第一部分  產品模型制作基礎
第1章產品模型概述 3
1.1產品模型的相關概念 4
1.1.1產品模型與產品原型 4
1.1.2手工模型與數字模型 4
1.1.3產品模型的迭代 5
1.2產品模型的作用與意義 6
1.2.1 產品模型的構建是創造性的設計實踐過程 6
1.2.2 產品模型的構建是協調新產品研發問題的有效方法 7
1.2.3產品模型是設計的實物依據 11
1.3產品模型的類型與用途 12
1.3.1概念構思模型 12
1.3.2功能實驗模型 13
1.3.3交流展示模型 14
1.3.4手板樣機模型 15
1.4產品模型的制作原則 16
1.4.1經濟性原則 16
1.4.2便捷性原則 16
1.4.3目的性原則 17
1.5本章作業 18
思考題 18
第2章 產品模型制作材料的選擇與應用 19
2.1產品模型制作常用材料及其特性 20
2.1.1油泥 20
2.1.2石膏粉 21
2.1.3紙類 21
2.1.4塑料類 21
2.1.5橡膠類 23
2.1.6木材類 24
2.1.7金屬類 24
2.2產品模型制作材料的應用 25
2.2.1概念構思模型的常用材料 26
2.2.2功能實驗模型的常用材料 26
2.2.3交流展示模型的常用材料 28
2.2.4手板樣機模型的常用材料 28
2.2.5產品模型制作綜合案例 29
2.3本章作業 31
思考題 31
實驗題 31
第3章 產品模型制作常用的工具、設備及安全防護 33
3.1常用加工工具和設備 34
3.1.1裁切類工具 34
3.1.2鋸割類工具和設備 34
3.1.3銼削、磨削類工具和設備 36
3.1.4鑽削、車削類工具和設備 39
3.1.5電加熱類工具和設備 40
3.1.6氣動工具、設備 41
3.1.7度量、畫線工具 42
3.2專用加工工具和設備 43
3.2.1油泥專用工具 43
3.2.2木工專用工具 47
3.3輔助加工工具及材料 49
3.3.1常用輔助加工工具 49
3.3.2常用輔助加工材料 52
3.4操作環境與安全防護 54
3.4.1操作環境 54
3.4.2安全防護 54
3.5本章作業 56
思考題 56
實驗題 56
第二部分  產品模型常用材料及制作工藝
第4章聚氨酯材料模型制作 59
4.1設計構思表達 60
4.2基礎形狀加工 61
4.2.1沿主視圖輪廓線加工 61
4.2.2沿俯視圖輪廓線加工 66
4.3局部形狀加工 69
4.4配件加工 70
4.5黏結成形 71
4.6本章作業 72
思考題 72
實驗題 72
第5章紙質材料模型制作 73
5.1設計構思表達 74
5.2繪制展開圖 76
5.3裁切構件 77
5.4構件的折疊與拼裝 79
5.5模型測試 82
5.6本章作業 82
思考題 82
實驗題 82
第6章石膏材料模型制作 83
6.1設計構思表達 84
6.2搭建澆注型腔 85
6.3制作石膏體 87
6.3.1調和石膏溶液 87
6.3.2澆注石膏體 88
6.4雕刻成形 89
6.4.1沿主視圖輪廓線加工 90
6.4.2沿俯視圖輪廓線加工 91
6.4.3局部形狀加工 93
6.5本章作業 96
思考題 96
實驗題 96
第7章油泥材料模型制作 97
7.1搭建內骨架 98
7.2貼附油泥 100
7.3形態塑造 102
7.3.1形態的粗略塑造 102
7.3.2形態的精細塑造 105
7.4本章作業 113
思考題 113
實驗題 113
第8章塑料材料模型制作 115
8.1熱塑性塑料的冷加工 116
8.1.1塑料板材的冷加工 116
8.1.2塑料管材和棒材的冷加工 118
8.1.3塑料材料的打孔、銑槽及拋光 118
8.2熱塑性塑料的熱加工 119
8.2.1塑料板材的熱折彎加工 119
8.2.2塑料板材的多向曲面熱壓加工 120
8.2.3棒材、管材的熱彎曲加工 124
8.3塑料模型制作案例 125
8.4本章作業 127
思考題 127
實驗題 127
第9章木質材料模型制作 129
9.1零件加工制作 130
9.1.1板狀零件加工與制作 130
9.1.2條形零件加工與制作 135
9.2零件的連接 138
9.2.1榫卯結合連接 138
9.2.2預埋件連接 141
9.2.3組裝零件 142
9.3本章作業 144
思考題 144
實驗題 144
第10章 快速成型技術與產品模型制作 145
10.1快速成型技術概述 146
10.2快速成型技術及原理 146
10.3 數字化建模與快速成型技術結合制作模型 147
10.3.1數字化建模技術設計產品造型 147
10.3.2快速成型技術制作實體模型 149
10.4本章作業 150
思考題 150
實驗題 150
第11章產品模型表面塗飾 151
11.1常用的油漆塗料及輔料 152
11.2油漆塗料塗飾注意事項 153
11.3油漆塗料塗飾方法 154
11.3.1覆蓋紋理的塗飾 154
11.3.2保留紋理的塗飾 160
11.4本章作業 161
思考題 161
實驗題 161
後記 162

黨的二十大報告為我國堅定推進教育高質量發展指出了明確的方向。在此背景下，本教材編寫組以“加快推進教育現代化，建設教育強國，辦好人民滿意的教育”為目標，以“強化現代化建設人纔支撐”為動力，以“為實現中華民族偉大復興貢獻教育力量”為指引，進行了滿足新時代新需求的創新性教材編寫嘗試。
工業設計是制造業的先導行業，在工業產品的開發過程中發揮著重要的作用。工業設計師通過將科技與藝術完美結合，不斷設計、創新產品並引導未來生活方式，從而提高人們的生活質量，改善人們的生活品質；通過對多學科知識體繫的綜合運用，創造性地構思了既具備科技因素，又富含藝術氣息和文化內涵的新的產品設計概念。
然而，優秀的設計創意、設計概念的提出，並不是工業產品設計所追求的最終目標，產品設計最終要以符合人們需要的、合理的產品形式表現出來。而在這個過程中，產品模型發揮了巨大的作用。
在產品開發階段，通常情況下使用產品模型描述設計概念、展現設計內容。產品模型是根據產品設計的構思或圖樣，對產品的形態、結構、功能及其他產品特征進行設計表達，形成的實體或虛擬的模型。這是將抽像的概念轉化為具像的可視化物像的過程，是從含糊、籠統轉化為清晰、了然的過程。
在產品設計過程中，設計師通過產品模型的制作不但能將設計概念具像化，以此表達設計思想、展現設計內容、傳達設計理念，更主要的是通過產品模型制作過程，可以幫助設計師分析和解決如產品形態、人機尺度、功能實驗、結構分析、材料運用、加工工藝等諸多設計要素之間的關繫問題。模型表現與制作過程實際是設計的再深入過程，設計師在對形態、色彩、結構、材質等設計內容進行具像化的整合過程中，不斷地表達其對設計創意的體驗，為交流、討論、評估及進一步調整、修改和完善設計方案，檢驗設計方案的合理性提供了有效的參考。通過產品模型能夠不斷修改與完善設計內容，提前預測、反饋和獲取重要的設計指標，盡量避免設計中非合理性因素的出現。產品模型制作為產品概念的實現提供了可進行綜合分析、研究與評價的實物參考依據，也是保障產品正式生產的重要前提。
產品模型始終跟隨產品設計的全過程，每一階段的設計所使用的模型有各自的作用與價值。目前，在產品設計研發階段，經常使用手工模型、數字化模型等方法進行設計表達。手工制作的模型具備直觀效果，能夠直接進行設計體驗，通過觸覺體驗增強對於材料和空間的感知，在制作過程中更容易產生設計想法，具有即時調整與快速表達設計構思的優勢，是表達設計構思、推進設計方案與展示設計內容不可或缺的重要方法。隨著計算機技術的不斷發展，產品設計中利用AutoCAD、UG、Rhino、Pro-E、SolidWorks等軟件虛擬構建產品模型，實現虛擬表現、虛擬測試、虛擬實驗過程，已經成為產品開發的新方式，可以自動、直接、快速、精準地將設計思想轉變為可視化模型，從而對產品進行快速評估、修改及功能實驗，大大縮短了產品的研制周期，在設計中發揮著重要的作用。每種模型都有不同的特點與價值，在各個設計階段發揮著不同的作用，作為一名工業設計師，應熟練掌握和應用產品模型制作的方法，根據不同的設計需要采取不同的模型和制作方式來體現設計構想。
產品設計模型作為一種便捷且合理的設計與表現方法，在設計行業得到廣泛運用。如何在設計階段通過產品模型綜合展現未來產品的設計內容，是設計師設計能力的重要體現，設計師隻有充分認識到產品模型制作的重要性，纔能在設計實踐中借助模型完善產品設計。
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本書由蘭玉琪、殷增豪、周添翼編著。張喜奎、潘弢、羅顯冠、潘潤鴻等也參與了本書的編寫工作，在此表示衷心感謝！
由於作者水平所限，書中難免有疏漏和不足之處，懇請廣大讀者批評、指正。
編者
2024.1
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