第六章--立体构成的材料与加工工艺

立体构成本章导读由于各种材料所具有的独特性质，它们在加工过程中会展示不同的形态变化。因此，在立体构成中，对材料的研究非常重要。了解和熟悉材料的基本形态、种类、质感特性及加工工艺等，将有利于合理有效地运用材料，并有助于拓展设计构思及激发设计灵感。第一章立体构成概述第一节材料的分类及特性第二节材料的属性第三节材料的质感、肌理及色彩第四节材料的加工技法第五节常用材料的构造属性及加工方法一、材料的分类二、常用材料的特性第一节材料的分类及特性（一）以材料来源分类（三）以基本形态分类（二）以材料质地分类（四）以物理特征分类一、材料的分类（一）以材料来源分类1.天然材料天然材料是指在自然界中天然存在的材料或只稍微进行人工加工的材料。如木材、竹藤、棉麻、皮毛、石材、黏土、等。天然材料具有原始、质朴的特性。2.人造材料人造材料是指通过人工加工而成的材料。主要有两大类：一是以模仿天然材料的质地、肌理等所制造的人造材料，如人造皮革、人造大理石、人造水晶等；二是利用化学反应制成的在自然界不存在的材料，如塑料、玻璃、金属和合金等。（二）以材料质地分类如果按材料质地不同分类，材料可分为金属材料、非金属材料及高分子材料等。（1）金属材料主要有：铁、铜、锌、铝、银等。（2）非金属材料主要有：玻璃、陶瓷、水泥、石材等。（3）高分子材料主要有：合成高分子材料，包括塑料、涤纶、橡胶、腈纶、纤维等；天然高分子材料，包括木材、竹材、棉麻、皮革、纸等。（三）以基本形态分类从材料的不同形态可以将材料分为点材、线材、面材和块材。（四）以物理特征分类以形体受外力作用时，其形体是否发生变化来分，可分为弹性材料、塑性材料、脆性材料、黏性材料、透明材料、不透明材料、液态材料等。二、常用材料的特性不同材料会产生不同的视觉效果和心理感受，如塑料具有轻巧、方便的特点，给人随意、细腻和现代感；纸材单薄柔弱，易加工，经济适用；钢铁则理性、沉重、冰冷，易使人产生锋利、强大的感觉；纺织物让人觉得温暖、亲切。一、材料的物理属性二、材料的化学属性第二节材料的属性一、材料的物理属性材料的物理属性主要包括材质的密度、弹性、脆性、塑性、导热性及硬度等。二、材料的化学属性材料化学属性是由材质本身与其他物质进行化学反应来决定的，如侵蚀、风化、溶解等。（一）抗酸性抗酸性是指材质具有不受酸类物质侵蚀的性能。如玻璃、塑料是抗酸性很强的材质，而木材、纺织品等是抗酸性弱的材质。（二）抗碱性抗碱性是指材质不受碱类物质侵蚀的性能。抗碱性较强的材质有陶瓷，金属、塑料的抗碱性较弱。一、材料的质感二、材料的肌理三、材料的色彩第三节材料的质感、肌理及色彩一、材料的质感质感是展现材质本身的实体感觉，是造型表现效果的重要因素，它是由触觉所引起的。但在人的视觉经验中，视觉可以获得触觉所转移的经验。所以通过视觉也能感知不同的质感。一般可以将质感归纳为粗犷与细腻、粗糙与光滑、温暖与寒冷、华丽与朴素、浑厚与单薄、沉重与轻巧、坚硬与柔软、干燥与润滑等基本感觉形态。二、材料的肌理由材料表面纹理构造组织而产生的触觉和视觉质感称之为肌理感。根据材料的来源不同，可以分为天然肌理和人为处理的肌理两种；根据材料存在的形态特征，肌理还可以可以分为视觉肌理和触觉肌理。视觉肌理主要是指物体表面的表层纹理，它是通过视觉来唤醒触觉而引起的；触觉肌理不仅能产生视觉触感，还能用手直接感知出物体表面的光滑或粗糙、坚硬或柔软、平整或凹凸等特征。在平面构成中，主要是运用视觉肌理。与平面构成不同，在立体构成中则需同时运用视觉肌理和触觉肌理，且肌理主要是通过材料自身特点来体现的。借助肌理技法可激发人们的冰冷与温暖、鲜活与沧桑、轻快与笨重、精致与粗狂、华丽与朴素等心理反应，因此，肌理的应用是现代设计的重要特征。肌理对立体造型的意义极为重大，它能丰富立体形态的表情。1.增强强立体感肌理的起伏变化能够增强形态的体积感和质感，丰富立体形态的情感表达，并增强造型的立体感和层次感。2.装饰作用不同的肌理会呈现形态不同的表情和特征。为很好地发挥肌理的这一作用，在立体构成时，我们常将肌理放置在视线经常看到的部位。3．肌理的情报意义除了增强形体的立体感和装饰作用外，肌理还具有提示和警示的作用。如汽车、飞机驾驶室中的仪表、旋钮和按键都有明显的触感区，从而指导使用者使用它们；又如公园里细碎的鹅卵石通道既美观，又具有按摩作用；马路边上的盲道可提示盲人行路等。（一）物体本色（三）心理色彩三、材料的色彩三、材料的色彩色彩是视觉艺术中不可缺少的一个重要因素，色彩作为形态的基本构成要素，在立体构成中也起着重要的作用。与平面构成中色彩的运用有所不同，立体构成的三维性使得色彩还受到光线、阴影、材料质地等因素的影响。（一）物体的本色运用物体本色的设计作品充满了自然气息，充分发挥了材料本身的质地美感。例如，木制造型设计就充分利用了其自然色泽与天然纹理独具的美感，以强调自然、质朴、返璞归真的主题，创作者对自然材料本色的保留更为重视。（二）心理色彩不同的色彩会给人不同的心理感受和联想，如软硬、轻重、明暗、冰凉与温暖等。同时，这些因素在立体造型中与形态、面积、方位、光影、材料性质等相结合，更增强造型的感染力。一、加工工具二、材料的选择与加工第四节材料的加工方法一、加工工具制作立体构成材料所需要的一般工具包括：测量和放样工具，如直尺、卷尺、画线规等；切割工具，如钢丝锯、刀子、板锯、手电锯等；钻孔工具，如电钻、电锤、钻头等；切削工具有木刨、板锉、多用刀等；组装工具，如虎钳、螺丝刀、钉子、螺丝等。（一）减形加工（三）变形加工（二）增形加工（四）美化加工二、材料的选择与加工二、材料的选择与加工不同的材料具有不同的造型效果。一般材料的选择有两种方式，一是按照艺术造型所要求的外观形式去选择材料和结构形式；二是先选择材料，然后再按照材料与结构的特点去塑造它的艺术外形。无论采用哪种方法，一定要注重材料、加工方法以及造型三者之间的关系，也要考虑到经济问题以及材料加工起来的难易程度。材料的加工方法是根据不同材料的属性决定的，如塑料之类可通过加热弯曲定型，木质材料可以粘接、锯割，玻璃、钢铁可以通过高温使其变形，冷却后再定形。总之，从造型的角度可以将材料的加工方法分为以下几种。（一）减形加工减形加工是将一个整体材料进行加工，使之成为单独个体材料。由于所用材料的种类、尺寸以及形态不同，其加工方法又可细分为以下几种。1．直线切割在直线构成的作品中，可以用适合于切割成直线的工具来进行加工。如切割三合板、纸张可以使用美工刀，较厚的木板、塑料板以及金属板等则须用木锯或钢锯。直线切割的造型具有几何形体的理性、冷漠的特征。2．曲线切割在曲线构成的作品中，应使用适合于切割曲线的工具来进行加工。如使用美工刀切割皮革、软木、硬纸板，使用钢丝锯切割薄木板、金属板等。曲线切割富有自由、浪漫的气息。3．钻孔在制作立体构成中，有时要求钻孔。常用的钻孔工具有手摇钻和电钻。4．刨削刨削是将木料或塑料板刨削平整光滑。常用的刨削工具是刨。5.锉因为刨子只能在平面上加工，而锉可用来在平面或曲面上加工。立体构成中常用的是三角锉、板锉和圆锉等。6.凿刻凿刻是指对木料表面进行凹陷加工。常用的凿刻工具有平口凿、半圆凿。其造型立体感强，形象生动。（二）增形加工增形加工是将已加工的各部分材料结合在一起，使之成为一个整体。由于所用材料的种类、尺寸以及形态不同，应使用不同的结合方法。1．对接对接是使用粘接剂把材料“边对边”或“面对面”进行结合的方法。对纸材、木材、塑料等可使用此方法。2．焊接马口铁、铜和黄铜等金属材料的结合可采用焊接方法。需要注意的是，焊接完毕后不要立即挪动焊件，要等冷却凝固后再挪动。3．钉接钉接是指在连接材料两边分别打眼，然后用钉穿进，或用螺丝刀拧入，使两边材料连接起来。这种加工方法在日常生活中应用十分广泛。4．滑接滑接是指在材料的联结点上设置一定的结构，如一方凸起、一方凹陷，或者一方固定，另一方可以在接触面上自由滑动或滚动，如推拉门就属于这种结构设计。5．铰接铰接是指用铰链（又称合页）将两个物体连接起来的一种形式，此时一个物体可以绕另一个物体在平面或空间（使用球形铰链）内旋转，如门绕门框旋转等。（三）变形加工变形加工是将材料通过特定的手段，使之形态发生很大的变化。由于所用材料的种类不同，所使用的变形加工方法也不尽相同。1．浸泡弯曲此方法一般适用于薄木板的弯曲加工。薄木板在水中长时间浸泡，就会变得易弯曲而不开裂。弯曲好的木板应用夹钳固定，使之干燥，则木板就会保持弯曲的形态。2.敲打弯曲此方法主要适用于加工薄金属板，可用木块或木槌作为工具敲打弯曲金属板。3.加热弯此方法主要适用于加工有机玻璃和各种塑料。要使这些材料弯曲成型，一般先要将材料加热至250°～300°。常用的加热方法有：用开水烫、或用电烤箱、电炉烤。4.石膏浇注在选用石膏做浇注材料时，如果制作的形态简单，可用木料或塑料制成模具；如果形态复杂，则需要先把黏土或油土堆塑成预期的形态，然后把这种原型翻成石膏。5.塑料注塑用塑料注塑成型，需要用注塑机。一般的注塑过程是：将米粒状的塑料放入漏斗内，进入管道，在管道外通电加热，使其软化后注入模具内，使用时将凸模压入凹模内即可成型。6.铜片弯曲将设计好的图样在青铜片、黄铜片或红铜片上放样，用剪、锤、凿和有凹凸的模子进行加工使其成型后，用烙铁焊接。（四）美化加工美化加工是将已经加工好的材料进一步加工，使之成为一个具有独特表面效果的作品。常用的美化加工方法有以下几种。1.抛光有些立体构成作品经过抛光加工处理后，其独特的效果就会显现出来。2.镶嵌用实际材料在立体作品表面进行镶嵌可产生装饰作用，从而产生秩序美和肌理美。3.上色部分立体构成作品在完成之后还需要上色以增强表现力，常用的上色颜料有油画颜料、丙烯颜料、水粉颜料等、。第五节常用材料的构造属性与加工方法一、纸材二、塑料四、竹、木、藤材五、泥石材料三、金属六、玻璃一、纸材纸材是立体构成训练中最常使用的材料。纸材具有易加工、质地温和、有韧性等特征，且价格低廉，因而成为制作立体构成的首选。纸材具有适度透光性、吸湿性和吸油性等优点，同时也具有易破碎、易变形、易受污染等缺点。二、竹、木、藤材竹、木、藤材是天然的绿色造型材料，它们具有易加工、表面可涂饰、材质轻、柔韧性好、拉伸强度大、外表美观、耐冲击和震动等特点，且对热电和声音有较好的绝缘性，其被广泛地应用于建筑、家居等工作和生活环境中，充满自然气息。三、塑料塑料是人造高分子有机化合物，可塑造成各种制品。塑料具有质量轻、成型工艺简单、易成型、成本低、色彩多样并有抗腐蚀性和电绝缘性等特征，缺点是耐热性和刚性比较弱。塑料的成型工艺有很多种，包括注塑成型、吹塑成型、压制成型、浇铸成型、手糊成型等等。因为塑料的加工性能好，所以其造型丰富多彩。四、泥石材料泥石材料包括黏土、水泥、石膏粉、砖瓦、石头等，它们是建筑、雕塑的主要构造材料。黏土易成型，可以用雕、塑、捏等方式随意塑造，烧制后可以长期保存。花岗岩、大理石、石灰石等是常见的天然石材，其具有纹理美、强度高等特点，是很好的装饰性材料。石材常用的加工方法有：锯切、研磨、抛光、琢石等。五、金属材料金属材料坚固耐久、种类繁多、质感丰富，有较好的表现力。常见的金属材料有钢、铁、铜、铅、金、银等。金属具有强烈的金属光泽，强度高，有磁性、韧性和很强的视觉感。金属通过切割、弯曲、锻造、组合、打磨等手段，可以制成薄片、面材、金属丝和金属块体，表面又可以用腐蚀、压印、喷涂、贴膜、雕刻等手法来处理，能够形成多种不同的质感。六、玻璃玻璃具有透光、隔声、耐磨、耐气候变化、耐腐蚀等一系列优良特性。有的玻璃还具有保温、吸热、防辐射等特性。玻璃可以用吹、拉、压、铸等多种成型和加工方法来制成各种形状和大小的制品，在现代设计中应用较为广泛。thanks