6.1-6.2 模型或原型的特性与作用、材料的性能与规划课件-2025-2026学年苏教版高中通用技术必修一

第六章 模型或原型的制作 §6.1 模型或原型的特性与作用 01 任务一 寻生产生活中的模型或原型 任务二 辨析不同设计阶段模型的作用 任务一 探寻生产生活中的模型或原型 模型是根据实物、设计图样或构思，按比例、生态或其他特征制成的与实物相似的一种物体。原型可以是产品本身，如制作单件的相框，相框本身就是它的原型，也可以是在产品生产之前制作的与产品大小相同、使用功能一致的物体。 任务一 探寻生产生活中的模型或原型 模型制作是产品设计过程中不可缺少的环节。模型制作的过程不仅是设计思想体现的过程，也是发展构思的创造性过程。由于模型有制作成本低、便于修改等优点，设计者一般通过模型来呈现产品的设计方案。生产、生活、军事领域经常用到模型或原型，如建筑模型、桥梁模型、飞机模型或原型等。 任务一 探寻生产生活中的模型或原型 在设计过程中，模型具有以下两个功能。 模型可视、可触、可控制，可以形象地表达所设计的产品的比例、尺度、线型、色彩、材质以及每一个构成面。它是一种实体设计语言，为设计的表达和交流提供了一条有效途径，使设计委托者、生产单位和设计人员之间能够直接沟通，全面认识设计方案。 1. 使设计对象具体化。 2. 帮助分析设计的可能性。 由于现代工业产品大部分是在大规模、自动化和巨额资金投入下生产出来的，因此，仅凭图纸提供设计意图很难把握设计的可靠性。如果设计一旦失败，损失将十分巨大。所以，一件较复杂的产品必须通过模型制作，才能投入生产。 任务二 辨析不同设计阶段模型的作用 在设计过程中，我们需要借助模型表达设计方案，并对其进行分析、调整，帮助发展构思，进行试验、改进和展示。根据设计的要求，可先后制作草模、概念模型、结构模型、功能模型和展示模型等多种模型。下面我们以榨汁机的设计过程为例，了解不同模型在不同阶段的作用。 草模 概念模型 结构模型 功能模型 展示模型 任务二 辨析不同设计阶段模型的作用 草模用于产品造型设计的初期阶段，它可以采用立体模型将设计构思简单地表示出来，供设计人员深入探讨时使用。 草模 任务二 辨析不同设计阶段模型的作用 概念模型用于设计构思初步完成之后，在草模的基础上，用概括的手法表示产品的造型风格、布局安排，以及产品与人、与环境的关系等，从整体上表现产品造型的概念。 概念模型 任务二 辨析不同设计阶段模型的作用 结构模型用于研究产品造型与结构的关系，清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验等。 结构模型 任务二 辨析不同设计阶段模型的作用 功能模型主要用于研究产品的各种性能以及人机关系，同时也用于分析、检查设计对象各部分组件尺寸与机体的相互配合关系，并在一定条件下用于试验。 功能模型 任务二 辨析不同设计阶段模型的作用 展示模型是在结构模型与功能模型的基础上，采用真实材料，按照准确的尺寸，选择恰当的比例，做成的与实际产品形态高度相似的模型。作为产品的样品，展示模型为研究人机关系、结构、制造工艺、外观以及市场宣传等提供实体形象，并可以直接向设计委托方征求意见，为审核方案提供实物依据。 展示模型 §6.2 材料的性能与规划 02 任务一 探究材料的性能与应用 任务二 选择和规划材料 走进情境 孙宇想起在边远山区进行志愿服务时看到，南方气候潮湿，木制产品容易变形、发霉，有些金属制品容易生锈腐蚀；北方气候干燥，木制产品容易开裂，而塑料使用时间越长褪色越明显。可见，台灯所用材料的选择对台灯使用寿命也有重要影响。 任务一 探究材料的性能与应用 材料是人类用以制成生活和生产中的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质，它是人类生存和发展的物质基础，是人类社会现代文明的重要支柱。 任务一 探究材料的性能与应用 任务一 探究材料的性能与应用 在工程领域，一般将材料按化学成分分成金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四大类。 金属材料 铜、铁、钢、铝、金 …… 无机非金属材料 玻璃、泥土、陶瓷 …… 有机高分子材料 棉花、橡胶、塑料 …… 复合材料 钢筋混凝土、导电胶带 …… 材料的分类： 任务一 探究材料的性能与应用 金属材料 金 铜 钢 铝 任务一 探究材料的性能与应用 青花瓷 活性炭 泥土 玻璃杯 Na2SiO3硅酸盐 硅酸盐复盐 无机非金属材料 任务一 探究材料的性能与应用 棉花、蚕丝 橡胶轮胎 塑料制品 天然橡胶(C5H8)n 天然纤维(C6H10O5)n 木材、羊毛、蛋白质（动物纤维）等 含碳元素的化合物 有机高分子材料 任务一 探究材料的性能与应用 复合材料 复合材料：两种或以上理化性质不同的材料组合，实现单一材料不能达到的综合性能。 纸上钢琴中琴键用的导电胶带 金属+有机高分子 任务一 探究材料的性能与应用 木材、金属材料、塑料等都是常见的材料。 任务一 探究材料的性能与应用 木材是一种优良的造型材料，自古以来，它一直是最广泛最常用的传统材料，其自然、朴素的特性令人产生亲切感，被认为是最富于人性特征的材料。木材质轻，有天然的色泽和美丽的花纹，具有易于加工和涂饰、隔热与绝缘的特点。由天然木材制成的作品，纹理美观，自然淳朴。 木材 任务一 探究材料的性能与应用 木材能够广泛应用的原因之一，是其具有较好的强度性能及优良的加工性能。材料的强度是指材料抵抗变形和断裂的能力。强度是评定材料质量的重要力学性能指标，是设计中选用材料的主要依据之一。根据受力种类的不同，分为抗拉、抗压、抗弯、抗剪等。 木材 任务一 探究材料的性能与应用 木制板材可分为实木板材和人造板材。实木板材有指接板、集成板、薄木和单板等。实木材料具有各向异性的特点，在自然条件下具有吸湿而膨胀、解吸而收缩的特性。木材暴露在空气中时，容易受温度和湿度的影响，发生尺寸、形状和强度的变化，出现变形、开裂、扭曲和翘曲等现象。 木材 任务一 探究材料的性能与应用 木材 人造板材有密度板、刨花板、胶合板、细木工板、三聚氰胺板等。人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围更广。 防潮 细密、耐冲击 隔音、环保 隔音、隔热 耐高温、耐酸碱、 防潮、防火 任务一 探究材料的性能与应用 金属材料是指由纯金属或合金构成的材料，具有金属光泽，有良好的 导热和导电性能，以及优良的力学性能和可加工性能。 金属材料 任务一 探究材料的性能与应用 金属材料的力学性能主要包括强度、刚度、硬度等，一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标。 硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，它直接影响材料的耐磨性和切削加工性。硬度往往和材料的耐磨性和耐久性联系在一起。一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性越好。车床、铣床上用于金属加工的刀具，其材料必须具有很高的强度和硬度。 金属材料 任务一 探究材料的性能与应用 金属材料 可恢复 形变F1 弹簧 断裂F3 破坏性 形变F2 强度：材料抵抗破坏性形变的能力。 抗拉强度作为判别金属强度的指标（一般抗拉强度高，其他强度也高） 1、强度——拉伸实验 任务一 探究材料的性能与应用 金属材料 2.硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，影响材料的耐磨性和切削加工性 钢刀 陶瓷盘子 铝板 任务一 探究材料的性能与应用 金属材料 3.刚度：材料在受力时抵抗弹性形变的能力。 刮大风时树干会摇摆，铁塔却几乎纹丝不动，强度或硬度能解释吗？ 任务一 探究材料的性能与应用 塑料是一种具有多种特性的材料。它原料来源广，性能优良（质轻，具有绝缘性、耐腐蚀性等），加工成型方便，具有装饰性，而且价格比较低廉，广泛应用于仪器、仪表、家用电器、包装及日常生活用品等各领域。 塑 料 任务一 探究材料的性能与应用 塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。 热塑性塑料是指在一定的温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料。热塑性塑料受热后可多次成型，废料可回收再利用。 热固性塑料是指在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料。在需要隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料。 塑 料 化学变化，不能再软化， 不可回收 物理变化，可重复可回收 任务一 探究材料的性能与应用 新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料，如超导材料、碳纤维、石墨烯、柔性玻璃、形状记忆合金等。 新材料 超导材料 碳纤维 石墨烯 柔性玻璃 零电阻抗磁性 耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀 高强度、韧性、热传导、导电、透光 可弯曲，非常柔韧 任务一 探究材料的性能与应用 金属材料 形状记忆合金，是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有"记忆"效应的合金。在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有"记忆"功能而自然展开，恢复抛物面形状。 任务二 选择和规划材料 《考工记》记载：“天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者然后可以为良。”由此看出，古人很早就意识到材料选择的重要性。材料选用适当与否，直接影响着产品的内在功能和外观质量。任何一个产品设计，只有选用材料的性能特点与其加工工艺性能相一致，才能实现设计的目的和要求。 选择材料时，要综合考虑材料的性能、材料的工艺性以及材料的成本等因素。 任务二 选择和规划材料 在产品设计选择材料时，首先应该考虑材料的性能是否满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等。选择材料时，还需要考虑材料应具有良好的加工性能，符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求，优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并与加工设备及生产技术相适应的材料。 材料的性能 任务二 选择和规划材料 材料的价格和加工成本直接影响着产品的性价比。应在满足设计要求的基础上，结合材料的成本，优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料。 选择材料时，安全是最基本的因素，材料的选择应充分考虑可能遇到的各种危险。 材料的成本 任务二 选择和规划材料 为了提高材料的利用率和劳动效率，保证产品质量和正品率，应对材料进行合理的规划。 在规划材料时， 一要做到料尽其用，优材不劣用，大材不小用，长材不短用； 二要充分考虑材料的颜色、花纹和光泽，外用料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料； 三要考虑材料的加工余量和损耗等因素，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度。 材料的规划 1、周末放假期间，小明和父母一起去了自然博物馆，里面有许多动物和植物。小明发现博物馆里基本有两种类型的展品，一种是动物或植物尸体加上制作后，放置在玻璃窗内的；一种是1 ：1还原动物或植物放置在大厅里的。小明在博物馆看到的展品中不属于模型的有( ) A.浣熊标本 B.“摇头晃脑”的恐龙 C.史前地形的三维模型 D.塑料制作的史前植物 A 2.下列说法不正确的是（ ） A、产品设计的过程一定要经历了这五个模型制作的过程 。 B、草模用于技术产品造型设计的初期阶段，它的作用主要是帮设计者发展构思。 C、原型广泛应用于新产品的开发中，有时就是最终产品。 D、模型（model）是一种实体设计语言。 A 3.下面四个题共用四个选项，请把正确选项选出。 （1）需要研究产品的各种性能以及人机关系，最重要的是进行技术试验。那么这个阶段的模型应该是（ ） （2）张晓红构思了一个婴儿摇篮，现想进一步分析产品的结构和连接方法，他应制作出（ ） （3）能清晰地表达产品的结构尺寸和连接方法，并用于进行结构强度试验的模型属于（ ） （4）在造型设计的初期阶段，采用（ ）模型将设计构思简单的表达出来，供设计人员深入探讨时使用。 A、草模 B、概念模型 C、结构模型 D、功能模型 D C C A 4.我们身边有非常多用金属制作的产品，下列说法错误的是( ) A.电线、电缆采用金属制作，是利用了金属的导电性 B.大桥的拉索是不锈钢材料，是因为不锈钢有很好的抗拉强度 C.炒菜用铁锅，是因为铁锅有良好的导热性 D.不锈钢保温杯能够保温，是因为不锈钢导热性差 D 5.自古以来，木材一直是最广泛最常用的传统材料。下列关于木材的论述错误的是( ) A.木材以其自然、朴素的特性令人产生亲切感，被认为是最富于人性特征的材料 B.实木的性能要比人造板材好，但因为成本过高，所以人造板材适用范围更广 C.木材暴露在空气中时，容易受温度和湿度的影响，发生尺寸、形状和强度的变化，导致变形、开裂、扭曲和翘曲 D.实木材料具有各向异性的特点，在自然条件下具有吸湿而膨胀、解吸而收缩的特性 B 《考工记》记载:“天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者然后可以为良。”高中生小明在接触通用技术课后，对工艺产生了兴趣，他打算自己做一个简易的手电筒。在制作之前他翻阅了大量资料并且自己画了手电筒的简易图纸(如图所示)。请回答第下列问题。 6.根据《考工记》的这段话，小明在制作简易手电筒时应该注意（ ） A.制作手电筒时的天气 B.制作手电筒时所在的地理位置 C.制作手电筒的材料 D.制作手电筒时不要弄伤自己 7.小明首先制作的是手电筒的圆筒形绝缘外壳，考虑到加工上的工艺难度和材料的环保性，小明可以选择( ) A.塑料 B.金属 C.厚纸筒 D.实木板 C C THANK YOU YOUR LOGO Lavf61.7.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Lavf58.51.100 Lavf61.7.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $