李 旭

兰州理工大学设计艺术学院，甘肃 兰州 730050

1 模型制作目的与意义

1.1 目的

设计者将设计构想与意图综合美学、工艺学、人机工程学、哲学、科技等学科知识，凭借对各种学科的驾驭，用以传达设计理念，塑造出具有三维空间的形体，从而以三维形体的实物表现设计构想，并以一定的加工工艺及手段来实现设计的具体形象化的设计过程。

1.2 意义

1）说明性，以三维的形式来表现设计意图与形态，是模型的基本功能；

2）启发性，在模型制作过程中以真实的形态，尺寸和比例来达到推敲设计和启发新构想的目的，成为设计人员不断改进的设计依据；

3）可触性，以合理的人机工学为参数，探求感官的回馈、反应，进而求取合理化形态；

4）表现性，以具体的三维实体，详实的尺寸和比例，真实的色彩和材质，从视觉触觉上充分满足形体的形态表达，反应形体与环境关系的作用，使人感受产品的真实性。

2 ABS塑料板特性与加工方法

2.1 ABS塑料的特性

ABS塑料化学名称为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名称 Acrylonitrile Butadiene Styrene。外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS板相对密度为1.05左右，吸水率低，同其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。具有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用，其热变形温度为93℃～118℃，制品经退火处理后还可提高10℃左右，在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40℃～100℃的温度范围内使用。并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。其应用领域很广，在机械制造多用于制作齿轮、泵、汽车内饰、电子产品、玩具、电脑等等。在模型制作中最常用的是低温冲击ABS工程塑料板，板材经画线，切割后可直接粘制成型，也可用热塑成型，叠粘成材料后还可以进行车铣刨等机械加工。常用ABS工程塑料板规格为，板材：0.3mm～3.5mm 面积为1000mm×600mm，或1200mm×2000mm。

2.2 ABS工程塑料板加工主要方法

ABS工程塑料板加工主要方法有：切割，粘贴，拼接，压模等。

3 模型制作

3.1 ABS工程塑料板的模型制作

ABS工程塑料板的模型制作主要分为石膏模、压模、拼接、打磨，后期处理几个部分，模型制作的复杂与简易这和我们所设计的产品外形的难易有关。首先，我们要有准备：

1）工具 ABS工程塑料板的模型制作需要很多工具，我们大致分为以下几类：（1）测量类：角尺、直尺、曲线板、游标卡尺等；（2）切割类：美工刀、钩刀；（3）打磨类：锉刀、整形锉、砂轮机等；（4）加热工具：烤箱、热风枪；（5）钻孔工具：电钻，台式电钻；（6）装卡工具：台钳；（7）粘合：三氯甲烷；

2）工程图与卡板制作 标准的工程图和卡板是模型制作的第一阶段，卡板将模型的误差减小，卡板结合产品的三维图来制作，在形体主要转折点和形体变化的地方测点制作，这样对产品的形态把握精准。

3.2 模型制作

准备工作完成后，我们开始模型的制作阶段，简单来说，一般分别为4个步骤：

1）石膏模型阶段 不是所有的ABS塑料板模型都要进行石膏模这一步，根据所选的产品设计决定是否开石膏模。根据产品的大体尺寸，用木板或纸板制成箱体，将搅拌好的的石膏注入箱体内，等其凝固后，将箱体拆除，对石膏进行形体修整，完成的石膏模应该与所设计的产品外形一致，在石膏模型制作阶段注意：（1）石膏选择上应该选取质地较细，颜色较白的石膏；（2）在搅拌石膏时要求比例是水：石膏是1：1.4～1.8左右；（3）注入石膏时注意气泡，可用手拍击箱子的侧面将气泡震出。在制作复杂的模型时，石膏模可以分开做。

2）压模阶段

在模型压模前，先进行ABS板裁切，将工程图放大约1.2倍拓在ABS板上，由于受热后ABS板伸缩性较好，所以尺寸比例要比原图大。一般进行压模的ABS板的厚度为1.2mm和2.0mm。

准备工作完成后，我们开启烤箱，（1）将温度设置为160℃～180℃之间，等待烤箱温度达到100℃时，将裁切好的ABS板放入烤箱，时间大约为2小时左右；（2）压模，将石膏模型放置好，在压模时，我们可阴模、阳模结合压，这样ABS板受力均匀，在压膜之前，必须佩戴好隔热手套，高温的ABS板会将手烫伤，快速的从烤箱中取出ABS板，将其放在石膏模上，可用阴模按压，也可用手进行按压，速度要快，室温会使软化好的ABS板迅速降温的，在压模过程中，使用力度要到位，否则软化好的ABS会由于受力不均变形和扯断。

3）切割拼接打磨阶段

（1）在石膏模结束后，由于受力和在压模过程中的拉扯、ABS板会有许多余量，我们可其将其切割掉，可用工具将其切除，一般用线锯，将大部分余量切除后，再用钢挫进行边角的打磨，直到符合尺寸图为止，没有进行压模的ABS板，用钩刀切割后可直接用钢锉打磨，注意在打磨时，要注意力度和方向，用力不均边缘会出现凹坑。

（2）拼接是将切割好的ABS板粘合在一起，通常用来粘合ABS板的是三氯甲烷，使用三氯乙烷（氯仿）粘合塑料不是因为它挥发后能很好的附着在塑料表面，与其有较强的结合力；而是三氯乙烷将两需要粘合的塑料表面发生溶解，并在外力的作用下，紧密贴合，在溶剂挥发后，溶质将接缝空隙填满，从而成为一个整体。在用三氯甲烷时，一般是吸入注射器，用针头将三氯甲烷注入接缝中。如果模型较大，转角处大，我们就必须在粘合时在模型内部价上加强筋，制作比较简单，可将不用的ABS板切割成长条，用热风枪吹出符合模型内部的弧度，将其粘在内部，即固定整体，又利于接缝粘结。在拼接时，把大部分拼接出来就可以，方便后面的打磨阶段。

（3）打磨是一项枯燥繁琐的过程，由于压模和拼接过程中会在ABS板上留在痕迹，所以我们必须将这些痕迹清理，通常是用原子灰将凹坑和划痕填平，原子灰俗称腻子，一种嵌填材料，与固化剂按一定比例混合，具有易刮涂、常温快干、易打磨、附着力强、耐高温、配套性好等优点，在涂抹原子灰要注意：①固化剂（过氧化物）按重量比100∶1.5～3调配而成；②ABS板表面无杂质，易于涂抹；③涂抹原子灰时，不要配多，原子灰会短时间固化，现用现配；④打磨时注意原子灰必须完全固化，潮湿的原子灰会附着在锉的凹槽内，简短锉的使用寿命。ABS板打磨顺序是锉，粗砂纸，细砂纸、水砂纸，随着水砂地打磨的结束，表面会变得光滑，而检验表面光滑的方法是喷底漆，在油漆的作用下，表面的瑕疵会立马显现出来，这就要我们再补原子灰，再打磨。

4）喷漆 后期制作

打磨完成后，我们将进行做后的组装，将大部件组装在一起，拼装完成后开始喷漆，一般选用的是自喷漆，喷漆时将周围打扫干净，喷涂以前建议选择类似产品进行模拟试验，以达到预期效果。使用前，均匀上下摇晃产品2min，利用内置玻璃球搅匀油漆和气体，距离模型表面25cm～35cm压下喷头，均匀移动喷漆罐，以达到一条喷漆带，上下喷涂，产生喷涂面，切忌在一个点连续喷涂，将造成倒流（流泪）现象。使用完毕后，若罐内有剩余，必须进行倒喷，即罐体倒置按喷2～5下喷头，以利用气体清洗管道内剩余气体，否则该产品在1小时后堵罐而报废。当模型是套色方案是，可用纸将不同的色块包住，在进行喷漆。模型的装饰部分可在制作模型时做好，模型完成时打印出来，装裱在模型上，这是完成的模型。

4 结论

综上所述，产品模型制作是帮助设计师认识产品，完善产品的有效途径。在ABS工程塑料板的模型制作中，可以完全的做出仿真实物，外观与实物无差别，是一项既经济又高效的模型制作方法，随着科技不断地进步，模型制作的制作方法和加工工艺因为会随之革新，希望模型制作在以后的产品设计过程发挥出最大的作用，设计师能够更方便快捷的完善产品创意。

[1]谢大康.产品模型制作[M].北京：化学工业出版社，2003.