四、设计时如何选择材料

在设计时如何正确、合理地选用材料是一个实际而又重要的问题，它提供了设计的起点，并影响到设计产品内在和外观的质量。

设计材料的选择必须考虑材料自身的特性与设计产品相适应，还应考虑材料与人、环境的有机联系。选择材料时，考虑的要点如下。

⑴ 材料的固有特性应满足设计产品的使用功能、使用寿命等要求。

产品的使用功能和寿命是最基本的，也是主要的设计要求．所以，首先必须考虑材料的固有特性能实现产品的功能，材料的耐久性能保证产品的使用寿命。在此前提下考虑其他问题才有意义。

⑵ 材料的工艺性应方便设计产品，实现制造结构，并有利于优化生产加工工艺过程。

产品的制造结构对应着制造工艺，如模铸、冲压、弯折或切削等。要考虑材料的工艺性适应制造要求，并在可能的前提下优先选择工艺难度小和生产成本低的材料。

⑶ 材料的质感应与设计产品的造型特点、民族和地域特征、文化艺术品味等设计风格相协调．以实现较好的外观效果。

⑷ 有安全性等特殊要求的产品或零部件的选材要按照有关标准选用。例如医院的某些电疗设备中与病人接触的部位，其表面应选择绝缘且抗静电的材料。

⑸ 在满足设计要求的基础上，优先选择资源丰富、价格低廉、有利于环保的材料。

⑹ 注意市场调研，了解消费者对选材的期望，并在合理的前提下尽量满足消费者的需求。同时注意发挥新材料的优势为设计服务。

⑺ 注重人类社会可持续发展原则，设计选材时应研究产品的整个生命周期对自然环境的影响，要尽量减少对环境的污染和破坏，减少对资源的浪费，充分考虑材料的回收、再生和重复利用，以利节约资源和保护环境。

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技术与材料的互动发展

在科学技术发展历程中，技术与材料呈现着互动发展的关系。

一方面，一种新技术的出现，往往需要新材料的支持。例如，人们早就知道喷气航空发动机与螺旋桨航空发动机相比有很多优点，但由于没有合适的材料能承受喷射出的燃气的高温，这种理想只能是空中楼阁。直到1942年研制成功了钛基耐热合金材料，喷气发动机的制造才得以实现。同样，如果没有1970年研制成的可以实用的光导纤维时，也不会有现代的光通信技术；如果不能研制成高纯度大直径的硅单晶，就不会有高度发展的集成电路，更不会有今天这样先进的计算机。这样的例子不胜枚举。

反过来，先进的技术又促使了具有前所未有性能的新材料的诞生。例如，利用巨型计算机可计算出，人们需要什么性能的材料，就可以采用什么样的物质组成来制作具有此种特性的材料。甚至在设备还没有制造出来之前，便可以先用系统仿真或虚拟现实技术展现出将要制成的零件在工作时的性能如何、这就使得在研制新材料时，具有更大的主动性、预见性。因此，现代的材料技术正同其他高新技术互相支持、共同发展，使材料世界的硕果更加绚丽夺目，如产生了性能特殊的金属材料、巧夺天工的高分子材料；脱胎换骨的陶瓷材料；取长补短的复合材料；不可思议的超导材料；色彩斑斓的液晶材料；效法自然的仿生材料；聪明过人的智能材料等（图4-14）。

★调查研究：

除了木材、金属、塑料外、常用的材料还有哪些？查阅《设计手册》、《材料手册》等图书资料，浏览各种材料的性能、用途、选择几种有代表性的填入下表。

材料名称                  用途举例