一、产品设计中的材料与模型
1.产品设计与模型
产品模型是设计构思的立体呈现，是设计者表达设计构思的方法之一，设计者根据设计构思利用不同的材料、工具和加工方法可以将其表现为实体模型。产品模型制作是对产品设计方案的深入和细化过程，能够对设计思路进行更直观的审核和推敲，并能清楚全面地展示产品设计方案，是设计方案评价的有力依据。
2.材料与模型在产品设计中的意义
对于产品设计来说，材料工艺和模型制作是至关重要的步骤。在产品设计过程中有了设计构思，就需要进一步确定形体，并选择适宜的材料进行加工，制成模型，检测和审核产品的造型、色彩、材质、表面处理、功能、结构、成本及可行性等。材料工艺与模型制作在产品设计的每个阶段有不同的呈现形式：设计前期尝试多种可能性材料并制作研讨性模型，中期将材料进行筛选并制作表现性模型，后期确定材料工艺并制作样机模型。产品通过不同阶段的材料与模型分析，最终才能进入量产阶段成为商品。
二、材料工艺与模型制作课程教学研究
1.教学目的
材料工艺与模型制作课程目的是通过理论教学及实践训练，让学生了解各种材料特性、加工工艺、模型制作加工过程，并掌握产品材料选择与模型制作的基本方法。教师通过本课程的教学，使学生了解生活中产品的生产制作过程和表面处理工艺，学会通过观察、分析、搜集进一步了解和熟悉材料，并能够对材料进行加工，制作出实体模型以进一步推敲设计，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
2.课程教学研究
（1）教学研究与侧重材料特性涵盖物理特性、化学特性、工艺特性和感觉特性，教师侧重讲解材料工艺特性和感觉特性，使学生更加清晰地感知材料的不同效果，便于学生在认识、学习材料的过程中结合自身对材料的感受和对实际工艺的观察积累选择合适的材料完成设计任务。模型分为研讨模型、功能模型、表现模型和样机模型，教师侧重讲解研讨性和表现性的模型表达。因为授课对象为低年级学生，所以重点是挖掘学生的动手、动脑能力，以及对产品的形态、尺度、体面关系、色彩、材质、质感等外观效果的观察和把控能力，进一步培养学生分析结构的能力。（2）教学与实践研究教学内容分为材料工艺和模型制作两部分。内容涵盖材料工艺概论、金属材料、塑胶材料、木材、陶瓷、玻璃、制模概念、制模意义与功能、模型制作与表现。教师针对教学内容进行讲练结合的教学。
第一，讲解材料概论。
教师选择有代表性的图片向学生提问，引出材料定义和基本属性，并介绍材料的发展过程和分类，提出材料特性并图文并茂地展开，讲解材料的物理特性、化学特性、工艺特性及感觉特性，最后引出材料选择原则。
第二，设计材料讲解与互动。
教师对五种常用材料金属、塑胶、木材、陶瓷、玻璃进行详细介绍，针对每种材料挑选大量清晰的产品图片，以看图分析工艺的形式与学生互动，使学生更能结合实际深入认识材料，讲解内容涵盖材料概述及分类、材料特性、加工成型工艺、表面处理等。
第三，模型制作案例讲解与作业。
针对本课程前、中、后三个阶段，讲解三个模型制作实例并布置课程作业。实例1及作业：多种材料热弯模型案例讲解，ABS塑胶热弯模型制作；实例2及作业：塑胶热压成型模型案例讲解，ABS塑胶热压鼠标模型制作；实例3及作业：木材榫卯结构设计案例讲解，榫卯结构产品设计制作。三个案例的讲解让学生对材料与模型的认识由易到难，由外形推敲到结构研究逐渐深入，也让学生形成制模概念，了解模型制作与设计的关系，并掌握模型制作方法、技巧及表现形式。
第四，课程作业要求与制作。
作业一：ABS塑胶热弯模型制作。要求：使用50×50cm、2mm的ABS板材进行3个家居产品的热弯模型制作。学生先绘制设计草图，制作纸模型，推敲产品的形体构造。确定产品外形和比例尺寸后，在ABS板上绘制产品外形展开图并切割下来，使用木棒或有一定硬度的单曲面形体作为辅助模具，将2mm的ABS板用热风枪局部加热后用辅助模具定型，达到热弯成型的目的。此部分的重点是让学生感知材料特性，并了解热弯成型方法，同时锻炼学生对产品形态的观察、比例把控及细节处理能力。作业二：ABS塑胶热压鼠标模型制作（参考鲁迅美术学院教学练习）。要求：学生每人选定一款鼠标，进行尺寸测量，绘制1∶1六视图。根据实物与六视图做成木制模具，通过塑胶热压工艺制作ABS模型，要求分模线清楚，表面平整光滑，形态准确，细节完整。此部分是对作业一的强化，学生通过作业一的制作，对ABS塑胶材质有了一定的认识，在第二部分中需要更大程度地发挥ABS塑胶的材料特性。先制作出比实物外形小2mm的木模鼠标模具，然后将2mm的ABS板在电烤箱中加热软化后取出，用木制鼠标模具压制各部分壳体，将各壳体匹配裁切，表面和边缘打磨成亮面或哑面效果，然后制作零件，最后装配粘接。这项作业的重点是让学生形成模具概念，了解模具拔模与产品分件，同时锻炼学生对产品外观的整体观察和表达能力。作业三：榫卯结构木模型设计制作。要求：学生每人选择或设计一款榫卯结构产品，并绘制1∶1的三视图和结构关系图，依据视图制作木制模型。要求运用榫卯结构，结构稳固，制作完整有细节，并具有一定功能性。制作前，学生需要大量查看榫卯结构图以及各种榫卯结构的产品，然后结合生活实际，设计一款具有一定功能的榫卯结构产品。学生根据设计需要自主选择合适的木材，进行锯割、刨削、凿削、打孔、打磨等加工，使榫卯结构相互匹配，最后装配起来。这项作业主要锻炼学生对模型外观的把控能力，同时考虑结构的合理性和稳固性。
三、结语
本课程采用以学生实践为主，讲练结合的方式，充分发挥学生的主动性。学生能够自主思考解决制作和设计中出现的问题，敢于尝试，不怕失败，课程教学取得了一定的效果。课程教学中的不足值得我们反复琢磨与调整，如，材料练习单一，学生接触尝试的材料有限，教师应该为学生尝试不同材料创造条件；因课程时间短，模型制作效果只侧重外观塑造与表面打磨，没有进一步深入处理模型表面效果；等等。产品设计中材料工艺发展迅速，模型制作手法越来越高超，教学内容须随着技术发展而不断更新，教师只有紧密结合产品设计专业需求，对授课内容进行总结和适当调整，才能不断深入，为后续设计课程教学打好基础。
作者：杜妍洁 单位：湖北美术学院
