1．訓練要求
項目介紹
展示模型是產品設計的重要表現與評估手段，因此學會製作展示模型也是學習工業設計專業學生必須掌握的專業技能。此節將分別講解展示模型製作常用的材料與工藝並進行實際操作。
1）項目名稱：展示模型製作
2）項目內容：以塑料為主要材料進行展示模型製作練習
3）項目時間：24課時
4）訓練目的：通過動手製作模型，能夠利用模型製作的相關工具並且能夠熟練掌握模型製作的方法，提高工藝分析能力、產品結構理解能力，能夠利用各種手段達到理想的展示模型效果。
5）教學方式：A．理論教學采取多媒體集中授課方式；
B．實踐教學采取在模型工廠內進行實操方式；
C．以子任務的方式分解製作工序，理論實踐相結合。
6）教學要求：A．多采用實例教學，選材盡量新穎；
B．作業要求：以塑料為主要材料製作一件生活用品模型；
C．配合其他材料製作模型的其他相關零部件。
7）作業評價：A．表現性：展示模型的表現效果；
B．完整性：展示模型製作的形態流暢、比例和諧、設計細節表現與整體效果的完整性；
C．合理性：正確使用工具製作展示模型、製作工序合理。
展示模型是常用的展示設計效果、評估設計水平的方法與手段，也是學生學習模型製作的重點內容，本節將著重講述展示模型製作的相關知識並重點介紹塑料模型的製作方法與加工工藝。
2．知識點
1）展示模型製作概述
①展示模型的概念
展示模型也叫表現性模型，是以展示設計效果為目的的仿真模型，一般以能表現產品最終的真實形態、色彩、表麵材質為主要特征。展示模型要求能夠表達設計師的設計意圖，突出設計的價值。
展示模型一般沒有實際功能，一些電子產品等也沒有機芯，往往以表現產品的外觀形態為主，比例也可以根據需要製作成等比例的或是縮小比例的，目的是方便製作的同時也能夠起到展示設計效果的目的。例如一個體積較為小型的電磁爐我們往往采用1∶1的比例來製作模型，而類似於廚房內的冰箱或是整體櫥櫃等體積較大的產品往往采用1∶2或1∶3的縮小比例模型，而汽車模型常用1∶5的比例來製作。這些模型的製作材料一般和實際產品有所不同，通常采取模擬真實材料的質感或效果來完成，而塑料的種類多樣和不同性能，經常被利用來製作展示模型。展示模型一般在結構和工藝處理上都是通過模擬實際產品效果來製作，並不一定具有真正的結構和工藝處理意義。
②展示模型製作的意義
A．產品設計展示交流
產品設計的類別廣泛，設計內容涵蓋情感、文化的眾多主觀元素，而產品的外形設計通常是難以用語言描述的。設計師一般由某企業或是某機構委托其進行設計，由於委托設計方通常沒有經過專業的設計訓練，不善於將某些效果圖或者表現簡略的草模想象成真實的產品效果，因此往往采用仿真模型來進行設計溝通與探討，方便設計委托方提出意見與建議。
一些大膽的、原創的、概念性的設計，往往也通過展示模型來表現其設計的構思與意境，這在國內外各種競賽或是設計展上也經常出現，在這裏，展示模型起到了設計思維交流的作用，設計師以物化的、客觀存在的實體形式來呈現較為虛無的設計概念，在設計師與設計師之間、設計師與委托方之間、設計師與普通民眾之間，搭起了一座溝通的橋梁。
B．產品設計效果驗證與評估
隻依賴於設計效果圖對於設計效果進行評估，通常會欠缺了一部分實際效果的考慮，而如果用真正的生產成品來進行評估又往往耗時耗力，簡單的對於設計效果的評估辦法即是展示模型評估法，尤其是一些用於研討、學習交流過程中的模型，展示模型能夠以突出設計效果為目的進行設計成果展示，方便設計效果的驗證與評估，而在企業的生產實踐過程中，為了更加準確地把握產品的設計效果以及生產工藝、結構關係等具體生產問題，企業一般會采用手板樣機的辦法來進行設計效果評估。
目前在我國大專院校內，多數設計院校的學生作品都通過展示模型的最終效果來作為評估設計成果的手段之一，各院校的畢業設計或是國際國內各類型的設計大賽也往往將展示模型效果作為評估的參考因素。在實踐中，展示模型用於產品設計效果的驗證與評估廣泛實施並切實可行。
2）展示模型常用的塑料材料特性及加工方法
展示模型作為大專院校內常用的設計表現手段，已經得到了越來越多的關注，模型製作的手段也隨著機器的不斷改進、製作工藝的不斷改良而越發完善，製作效果也更加精良。
由於展示模型對產品表麵的裝飾效果要求很高，需要充分展現產品設計的形態與色彩、表麵肌理與質感，所以許多展示模型大都采用塑料材料來製作。用塑料加熱成型的模型具有表麵效果好、強度高、視覺表現性好、保存時間長等特點，塑料模型適合於展示模型的製作，但塑料材料的加工成型需要一定的工具和設備，特別是在曲麵的成型過程中，成型工藝比較複雜，並且材料成本較高，對模型製作人員的技術要求也較高。塑料材料所具有的優點，通常是木材、金屬、石膏等不可替代的。尤其在模型製作中選擇一種材料的時候，必須反複考慮模型的尺寸，一旦材料選定，就要考慮用這種材料來獲得所需產品尺寸的可行的製作工藝流程，模型所要表達的功能、結構，通過模型想要傳遞的設計要素，模型最終表現的形態，色彩的效果，以及設計通過模型所要體現的最終的立體表達效果，綜合考慮以上的因素，塑料模型不失為最佳的模型表現形式。下麵將詳細探討塑料模型的成型過程。
①塑料的分類
塑料常用的分類方法主要有兩種，即按熱變形性質分類與按用途分類。按熱變形性質分類：根據受熱變形性質，塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩類。
熱塑性塑料：以熱塑性樹脂為基本材料成分的塑料稱為熱塑性塑料。加熱時這種塑料能受熱熔融，塑化成型，冷卻後硬化定型，這一過程可反複進行，直至塑料分解為止。在反複塑製過程中，塑料隻發生物理變化。
熱固性塑料：以熱固性樹脂為基本材料成分的塑料稱為熱固性塑料，熱固性塑料在加熱時軟化，熔融，塑化成型，高分子間產生化學關聯反應，冷卻固化則不再熔融，再加熱不軟化，直至塑料分解為止。
按塑料的用途分類：根據塑料的應用，可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。
通用塑料：指產量大，價格低，應用較廣的一類塑料。常用的熱塑性塑料有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚甲醛（POM）等；熱固性塑料有酚醛塑料（PF）和氨基塑料（UF）等。通用塑料的產量約占塑料總產量的80%以上。
工程塑料：一般指力學強度較高、耐磨、耐腐蝕、耐高低溫、電性能及尺寸穩定性等綜合性能良好、可代替金屬的一類塑料。常用的品種有聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS），酚醛塑料（PF）等。
特種塑料：指具有特殊性能和用途的塑料，如具有優異的耐化學腐蝕性的聚四氟乙烯（PTFE）、耐高溫性能優良的聚酰亞胺（PI）、透明性好的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等。
下麵將詳細講述展示模型製作中常用的塑料材料以及加工方法。
②常用塑料材料特性
A．PVC材料
PVC材料即聚氯乙烯，它是世界上產量最大的塑料原料之一，價格便宜，應用廣泛，聚氯乙烯樹脂為白色或淺黃色粉末。根據不同的用途可以加入不同的添加劑，聚氯乙烯塑料可呈現不同的物理性能和力學性能。在聚氯乙烯樹脂中加入適量的增塑劑，可製成硬質、軟質和透明製品。在模型設計製作中常用的是硬質的PVC。
聚氯乙烯（PVC）是一種阻燃，化學穩定性好，隻產生低張裂內力的材料。同時其材料特性還包括高強度、高剛度和高硬度，工作溫度範圍從-15℃到60℃，且可粘接，可焊接。
PVC主要特性：耐腐蝕強，最適用於化學工業之防蝕性設備；加工容易，切斷、焊接、彎曲均極簡易；高強度、高剛度和高硬度；良好的電氣絕緣性；化學穩定性好；可自熄滅；低吸水性；易粘接，易油漆。價格低廉，但是其結構密度不高。
PVC板有很多顏色，厚度有0．5mm、1mm、2mm、3mm、5mm等多種選擇，在模型設計製作中常用的是灰色的、硬質的PVC。
由於PVC塑料板材材料廉價，易於獲得，加工方便，所以很多高校內的展示模型都以此材料來製作。
B．PMMA有機玻璃材料特性
PMMA是以丙烯酸及其酯類聚合所得到的聚合物，統稱丙烯酸類樹脂，相應的塑料統稱聚丙烯酸類塑料，其中以聚甲基丙烯酸甲酯應用最廣泛。聚甲基丙烯酸甲酯縮寫代號為PMMA，俗稱“有機玻璃”，有極好的透光性能，可透過92%以上的太陽光，紫外線達73．5%；力學強度較高，有一定的耐熱耐寒性，耐腐蝕，絕緣性能良好，尺寸穩定，易於成型，質地較脆，易溶於有機溶劑，表麵硬度不夠，容易擦毛，可作要求有一定強度的透明結構件，如油杯、車燈、儀表零件，光學鏡片，裝飾禮品等等。在裏麵加入一些添加劑可以對其性能有所提高，如耐熱、耐摩擦等。是迄今為止合成透明材料中性質最優異的。目前該材料廣泛地應用於廣告燈箱，銘牌等方麵的製作。
有機玻璃的品種和規格有很多，常見的有透明和不透明之分。透明的有茶色、白色、藍色等，不透明的有瓷白色、黃色、藍色等顏色，但最常用的還是無色透明為主。有機玻璃本身具有一定的強度，衝擊強度比無機玻璃高7～18倍，其重量輕，同樣大小的材料，其重量隻有普通玻璃的一半，因此用途十分廣泛。
在產品模型製作過程中，有機玻璃可以采用鋸、銼、鑽、磨等機械加工方法成型，也可以采用熱塑成型的方法進行加工。有機玻璃可以用三氯甲烷、丙酮、二氯乙烷粘接。
用有機玻璃製作的模型因其透明材料的特點，可以把產品內部結構、連接關係與外形同時加以表現，可以進行深入細致的刻畫，具有精致的效果。但其不適合製作形態多變、曲麵較多的模型。
有機玻璃常用在模型製作中的產品厚度有1～10mm，還有直徑6～50mm的棒材、管材可供使用。
在模型製作中，遇到一些需要表現透明質感的效果，常以此材料來製作。
C．ABS材料特性
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料簡稱ABS，是一種工程塑料，它是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）聚合而成的線型高分子材料。ABS塑料充分發揮了三組元素的各自優良特征，如丙烯腈的剛性、耐熱性和耐化學腐蝕性，丁二烯的抗衝擊韌性，苯乙烯的易加工性和易著色等。
塑料ABS板顯色為不透明的淺象牙色或瓷白色，力學性能良好，有一定的堅韌性，並有良好的電絕緣性能；ABS板表麵硬度高，形態尺寸穩定，可進行車、銑、刨、鑽、鋸等切削加工：表麵經拋光或打磨後噴漆效果好，根據需要還可以進行絲網印刷、噴繪、電鍍等加工；有良好的化學穩定性，不溶於醇類和烴類溶劑，可采用丙酮和氯仿溶劑作為粘接材料；ABS塑料耐熱性較差，加熱後可軟化塑造，其熱變形溫度為78℃～85℃。烘烤壓模成型的溫度控製在120℃～170℃。
ABS塑料本來就是現代工業產品的材料，所以ABS塑料模型在感觀上能表達出接近產品的真實性，並且產品模型與真實的產品外觀設有沒有明顯區別。因此，ABS塑料在模型製作中占有重要地位，可以說它是最佳的模型表現形式。
ABS塑料的主要品種有板材、卷材、棒材、管材，常用在模型製作中的是各種厚度的板材。
ABS塑料製作的模型效果好，幾乎所有的手板模型公司都以此材料為主要的製作原料來進行模型表現。
③塑料模型的加工工具
在敘述塑料模型的成型過程之前，首先要介紹模型製作所用的材料與工具。塑料模型製作技藝在模型製作中外型在感觀上能表達到接近產品的真實感，這與塑料本身的特性以及目前多種方便的加工工具密切相關。
④按形態、材質分別製作塑料模型
在模型製作過程中，我們通常先分析設計圖紙，包括設計效果圖、尺寸圖等，然後根據設計的產品形態、材質等相關因素來將產品進行分解，再分別製作不同的產品組件，最後將產品進行組裝並修飾調整以得到一個精美的展示模型。
下麵將根據在實際的模型製作過程中，分解不同的形態、材質的方法來介紹展示模型製作的相關知識。
A．平麵及體塊形態
在模型製作的過程中首先應分析產品的整體形態，遇到一些在二維空間內較為平、直的平麵形態或是由多個二維空間內平麵的形態組合的體塊形態，可以通過以下幾種方法進行加工：
a．開料：塑料模型製作的第一步是開料。在開料前必須按照製作對象的形態，通過分解，繪製出每個立體部分的展開圖、平麵圖，並對每個平麵圖、展開圖標注詳細的尺寸，飛機模型的製作尺寸圖，依照平麵圖、展開圖在材料板上畫出形體輪廓，在切割線性平麵時，應按照要求的尺寸用刀具來準確劃線。與其他材料不同，那種事事均有留加工餘量的做法在塑料模型製作中是不可取的。劃線時，刀刃必須垂直於加工材料麵，另一隻手按緊鋼尺，用力劃線，續劃，當劃痕深度超過板材厚度的一半時將板上劃好的線，對齊操作台的邊緣，一隻手按緊板，另一隻手沿著操作台邊緣的另一方向用力往下按壓，這時板材會沿著刀刃劃線處準確地斷開，也可以使用手工鋸沿直線邊緣進行鋸割，或者通過線鋸進行切割，這一步被稱為開料。
對於曲線的尺寸要采用金屬的劃線工具來完成準確劃線的工作。對於曲線的開料，則不能直接用手來完成，而要借助於線鋸來沿曲線走勢鋸開，以取得必要的、準確的形體。
值得特別強調的是：線必須準確，開料必須到位，不留加工餘量；在選擇塑料板材的厚度時，應根據模型的大小、所需要的強度以及加工時的難易程度來決定。在滿足需要的前提條件下，一般盡量采用厚度比較薄的板材。
b．開孔、銑槽：如果需在板材上打孔或開槽，可以在鑽銑床上安裝不同直徑的鑽頭或銑刀進行鑽孔、銑槽等加工操作，打孔前將零件夾緊固定，如果設有辦法固定零件，則必須扶穩、扶牢方可進行操作，開大孔可以用線鋸切割，在對一些細小的孔、洞進行製作時，可以將零件夾持在台鉗上，然後將等比例畫好的圖紙粘貼在零件上，通過手持電鑽以細小的鑽頭來慢慢、反複進行鑽、切。
注意在鑽孔、銑槽時留有一定的餘量，然後再進行精細的打磨等處理，以避免過度切割破壞零件。打孔或銑糟的過程中注意經常用毛刷蘸水冷卻加工部位並及時清除鑽、銑屑。特別提出注意的是，要打通的孔在即將打透時進刀量要減小，防止將板材打裂。
c．修邊：開料後產生的零件往往比較粗糙，零件的邊緣比較粗糙且沒有達到圖紙尺寸要求，這時需要進行精細加工。使用金屬板銼、什錦組銼、修邊機等工具可對粗坯工件的內、外輪廓邊緣進行倒角、倒圓、修平等加工處理，逐漸加工至輪廓界線達到形狀要求。使得模型的各部分零件尺寸經修整後準確無誤。
d．粘接：在塑料模型的製作過程中，模型的大部分部件是靠同種塑料粘接而成。PVC板材料常用502膠水來進行粘接。粘接有機玻璃和ABS塑料板可采用三氯甲烷（也稱氯仿）作為粘接劑。
在粘接過程中，應先把塑料部件固定好，然後用502膠水注入連接處，量不能過多，稍等片刻後，部件即可粘牢。
在粘接劑揮發、固化的過程中，應使用相應的夾子夾緊膠粘的部位。注意粘接邊、線、麵時，部件一定不要用手夾持，一是不移，二是502膠水流溢出來會粘連手指與模型要用夾具夾緊，否則將會造成翹曲現象。粘接時所有粘接部件都要非常幹淨，不能有油脂或髒汙的痕跡，若部件的粘接處要承受很大的外力，就要為粘接處提供更多的結構支撐。
e．拚合模型：在分別製作了模型的零件之後，可以將模型的零件進行拚裝、粘接，以得到大的體塊關係的模型外形，大塊麵拚裝後的空氣淨化器模型效果。
f．模型的表麵整飾：在對塑料模型進行噴漆處理前，應先用細砂紙將模型打磨一遍，去掉模型表麵的油脂或髒汙，然後用膩子填補粘接的縫隙和缺陷處，再用細砂紙等工具對模型進行打磨。這一過程有時需反複多次。對於影響噴漆處理的表麵顆粒、刮痕或起毛現象，需要用水砂紙蘸肥皂水輕輕打磨處理，使整飾後的模型的表麵光滑平整，然後才能進行噴漆上色。
B．曲麵形態
想要製作漂亮、有真實感的模型，僅靠平麵形態、粘接、拚合等手段是很難做到的，尤其是一些曲麵的效果可以利用塑料在高溫時具有彈性的屬性，通過熱彎、彎曲、拉伸、真空成型等塑製成型的辦法來完成多種曲麵、複雜形態的模型效果。
彎曲塑料一般都需要加熱。重要的是要慢慢地、非常小心地進行。不要扭傷了材料，要等到材料加熱到足夠溫度時，才進行操作。不過，由於塑料介於固態和融熔狀態之間的溫度範圍相對比較小，所以加熱時要小心，不要加熱過度，否則會產生氣孔，致使材料組織疏鬆。
手工展示模型製作中多采用模具壓製的方法加工成型。
a．開料：當切割的材料用於製作曲麵時，可根據平麵圖、展開圖，按實際尺寸適當地放出加工餘量，以便於以後的壓模、精加工之用。
b．板材單一曲麵彎折成型：簡單的彎曲就是隻進行單一的、一次性的彎曲。例如做一個兩個麵相交形成的角，可用細木工板或中密度板等材料按照角度做成模具，彎折模展開的長寬尺寸要大於零件的長寬尺寸。在開料後的PVC板材上需要彎折的部位畫出痕跡，將轉折線對齊、對正折彎模的折彎位，夾緊在折彎模上，用熱風槍來回移動均勻加熱折彎位，當板材受熱變軟後將其折彎並將其夾緊固定，用刷子將冷水塗抹於折彎位上給其降溫。冷卻定型後取下折彎模，形成了彎曲的板材。
c．板材多向曲麵壓熱成型：多向曲麵形態的成型過程相對複雜，需要借助事先製作好的原型翻製壓型模具，通過模具將加熱軟化的塑料板材壓製成曲麵形態。
⑤製作壓型模具