1、第六章 制作模型或原型教材教材p111-p116设计方案确定后,还需要根据设计方案制作模型或原型,以进一步展现自己的设计，交流、评价并检验设计方案。第一节 认识模型和原型在制作模型或原型前，我们需要先学习什么是模型和原型、模型制作流程、制作模型的材料及其制作工艺等方面的知识。一、什么是模型和原型(一）模型问题思考日常生活中，我们或多或少地接触过模型，它可能是大家喜欢的航模(图6-1)，也可能是某个建筑或有特别含义的某个物品的缩小版纪念品或藏品（图6-2)。生活中你还见过哪些模型?模型是根据实物、设计图样或构思，选用合适的材料、工艺进行加工，使之形成具有三维立体形态的实物。在产品设计过程中，模型
2、可以表达产品造型、结构关系、人机关系，供设计人员推敲、完善设计方案，是设计人员自身检验和与其他人员相互交流的一种方式。悉尼歌剧院悉尼歌剧院（图6-3）是20世纪最具特色的建筑之一，从动工到落成共花费了14年的时间。为兴建这应歌剧院，1955年举行了国际建筑设计竞赛。丹麦建筑师J伍重受橘子瓣的启发绘制的悉尼歌剧院设计圈，从233个方案中被选中，后又制作出了木制模型（图6-4)。模型采用的是更为奔放的抛物线屋顶，与悉尼歌剧院的最终造型有很大的差别。其原因是原来的设计建造难度过大，在后来的建造过程中被不断改造。建造屋顶时，设计团队以模型的方式反复尝试了12种不同的方法。最终建成的悉尼歌剧院的外观为3
3、组巨大的壳片，耸立在钢筋混凝土基座上。设计师最终选用瓷砖作为材料，目的是想让悉尼歌剧院在港湾的衬托下看起来像是天空的白云，而现在更多人认为其形态像是海上的“帆”。2007年，这一建筑被联合国教科文组织评为世界文化遗产。问题思考悉尼歌剧院从设计到落成期间，设计师为什么要以模型的方式反复修改其结构?在设计过程的不同阶段，根据不同的要求往往需要制作不同的模型。根据产品模型在各个设计阶段所发挥的实际作用，可以将产品模型分为草模、功能模型、展示模型等。草模是在设计初期，设计人员在构思草图的基础上，自己制作的能表达设计产品形态及基本体面关系的模型，多用于研究、推敲产品的基本形态、尺度、比例和体面关系。草模
4、制作是针对某一设计构思面展开进行的，可制作多种不同形态的模型，供分析、比较、选择和综合设计方案时使用。如图6-5所示，在设计初期，制作出不同形态的鼠标草模，以研究其形态的更多细节。草模多采用易加工成型、易反复修改的材料制作，如黏土、油泥、泡沫塑料、纸材等都是制作草模的常用材料。功能模型是验证产品功能设计合理性的模型，主要用于研究产品的一些物理性能、力学性能及人机关系，进而找出设计存在的问题以便继续修正。例如，汽车设计按1:1模型完成之后，就可对其进行风洞试验，检测外部整体形态是否正常、合理以及行驶的稳定性、安全性等。展示模型通常是在设计方案确定后，按所确定的形态、尺寸、材质及表面效果等要求精细
5、制作而成，其外观与产品有相似的视觉效果，但通常不反映产品的内部结构，具有展示、宣传、设计交流与评价等作用(图6-6)。展示模型通常选用加工性能好的油泥、石膏、木材、塑料及金属等材料制作。技术实践请结合自己的设计方案，尝试用身边易取得的材料泡沫塑料、纸板等)制作教师办公室用生态垃坡桶(或其他产品）的草模。(二）原型原型是采用实际生产材料并严格按设计要求对产品的外观形态和内部结构进行真实、准确制作的实物。原型在选用材料、结构方式、工艺方法、表面装饰等方面都应以批量生产要求为依据，几乎接近实际产品。通过对其进行生产前的综合实验分析，可避免不必要的设计浪费，还能缩短设计研发与生产试验周期，最终确定是否
6、可以进行批量生产，是实现产品研发到正式生产前的关键环节。问题思考展示模型与原型有什么区别?二、模型制作流程模型制作就是把设计方案或构思通过材料加工转化为实物模型的过程，是产品设计过程中不可缺少的重要环节。不同材料、不同种类模型的制作流程有所不同。一般来说,模型制作主要包括以下几个步骤。1.选择合适的材料用于制作模型的材料品种较多，我们要根据模型的种类及制作的要求来选择适当的材料。模型材料的选择，不仅影响产品模型的外观、质量，还制约了制作的方法。2.选择适当的工具和设备应结合材料特性和工艺要求，选择安全性和加工效率较高的工具或设备。用于模型制作的工具和设备有木工、金工、电子电工等的常见工具及三维
7、打印机、激光雕刻切割机等数字化加工设备。3.加工零件此环节就是运用加工工具对选用的模型材料进行成型加工。模型的零件主要运用堆、切、锯、雕、刻等方法进行加工。4.组装在组装之前，一定要认真思考各零件之间的连接方式，是永久性连接还是暂时连接，是线性活动连接还是转动活动连接，等等。对于某些结构简单的模型，可能只有一个零件,这样就无须组装。5.表面处理模型的表面处理主要是对其进行色彩涂饰，以及文字、商标和识别符号的粘贴等。并不是所有模型都需要进行表面处理，如制作完成度要求不高的草模就可以不用对其进行表面涂饰。三、常用模型材料及其制作工艺可用于模型制作的材料有很多，金属、塑料、木材、石膏、纸材、黏土、油
8、泥等都可作为制作模型的材料。关于木材、塑料和金属的加工工艺请参照第五章有关内容，这里仅就油泥模型及其制作工艺微简单介绍。油泥（图6-7)材料由黏土、凡士林、油料、蜡、树脂、填料等配制而成，是一种软硬可调、质地细腻均匀、附着力强、不易干裂变形的有色造型材料。油泥主要用于汽车等工业产品的模型制作以完成形态设计评价、修改，以及工艺品、五金、塑胶开模等。油泥的可塑性极强，可循环使用。根据模型形态的大小，油泥模型的制作通常有两种方式:制作小体积模型时，先用油泥直接堆砌出基本几何形状，再用泥塑工具(图6-8）切除其多余部分或用泥料进一步修补，使模型的形态逐渐显现出来;制作较大的模型时，先用泡沫塑料做内芯或骨架，再将油泥一层一层地铺贴在内芯或骨架上，本着先整体后局部的原则，直至达到大致的尺寸和厚度，再进行修整制作（图6-9)。技术实践尝试用油泥及泥塑工具将自己设计的产品制作出油泥模型。
