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模型指导

《模型制作基础》讲义

一模型用途及分类

模型是设计方案的实体预想效果。

设计者可以利用现实的材料以及各种模型加工工艺手段，使得二维图纸的预想效果在三维空间中真实的呈现出来。

模型的用途建立在它自身独特的优势之上，可以概括为以下四个方面。

一、人机工学测试

二维的效果图即使非常逼真，人们也无法真实的感受它，考量设计存在的弊端。

三维的实体模型就可以一步到位体现最终产品的实际空间效果，可以通过触摸体验、模拟操作来测试产品的人际舒适度，有利于改进设计中不足的地方。

二维→三维

二、感官体验

模型使用真实材料和现代加工工艺制成，给人以直观的产品体验。

在产品展示中，我们可以用手去触摸产品外部的质感特征，用眼睛去360°的观察建筑、产品外部的各个视角，体验外观质量。

三、构思评价

设计师可以通过建筑、产品模型来研究处理草图和效果图中不能充分表达细节的部位，可研讨构思草图中不能解决的产品形体上很多具体的空间问题，如线面转折的过渡关系、细部与整体的协调关系、外观形态与内部结构的关系等，不断校正从图纸到实物之间的视觉差异，从模型中显现建筑、产品的设计意图，进一步调整修改设计方案，达到设计方案的合理性。

四、材料试验

每种材料都具有其特定的感性表达方式。

若设计效果图中所设定的材质方案与实际产品形态质感难以一致，通过模型材料试验，色彩试验，设计师可以有效的获得外观最佳的材料工艺方案，减小产品开发的投资风险。

建筑与环境的模型种类很多，很难从某一个角度对其作全面的分类归纳。

按照时代分类，可以分为古建筑模型、现代建筑模型、未来模型等，按用途分类，可以分为设计模型、表现模型、展示模型、特殊模型等；按设计内容分类，可以分为建筑模型、小区模型、都市模型、园林模型、室内模型、家具模型、港口码头模型、桥梁模型等；按建筑类型分类，可以分为工厂模型、住宅模型、别墅模型、写字楼模型、商场模型等；按制作工艺分类，可以分为电脑制作模型（CAM）、手工制作模型、机械制作模型等；按选用材料分类，可以分为纸质模型、塑胶模型、木质模型、吹塑模型、复合材料模型等等。

尽管模型分类种类繁多，但习惯上人们常常把建筑与环境模型按用途与材料两方面进行分类。

一、按用途分类的模型

建筑与环境模型按用途可以分为设计模型、表现模型、展示模型、特殊模型。

（1）设计模型

设计模型是建筑与环境设计的一种手段。

它以建筑与环境单体的加减和群体的组合、拼接为手段来探讨设计方案，相当于完成建筑与环境设计的立体草图，只是以实际的制作代替了用笔绘画，其优越性显而易见，常被建筑师、园林设计师和室内设计师所运用。

设计模型室设计师的一种工作模型。

设计建筑造型时，可做“体块模型”来辅助表现；分析结构时，可做“框架模型”解剖结构；推敲内部空间时，可做“剖面模型”来展示内构；布置周围环境时，可做“沙盘模型”来说明布局。

这类模型的设计制作，不讲究材料、工艺，也不要求有很高的精度，只要求整体效果和比例准确。

但是要掌握设计模型的技法必须要做无题模型和有题模型的基本训练。

（2）表现模型

表现模型作为建筑设计的重要表现方法，具有直观性突出的优点和独到的表现力。

这类模型的设计制作不同于设计模型，它是以设计方案的总图、平面图、立面图作为依据，按照比例缩减。

其材料的选择、色彩的搭配等也要根据原方案的实际构思，适当地进行加工处理。

这里最需要强调的是，表现模型不是单纯地依图样复制，其目的在于表现和对设计方案的完善，是把图纸上的意图和方案转为实体和空间表达，传达建筑设计的外在形式、环境构思以及建筑环境的格调。

表现模型常应用于建筑报建、投标审定、施工参考等。

（3）展示模型

展示模型要求做工精巧，材料与色彩特别讲究、质感强烈，装饰性、形象性、真实性显著，具有强烈的视觉冲击效果和艺术感染力。

展示模型一般按照图纸制作，但是又不受图纸束缚。

在建筑层高、空间、装饰等方面可做适当夸张调整，以求得到较好的视觉效果。

常用作宣传都市建设业绩、房地产售楼说明等。

（4）特殊模型

特殊模型是特殊用途、特殊功能和特殊材料制作的模型，如深圳的“锦绣中华”、“中华民俗村”、“世界之窗”和广州的“珠江新城”等都是大型特殊微缩模型。

他们都是利用电子、机械以及现代装饰艺术手段，使模型具有发光、发声、喷泉、流水、灯光等动作景象，还配有自动控制与声光同步等特殊功能。

二、按照材料分类的模型

建筑与环境模型表现形式主要是从制作材料上来分类的，一般分为纸质模型、木质模型、有机玻璃模型、吹塑模型、胶片模型、复合材料模型等。

（1）纸质模型

（2）木质模型

这种模型，可以在表面装贴各种仿真质量的材料，如胶片、特灵珑、镭射玻璃等。

（3）有机玻璃

（4）吹塑模型

（5）胶片模型

胶片模型是常采用质轻易卷曲的pvc胶片和亚克力胶片制作。

这种材料耐腐蚀、色彩与光泽好，且坚硬、光滑，易于加工成型。

有些品种的胶片具有玻璃幕墙、透光玻璃镜面等视觉效果。

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（6）复合材料模型

现代建筑与环境模型的设计制作，一般都采用多种材料复合制作而成，如在卡纸上复涂一层印有砖文、石纹、水纹、木纹的薄膜纸塑复合材料，在透明有机玻璃下印有花岗石纹和木纹的仿花岗石板材等。

至于模型的表现形式也不是固定的几种，设计制作者完全可以根据需要自己综合选定，创造出一种经济、快速、加工方便，又效果良好、表现精美、富有时代感和装饰感的模型来。

三、模型制作原则

1、科学性的原则

要求科学、客观的表现其形象。

一般不允许有主观的变形、夸张、失真现象，强调理性的逻辑。

2、艺术性的原则

模型制作是设计制作者经过巧妙构思，运用各种材料精心制作而完成的一件微缩艺术实体，以其例题和表面形态表现出设计物的造型，给人以艺术的再现和美的享受，因此它成为艺术性较高的精湛设计品。

3、超前性的原则

4、工艺性的原则

四、学习《模型制作基础》的方法

1、培养绘识图能力

2、培养对比例的目测与缩放能力

3、培养对材料工艺的把握能力

成功的模型制作对新材料、新工艺格外注意在选择材料时特别精心。

它们均以材料的性质、成型方法、加工工艺手段跟新为依据。

因此学习模型制作，无一例外地都应该学习与掌握材料与工艺有关的知识技能和发展动向。

4、培养空间理解与想象能力

5、培养耐心细致的工作态度

模型制作的过程是一个艰苦、有序和较为复杂的综合劳动过程，需要设计制作者具有认真、细致、持之以恒、精益求精的工作态度，既要有艺术和美学素质，又要掌握动手制作的技能；既要善于创造性工作，又要善于群体协作，共同配合。

这就要求设计制作者进行各种训练，如画线、刻线、折线、贴纸、着色、浇注、粘接、焊接、切割、卷曲，以及钉、锯、刨、拍、锉、染、扎、串、镶、雕、编等工艺操作技巧，做到熟能生巧，灵活运用。

二模型制作工具

工欲善其事，必先利其器。

模型制作工具是模型成型工艺中必要的加工器具。

可以应用在模型制作中的工具很多，应充分了解掌握各种模型制作材料的材质、性能、特点后，合理的选择适合模型加工的工具。

本章配合图片重点介绍模型制作中基本、常用的加工工具，使得学生对模型制作具有一个形象生动的认识。

一、量具

常见的量具有直尺、卷尺、直角尺、卡钳、游标卡尺、高度游标卡尺、万能角度尺、厚薄规、水平尺等。

二、画线工具

1、画规

2、划针：

划针的头要保持锐利，划线要紧贴导向工具（钢直尺），划线尽量一次性划完。

3、划线平台：

划线平板的材质为高强度铸铁，重要应用在重工业。

4、画线盘

5、方箱

方箱是由铸铁浇铸而成的空心立方体，箱身的六个平面都经过机械加工和实效处理，表面光滑，各相邻面互相垂直，各相邻面互相垂直，相对面互相平行。

箱身各个面上的通孔、螺孔和V型槽都能固定工件。

由于箱身能方便的翻转，从而能轻松地在工件上画出所需要的尺寸。

主要用于零部件平行度、垂直度的检验和划线时支撑工件，一般为边长相同的正方体或长方体。

6、V型铁

V型铁的材料为铸铁或者碳钢，经淬火后磨削加工而成。

各相邻边互相垂直，V槽呈90°。

主要用作支撑金属模型中的轴类工件及塑料模型中的管筒等圆形工件画线之用。

7、样冲

样冲由工具钢或者弹簧钢制成，尖端处磨成45°—60°后再经淬火硬化。

用样冲在线迹或圆心上冲出小而均匀的样冲眼，以便于观察线迹或钻孔之用。

三、切割工具

用金属刃口或者锯齿分割模型材料或工件的加工方法称切割，用来进行切割加工的工具称为切割工具。

常见的切割工具具有多用刀、勾刀、曲线锯、钢锯、小钢锯、木框锯、板锯、圆规锯、管子割刀、割圆刀等。

切割工具都是利器，使用时务必按照正确的方法操作，以免伤害自己、他人以及工具。

1、美工刀：

纸板、聚苯板，也可用于划线（塑料）

2、勾刀：

主要用于切割厚度小于5mm的有机玻璃及其他塑料板，并可以在塑料板上做出条纹肌理效果。

3、曲线锯：

薄木板、塑料板、有机玻璃的开孔与曲线切割，常用于镂空部件。

4、钢锯：

锯弓与锯条两部分组成，锯条靠锯弓的张力固定在锯弓上。

5、小钢锯

6、木框锯

7、板锯

8、圆规锯

9、管子割刀

四锉削工具

用锉刀早模型工件表面进行处理，使其达到所要求的尺寸、形状和表面粗糙度的加工方法叫锉削。

常见的锉削工具有钢锉、整形锉、木锉等。

1、钢锉

钢锉是一种钳工工具，由高碳工具钢制成，并经淬火处理。

锉尺形式有方形锉、平板形锉、三角形锉、圆形锉、半圆形锉、菱形锉、椭圆形锉等。

锉尺形式有单齿纹和双齿纹两种。

按齿纹粗细程度分为粗齿、中齿和细齿三种。

2、整形锉

整形锉相对钢锉体积较小、种类多样、故又称什锦锉，每套由6—20只形状不同的细齿锉组成，锉长3—7英寸不等，用于修整金属或者塑料工件的细小部位。

3、木锉

木锉是锉削木材的工具，主要用于对木制模型的加工。

锉身从手柄处至钳尖渐窄，锉身横断面为弧形，锯齿尖锐锋利，适用于木质模型工件的局部加工。

五、卡固工具

能夹紧固定材料和工件以便进行加工的工具称为卡固工具。

常见的卡固工具有台钳、平口钳、C型钳、手钳、木工台钳等。

▲在模型加工中常遇到很多质地较软的材料，如石膏、塑料、木材等。

在卡固这些材料时，可以先垫一层保护层，如纸、布等来增大接触面积，减小压强，卡固力量不宜过大，以免损伤模型表面。

六、钻孔工具

在材料或者工件上加工圆孔的工具称为钻孔工具。

常见的钻孔工具有手摇钻、木钻、钻头。

1、手摇钻

手摇钻的钻身由铸铁制成，并装有木质或者塑料的手柄和胸托。

摇动手柄使大、小锥齿轮带动钻轴上的钻夹头旋转。

手摇钻适用于在塑料上钻出直径10mm以下的孔。

2、木钻

木钻钻身呈螺旋形。

钻头前端有一小段螺纹以便于对正孔位。

钻孔方法是先在工件上定出圆心，然后对准圆心用钻头轻轻钻一下，检查钻出的点和画的圆心是否吻合。

如果不重合则需要重新对准。

钻孔时，应保持钻头与被钻平面垂直。

初学者容易直接钻孔或者倾斜钻孔，这都是不当的操作。

在模型制作过程中应多加留意。

.七、冲击工具

利用产生重力冲击功来加工的工具称为冲击工具。

使用冲击工具时，注意选择大小合适的工具，用力适度，注意节奏。

力度不容易偏离目标而造成误伤。

1、斧

适用于木质工件与木料的粗加工。

2、手锤

常用重量较轻的羊角锤和方头锤。

3、拍板

拍板是一种板金工具，还可以在做油泥模型时，对油泥敲击塑料。

4、橡皮锤

橡皮锤主要用于塑料模型件的组装。

八、錾削工具

九、刨削工具

刨削是切削加工的形式之一。

能把木料或者其他非金属材料表面刨削平滑的工具称为刨削工具。

使用时，将刃口的高度调至合适位置，双手用力均匀，平稳推刨。

十、装配工具

用于紧固或松、卸螺栓的工具称为装配工具。

在模型制作的装配过程中应注意转配顺序的选择，对称位置要对应安装，避免受力不均匀对模型带来的损害。

1、活络扳手

2、固定扳手

（1）、敞口扳手

（2）、梅花扳手

（3）、内六角扳手

3、拉铆钳

由钳口、钳身和手柄组成，主要用于金属模型的组装。

十一、低压电器工具

安装模型内部低压电器元件所使用的工具称为低压电器工具。

常见的低压电器工具有验电笔、钢丝钳、剥线钳、螺丝刀、电烙铁等。

1、验电笔

只能在对250伏电压以下使用，不可用它触碰高压带电设备。

在使用验电笔时，应先在有电的地方试一下，检查验电笔是否正常，防止造成误判，发生触电事故。

2、钢丝钳

钳口可夹持物品、弯曲线头、剪切电线和钢丝等。

3、剥线钳

剥线钳钳头左侧用于夹住导线，右侧装有一副切刀。

刀片上有4对圆孔分别适用于剥切线芯的导线。

4、螺丝刀

按刀头形状的不同可分为一字型和十字型。

5、电烙铁

通过电热芯加热烙铁头部熔化焊锡而施焊。

十二、油泥制作工具

油泥模型在模型制作中占有重要地位，且制作油泥模型的工具较为特殊，因此把油泥制作模型的工具单独列出来。

1、木槌

木槌的功能主要用来敲实泥块，使泥块与泥块之间密实并且互相粘接成为一体，增强牢度，也可以用来拍塑模型的大体形块结构，尤其在制作较大型泥模时用的最多。

2、泥塑刀

泥塑刀的样式很多，并没有固定统一的规格标准。

它的形状、尺寸应根据塑造对象的大小和形体加工要求以及个人的塑造习惯与手法特点而有所不同。

3、量规

4、转盘

5、喷壶和盖布

十三、加热工具

1、电炉

适用于小面积热塑性塑料的热塑加工

2、吹风机

适用于油泥模型与塑料模型工件局部加热。

3、塑料焊枪

十四、其他工具

1、注射器

注射器由注射管与推柄组成。

▲用于注射粘结剂（丙酮、三氯甲烷）的注射器，应为玻璃材质的。

因此类粘结剂对塑料有溶解作用。

2、磨砂广口瓶

3、嵌刀

4、喷枪

5、剪刀

6、镊子

7、钢丝刷

8、铁砧

三、模型制作的成型材料

设计是将物质按人的意愿转化的过程。

人类对材料的不断发现，利用和创新制造了各式各样的用具，营造了适合自身生存发展的物化空间，也更新了自身的生存方式。

因此，对材料的了解和对工艺技术的掌握是学习设计和模型制作基础中十分重要的环节。

常用的模型材料有各类纸板、木材、泡沫塑料、石膏、油泥、黏土、塑料型材、玻璃钢、金属材料等。

选择模型制作的基本材料时应从以下三个方面考虑：

1、选用材料应色泽悦目，干缩、湿涨和翘曲变形性小，不受环境气候影响。

2、选用材料的固有特性应符合产品的功能、结构、使用环境、制作工艺的要求。

3、选用材料应具有良好的工艺性能，符合造型设计中成型工艺和表面处理的要求，适合工艺设施与操作技术的基本要求。

一、各类纸板

二、塑料

1、ABS塑料

ABS塑料是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）聚合而成的线型高分子材料，充分发挥了三组单元的各自属性特征，如丙烯腈的刚性、耐热性和耐化学腐蚀性，丁二烯的抗冲击韧性，苯乙烯的易加工性和易着色性等优点。

模型制作用ABS塑料主要品种有板材、卷材、棒材、管材。

板材经画线、切割后可直接黏制成型，也可用于热压塑制。

2、有机玻璃（PMMA）

通常把聚甲基丙烯酸甲酯塑料称之为有机玻璃，是由单体甲基丙烯酸甲酯经自由基加聚反应而成的线型热塑性塑料。

有机玻璃材料强度高，做出的模型挺括，但它不适用于制作形态变化复杂，曲面多的模型，因不易处理好细部，通常用于制作模型中的观测部位。

3、泡沫塑料

与其他多数制作模型的塑料相比，泡沫塑料最大的优点是易于切割，成型速度快。

（1）、发泡PS

发泡PS俗称保丽龙，是将预膨胀的聚苯乙烯小颗粒球放在型腔内加热膨胀，融合挤压而成为热塑性泡沫塑料，其质地很轻，易刻划，搬运方便，成本低廉。

由于PS泡沫塑料的特殊质地原因，其表面由大小不同、凸凹不平的白色布透明颗粒组成，所以不用来制作曲面复杂、线型细致、断面较多的模型。

（2）、膨胀聚苯乙烯（聚苯乙烯泡沫塑料）

这是一种价格最低、最易找到的材料，常用做产品的包装，起保护、减震的作用。

这种泡沫塑料只适合制作形态初（草）模型。

（3）、挤压聚苯乙烯

这是一种更紧密、均匀的泡沫塑料，有较为精细的表面，其结构也更强一些。

挤压聚苯乙烯具有一定的防水性、隔热性。

在模型制作过程中应喧杂高密度的泡沫塑料（最少在30kg/m³）；密度低于此值的易于粉碎。

（4）、聚氨酯

聚氨酯是一种热固性树脂，其化学性质与聚苯乙烯的性质有较大的差别。

聚氨酯较适用于精密的制作，不容易产生变形，但易碎裂，弹性也稍差。

（5）、发泡PU（聚氨基甲酸脂）

发泡PU是利用树脂与发泡剂混合在容器中发生化学反应挤压而成，为热固性材料，可分为软质发泡和硬质发泡两大类。

软质发泡PU主要用来制作软垫、海绵等产品。

硬质发泡PU具有坚实的发泡结构，密度0.02—0.08g/cm³，具有良好的加工性，不变形，不收缩，质轻耐热。

三、木质材料

木材是人类造物史上最早用来造型的材料，也是人类生活不可缺少的重要的可再生绿色资源。

木材资源积量大、分布广、取材方便、易于加工成型，自古以来一直都是最为广泛的材料。

以下为制作模型的木材的种类

1、软质木材

软质木材的纹理比较疏松，不适合制作模型结构件，对于具有构件性的木模型应该采用比较坚实的木材来制作。

软质木材虽然切割和粘结时会节省大量时间，然而以软质木材制作的模型在表面处理阶段进行修饰的时候，需要花费更多的时间，然而以软质木材制作的模型在表面处理进行修饰的时候，需要花费更多的时间。

在模型制作过程中，应避免使用很薄的软木或者体积很大的厚木块。

因为过薄的木料制作结构太脆弱，很容易折断；成型和整饰大块软木需要大量工时，工作程序也较为复杂。

2、硬质木

虽然对坚硬木材的加工比较困难，而且需要较高的加工技术，但是硬质木是制作模型的上好材料。

椴木、桦木、桃木、云杉和胡桃木。

3、胶合板

胶合板是由多种旋切或者径切单板胶合而成。

常用的胶合板有三层、五层、七层等，特点是变形小、幅面大、表面平整光洁、木纹美观、强度较高、易于粘接、易涂饰。

使用性能优越于天然木材，是现代建筑、家具广泛采用的材料。

如何挑选模型中使用的胶合板：

（1）、夹层结实

（2）、无脱胶

（3）、材质、色泽均匀

（4）、板面平整无弯曲

（5）、没有树结疤的板材

4、中密度纤维板

中密度纤维板是用精细的木屑和其他纤维材料加上粘结剂，在高温、高压下压制成型的板材。

特点是质地较为坚硬、强度高、构造均匀；不易收缩、翘曲、裂开等。

特点是表面不美观，耐湿潮性差。

用中密度纤维板制作模型就同加工硬木模型方法一样，用切、割、刨、铣、钻等方法可以产生非常平整的表面和带有曲面的形态，还可以对表面进行打磨和后期的整饰处理。

5、木纹贴面

木纹贴面是从原木上刨削下来的一层薄木层。

用木纹贴面对模型的整体或者局部进行粘贴，可以产生整块木板的效果。

模型中木纹贴面就像是处理纸材料一样，可用刻刀切割，再用白乳胶粘到模型上。

通过打磨后涂饰，可以产生非常平滑精美的木纹表面。

6、竹材

竹子材料也运用在模型制作过程中，它具有良好的韧性和强度。

7、藤材

藤皮光泽美观，结实而富有弹性，一般用来编制各种物品。

模型制作过程中，常用来做辅助材料。

四、黏结剂

黏结剂（又称胶黏剂或简称“胶”）是指通过粘结作用能把两个固体物质（相同或者不同材质）连接在一起，并具有一定连接强度的物质。

1、环氧树脂胶黏剂

环氧树脂胶黏剂属于双组分快速胶黏剂，商品名万能胶，用于金属、玻璃、陶瓷、木材、塑料的黏接。

未加固化剂的纯环氧树脂可长期存放而不变质，但未加固化剂时不能使用。

因此，固化剂在环氧树脂的应用过程中是一种不可缺少的成分。

2、丙烯酸脂胶粘剂

丙烯酸酯商品名502，主要用于粘接陶瓷、玻璃、塑料、金属等材料。

有着在常温下能迅速固化的特点。

3、酚醛—橡胶粘结剂

由于橡胶是一类具有高弹性的材料，用它配制的粘结剂具有优异的屈挠性，也适用于在动态条件下不同材料的粘结。

酚醛—橡胶粘结剂的特点是粘结力强，韧性好、固化时胶层体积变化小，有利于粘结接头的应力分散，主要用于黏接橡胶制品，橡胶与金属、木材、玻璃塑料等材料之间的黏接。

4、乳液胶黏接

聚酸酯乙烯乳液，又称白乳胶。

粘结力强，对粘结材料无侵蚀作用，常用于黏接纸张、木材、泡沫塑料。

黏接纸材与木材的理想粘结剂。

5、溶剂型胶黏剂

包括三氯甲烷、丙酮。

这类黏结剂本身没有黏性，只能黏接可溶于自身的材料，如有机玻璃、ABS塑料，使用局限性大。

丙酮可黏接ABS工程塑料等。

▲模型制作中无论采用何种黏结剂黏接，所有被粘接的模型工件都应该干燥，无尘，无油渍。

黏结剂的使用量也应该合理，不是用的越多就粘的越牢，可借助钳口夹紧或施压适当的重量。

根据要求，连接可分为“可拆卸连接”和“不可拆卸连接”

采取什么样的连接，取决于被连接的材料及连接的场合。

金属之间的不可拆卸连接一般采用铆接、焊接和黏结；

金属之间的可拆卸连接一般采用螺栓和螺母连接；

金属和非金属之间、非金属之间的不可拆卸连接，一般采用黏结；

金属和非金属之间、非金属之间的可拆卸连接一般采用螺栓螺母连接。

四模型优秀作品展示