其凝固前完成相應(yīng)工序。而模型后期的打磨過程是需要較長時間進(jìn)行的，如果總是用碎片時間來進(jìn)行，打磨工作就失去了連續(xù)性，可能在這次打磨的時候就忘記了上次打磨時出現(xiàn)的問題或者要修改的地方，降低了學(xué)習(xí)效率。除此之外，由于樹脂模型制作工藝相對復(fù)雜，細(xì)節(jié)較多，往往一個小小的失誤就將之前的工作全盤否定，必須從頭再來。
(三)教學(xué)設(shè)備及材料缺口大。模型制作工藝課程，一般是學(xué)院配備相應(yīng)的設(shè)備機(jī)器，但是由于設(shè)備數(shù)量有限，學(xué)生只能分批、輪流使用，很多時間就浪費(fèi)在了等待上。除此之外，學(xué)生做作業(yè)所需材料一般由學(xué)生自費(fèi)購買，模型制作工藝復(fù)雜，所需要的材料種類多，數(shù)量大，花費(fèi)較高，這對家庭經(jīng)濟(jì)困難的學(xué)生來說負(fù)擔(dān)比較大。
四、改進(jìn)方法
針對以上問題，提出幾點(diǎn)對于模型制作工藝課程設(shè)置及實(shí)驗室建設(shè)的改進(jìn)建議。(一)規(guī)范教學(xué)場地。對于教學(xué)場地進(jìn)行合理劃分，劃分為討論區(qū)、干區(qū)、濕區(qū)、用電區(qū)。討論區(qū)配備簡易桌椅、白板、投影儀以及筆記本電腦，供師生們討論方案，進(jìn)行理論教學(xué);干區(qū)用于學(xué)生進(jìn)行不涉及水的手工操作;濕區(qū)相對于干區(qū)設(shè)立，用于大量用水的操作，如打泥漿、翻制石膏外模等工藝;用電區(qū)則是井然有序地安置多個插座，供學(xué)生們用手動電動工具進(jìn)行模型表面打磨、鉆孔、噴漆等工藝。另外還要設(shè)置好垃圾臨時堆放區(qū)，以及在工作室之外的垃圾填埋區(qū)，對垃圾進(jìn)行合理、環(huán)保的處理。除此之外，在教學(xué)場地的建設(shè)中要著重注意實(shí)驗室的通風(fēng)通道的設(shè)置，不飽和樹脂等材料在使用過程中會揮發(fā)出一些有害氣體，若工作室長時間得不到良好的通風(fēng)會使學(xué)生產(chǎn)生頭暈、惡心等不良反應(yīng)。
(二)優(yōu)化課時安排和教學(xué)方法。將模型制作工藝課程歸并為專業(yè)實(shí)踐課程，課時集中安排二至三周的時間，讓學(xué)生用固定的連續(xù)時間來完成模型制作工藝的學(xué)習(xí)并完成模型作業(yè)。集中的時間一是可以滿足材料的特性，二是學(xué)生能夠安心投入到課程的學(xué)習(xí)中，避免了由于課程安排不集中而來回更換工作服、更換課程教室的麻煩。同時教師在教學(xué)過程中應(yīng)采用豐富的教學(xué)形式，透徹的講解、展示制作過程，避免學(xué)生不斷地返工，喪失積極性。
(三)規(guī)范教學(xué)設(shè)備。合理增加設(shè)備數(shù)量，并安排專人管理工作室以及教學(xué)設(shè)備。同時劃撥一定的經(jīng)費(fèi)補(bǔ)貼學(xué)生的材料購買費(fèi)，一方面減少學(xué)生的經(jīng)濟(jì)壓力;另一方面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。結(jié)語雖然在計算機(jī)技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，計算機(jī)輔助設(shè)計、3D打印技術(shù)日漸成熟，但是模型制作工藝課程帶給學(xué)生們對于材料的認(rèn)知以及傳統(tǒng)模型制作工藝的學(xué)習(xí)與傳承是無法被替代的，因此，優(yōu)化模型制作工藝課程設(shè)置和教學(xué)方法，加強(qiáng)工作室的建設(shè)、管理和使用工作依然迫在眉睫。
參考文獻(xiàn)：
1.江湘蕓.產(chǎn)品模型制作.北京理工大學(xué)出版社，2005
2.袁曉紅.油泥模型在汽車車身設(shè)計中的應(yīng)用.上海汽車，2007
3.郭愛蓮,王海鋒.工業(yè)設(shè)計模型制作實(shí)驗室建設(shè)與管理探索.教育教學(xué)論壇,2013.4.
4.杜鐮.模型制作課程教學(xué)研究.中國現(xiàn)代教育裝備，20095.王黎明,張穎.模型制作教學(xué)與學(xué)生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng).機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009.3
作者：咼智強(qiáng) 王亞楠 單位：山東科技大學(xué)
推薦閱讀：《工業(yè)用水與廢水》(雙月刊)創(chuàng)刊于1970年，是經(jīng)國家科學(xué)技術(shù)部批準(zhǔn)，全國化工給水排水設(shè)計技術(shù)中心站主辦，國內(nèi)外公開發(fā)行的專業(yè)性期刊。
