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设计的一般原则
张家口市涿鹿县涿鹿中学 宋秀双
《放飞梦想》
设计的一般原则
张家口市涿鹿县涿鹿中学 宋秀双
思考：从人机关系角度考虑，你认为这只普通的玻璃杯有什么缺陷？
缺陷：（易碎、没把手、没盖儿、不隔热、不保温、外形不好看等）
创新：
真空保温杯：
杯体是不锈钢板材，运用新的工艺技术，先进的无尾真空设备制作，产品具有新的真空、断热功能。
比较：
和普通玻璃杯相比，设计者在以下方面进行了改进和革新？
（材料、结构、功能、工艺、技术等）
一、创新原则
创新概念
——通过引入新概念、新思想、新方法、新技术等，或对已有产品的革新来创造具有相当社会价值的事物或形式。
创新在设计中起什么作用？
——创新是设计的核心；产品没有创新就没有生命力
设计中创新的方式有哪些？
——材料、结构、原理、工艺、技术等方面
1. 先做好杯体，然后在杯子底部装上带有音乐芯片和光敏开关集成电路，再用树脂材料将其密封。 2. 拿起杯子，开关自动打开，奏响音乐；奏完一曲后，自动停止；放下杯子，开关断开，音乐停止。
3. 不适合微波炉、洗碗机、消毒柜。
许多朋友喜欢喝热水，可是水放久了就会凉了，而我们通常
的做法是得先喝一口才知道水是凉了。看看这个带温度传感
器的杯子，水温在36度的时候绿色水银会显示，反之则没有。
外形上这个杯子与其它的杯子无异，但它有一个细微的设计。
这个杯子杯口边缘是凹进去的，与嘴唇相符合的外形设计，
增加了嘴唇的舒适度。
这种曲线瓶子给人以甜美、柔和、流畅、爽快的视觉和触觉享受。
采用这种曲线瓶子后，可口可乐的销量飞速增长，在两年的时间内，销量翻了一倍。
杯中杯
一款专为盲人设计的水杯，通常如果盲人要倒水是件麻烦的事情，他们不知道倒了多少，不可能用手指去感受倒了多少，那么这款杯子就可以为他们提供便利。盲人在倒水之前按下杯子把手上的刻度按钮，当水倒到相应份量的时候，它就会发出声音提醒，盲人得到声音信号之后就知道倒了多少，非常贴心的设计。
二、实用原则
（1）设计中的实用性指什么？
——设计的产品为实现其目的而具有的基本功能，包括物理、生理、心理、社会等功能。
（2）产品的实用性内涵与哪些因素有关？
——时代、人群
（实用性是从设计的目的出发的，它随时代的改变而改变，随人群的改变而改变，具有鲜明的个性特征）
密封水杯 ——Lock&Lock 韩国乐扣乐扣
盒盖中四面锁定装置已通过韩国生活环境试验研究院300万次的测试，
也就是说，即使人们每天使用10次，其寿命也能维持821年。
太空杯
材料为食品级PC塑料（太空玻璃）。PC是聚碳酸酯的简称，PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂。
具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性；还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点。
保温杯
不锈钢真空子弹头
玻璃真空
不锈钢真空
思考：很多普通的消费者在使用这只玻璃杯，它有什么优点吗？
优点：经济实惠
三、经济原则
消费者用最少的钱买最实惠的东西。而有些设计者为了迎合这种心理，尽可能去降低产品的成本，你赞同吗？这样做的后果是什么？
（价廉导致粗制滥造，可能会造成产品滞销或亏本销售。）
对设计者来说应该是用最低的费用取得最大的效益。
最低费用：指新产品在得到最优良的设计、实现最佳的功能的同时，所涉及到的各方面的成本的总量最小
四、美观原则
（1）产品的外观美是怎样来表达的？
——通过对产品造型、大小比例、使用材料、色彩搭配、装饰图案等的设计组合来表达的。
（2）产品设计中影响美观原则的因素有哪些？
——受到消费者、功能、技术、文化传统等多方面的影响。
七彩发光骨瓷杯
骨瓷是烧制前加入食草动物骨灰而成的一种瓷器。骨瓷制品柔和，透明，强度高，
韧性好，由于加入了骨粉，增加了烧制的难度，所以更加的珍贵。成为无铅、无毒、
无害，并永不退色的绿色健康陶瓷 。骨瓷是世界上公认最高档的瓷种,骨瓷内
含25％以上的食草动物骨灰，是环保的绿色消费品，骨瓷含量达到46%为最佳。
至今，世界上能生产骨质瓷的国家只有英国，中国，日本，德国，俄罗斯，泰国
有生产 ，年产量也极为有限。
材质：瓶身——聚碳酸脂（PC）；瓶盖——聚丙烯（PP）。 在微波炉中使用时，可以进行短时间的加热，时间不要超过3分钟。 请勿将碳酸饮料（汽水、可乐等）其存放在保鲜盒里。
产品材质：
杯身：食品级聚丙烯(PP)，无毒、不碎、耐高温120摄氏度。
盖子：食品级低密度软聚乙烯(PE)，耐高温100摄氏度。
如果这是一款用一般的塑料制品来假冒聚丙烯(聚丙烯（PP） 塑料制品可在100℃下长时间工作，在无外力作用时，PP制品被加热至150℃时也不会变形。无毒 )会产生有毒物质，甚至是致癌物质。危及人的生命安全。
这样的产品设计属于一种不道德的行为。
五、道德原则
产品设计必须考虑它与人、社会、环境的关系，必须遵循道德原则。
产品的设计应始终坚持为人服务的宗旨，不能出于某种不道德的目的。
抄袭别人的设计成果的行为也是不道德的。
纸杯在生产中为了达到隔水效果，会在内壁涂一层聚乙烯隔水膜。聚乙烯是食物加工中最安全的化学物质。
劣质纸杯采用再生聚乙烯，在再加工过程中会产生裂解变化，在聚乙烯热熔或涂抹到纸杯过程中，可能会氧化为羰基化合物。羰基化合物在常温下不易挥发，但在纸杯倒入热水时，就可能挥发出来，所以人们会闻到有怪味。
材料：美国塑料工业学会在1988年制定了塑料制品技术规范，把所有的塑料制品按其材料分成7个类型，用1～7的编号表示。
全球普遍使用这套编号系统，因此你能够在规范生产的塑料容器的底部发现一个小小的“身份证”，是一个三角形回收符号，三角形里有一个数字编号表明塑料类型。
5—PP（聚丙烯） 微波炉餐盒采用这种材质制成，耐165℃高温，透明度差，这是唯一可以放进微波炉的塑料盒，在小心清洁后可重复使用。
六、技术规范原则
产品设计不能停留在纸上，必须通过一定的技术手段变成实在的物品。因此，产品的设计必须符合一定的技术规范。
材料：一次性纸杯、筷子消耗的是森林资源。如我国13亿人每年人均使用10双20克重的一次性筷子的话，每年就会白白扔掉52万吨木材。
思考：请例举生活中的哪些事情体现了可持续发展的原则？
（充电电池、环保袋购物袋、消毒的碗筷反复使用、用秸秆制造环保餐具等）
七、可持续发展原则
技术设计的可持续发展原则是指产品的设计既满足当代发展的需求，又考虑未来发展的需要，不以牺牲后人的利益和长远的利益为代价来满足当代人的需求。
设计的一般原则：
1、创新原则 2、实用原则
3、经济原则 4、美观原则
5、道德原则 6、技术规范原则
7、可持续发展原则
注意：各个原则之间不是孤立的，而是彼此联系，彼此制约，相互影响的关系。可根据设计要求，执行原则时有轻重之分。
课后作业：
结合本节课的知识，试着设计一款你心目中的杯子（画出草图）
相机杯
手机杯
扣杯
枪杯
紫砂杯
戒指杯
堆叠杯
伙伴杯
日志杯
储物杯
运动杯
咖啡杯
手指杯
舔舔杯
蚂蚁杯
褶皱杯
可爱杯
购杯建议
玻璃杯、搪瓷杯、陶瓷杯、塑料杯、不锈钢杯、铁杯、铝杯、木杯、纸杯……当我们去商场选购水杯的时候，各种各样的杯子就会闯入我们的视线，尤其是那些颜色鲜艳、造型独特的水杯更是让人喜欢，挑来挑去就挑花了眼。
　　喝水杯首选应该是玻璃杯。别以为玻璃杯只是通透好看，在所有材质的杯子里，玻璃杯可是最健康的。中国医促会健康用水专业委员会主任李复兴教授历数了玻璃杯子的特点：玻璃杯在烧制的过程中不含有机的化学物质，当人们用玻璃杯喝水或其他饮品的时候，不必担心化学物质会被喝进肚里去，而且玻璃表面光滑，容易清洗，细菌和污垢不容易在杯壁孳生，所以人们用玻璃杯喝水是最健康、最安全的。另外，专家也提倡使用搪瓷杯子，因为搪瓷杯是经过上千度的高温搪化后制成的，不含铅等有害物质，可以放心使用。
　　但是对于其他材料的杯子，专家却提出了质疑。五颜六色的陶瓷杯甚是讨人喜欢，可实际上在那些鲜艳的颜料里却藏着巨大的隐患，尤其内壁涂有釉，当杯子盛入开水或者酸、碱性偏高的饮料时，这些颜料中的铅等有毒重金属元素就容易溶解在液体中，人们饮进带化学物质的液体，就会对人体造成危害。而塑料中常添加有增塑剂，其中含有一些有毒的化学物质，用塑料杯装热水或开水的时候，有毒的化学物质就很容易稀释到水中，并且塑料的内部微观构造有很多的孔隙，其中隐藏着污物，清洗不净就会容易孳生细菌。所以，专家提醒，在选购塑料杯时，一定要选择符合国家标准的食用级塑料所制的水杯。
“01”——PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯） 矿泉水瓶、碳酸饮料瓶都是用这种材质做成的。董金狮指出，饮料瓶不能循环使 用装热水，这种材料耐热至70℃，只适合装暖饮或冻饮，装高温液体或加热则易变形，有对人体有害的物质溶出。并且，科学家发现，这种塑料制品用了10个月后，可能释放出致癌物，对人体具有毒性。因此，饮料瓶等用完了就丢掉，不要再用来作为水杯，或者用来做储物容器盛装其他物品，以免引发健康问题得不偿失。
“02”——HDPE（高密度聚乙烯） 承装清洁用品、沐浴产品的塑料容器、目前超市和商场中使用的塑料袋多是此种材质制成，可耐110℃高温，标明食品用的塑料袋可用来盛装食品。承装清洁用品、沐浴产品的塑料容器可在小心清洁后重复使用，但这些容器通常不好清洗，残留原有的清洁用品，变成细菌的温床，清洁不彻底，最好不要循环使用。
“03”——PVC（聚氯乙烯） 据介绍,这种材质的塑料制品易产生的有毒有害物质来自于两个方面，一是生产过程中没有被完全聚合的单分子氯乙烯，二是增塑剂中的有害物。这两种物质在遇到高温和油脂时容易析出，有毒物随食物进入人体后，容易致癌。目前，这种材料的容器已经比较少用于包装食品。如果在使用，千万不要让它受热。
“04”——LDPE（低密度聚乙烯） 保鲜膜、塑料膜等都是这种材质。耐热性不强，通常，合格的PE保鲜膜在温度超过110℃时会出现热熔现象，会留下一些人体无法分解的塑料制剂。并且，用保鲜膜包裹食物加热，食物中的油脂很容易将保鲜膜中的有害物质溶解出来。因此，食物入微波炉，先要取下包裹着的保鲜膜。
“05”——PP（聚丙烯） 微波炉餐盒采用这种材质制成，耐130℃高温，透明度差，这是唯一可以放进微波炉的塑料盒，在小心清洁后可重复使用。需要特别注意的是，一些微波炉餐盒，盒体以05号PP制造，但盒盖却以06号PS（聚苯乙烯）)制造，PS透明度好，但不耐高温，所以不能与盒体一并放进微波炉。为保险起见，容器放入微波炉前，先把盖子取下。
“06”——PS（聚苯乙烯） 这是用于制造碗装泡面盒、发泡快餐盒的材质。又耐热又抗寒，但不能放进微波炉中，以免因温度过高而释出化学物。并且不能用于盛装强酸（如柳橙汁）、强碱性物质，因为会分解出对人体不好的聚苯乙烯。因此，您要尽量避免用快餐盒打包滚烫的食物。
“07”——PC及其他类 PC是被大量使用的一种材料，尤其多用于制造奶瓶、太空杯等，因为含有双酚A而备受争议。专家指出，理论上，只要在制作PC的过程中，双酚A百分百转化成塑料结构，便表示制品完全没有双酚A，更谈不上释出。只是，若有小量双酚A没有转化成PC的塑料结构，则可能会释出而进入食物或饮品中。因此，在使用此塑料容器时要格外注意。
PC中残留的双酚A，温度愈高，释放愈多，速度也愈快。因此，不应以PC水瓶盛热水。如果你的水壶编号为07，下列方法可降低风险：使用时勿加热，勿在阳光下直射。不用洗碗机、烘碗机清洗水壶。第一次使用前，用小苏打粉加温水清洗，在室温中自然烘干。如果容器有任何摔伤或破损，建议停止使用，因为塑料制品表面如果有细微的坑纹，容易藏细菌。避免反复使用已经老化的塑料器具。
聚乙烯（PE）对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。PE耐低温性能是通用塑料中最好的，脆裂温度-70℃，但不耐高温；
耐老化性能
　　PE在空气中O2作用下缓慢降解；受热、紫外线、高能辐射的作用，降解加速。
燃烧特征
　　易燃，离火后继续燃烧，并放出与石蜡燃烧时相同的气味；燃烧时，火焰尖部呈黄色，底部呈蓝色；烟少；燃烧时边熔、边燃、边滴落。
用途
　　低密度聚乙烯的用途非常广泛，用挤出吹塑法可以生产薄膜、中空容器，用挤出法可以生产管材，用挤出压延法、以牛皮纸为底基可以生产复合薄膜，用注射法可以生产各种日用品，如奶瓶、皂盒、玩具、杯子、塑料花等。
　　中密度聚乙烯主要用于制作各种瓶类制品、中空制品、电缆用制品以及高速自动包装用薄膜。
　　高密度聚乙烯塑料强度高、耐磨性好，所以主要用于制造绳索、打包带等，还可制作盒、桶、保温瓶壳等。
聚乙烯（PE）
聚丙烯塑料 PP
燃烧特征
　　易燃，离火后可继续燃烧，有特殊气味逸出；
化学稳定性较聚乙烯好：
除发烟硝酸和发烟硫酸以外，耐其它化学腐蚀性很好，
耐热性突出
　　可在100一120℃的长期使用；但低温时抗冲击强度急剧降低，0℃时的抗冲击强度是20℃时的一半。
耐老化性较聚乙烯差
　　聚丙烯长链有甲基叔碳原子，不稳定，使用中严防与铜长期接触产生“铜害”。
聚苯乙烯塑料 （PS）
软化温度为80℃，在80℃以下它是硬如玻璃的固体，在80℃以上则变成较软的物体，有类似橡胶的性质，应避免高温下使用。
（五）改性
　　聚苯乙烯因有脆性大、软化温度低、易产生龟裂等缺点，严重影响了它的使用。为消除它的缺点，出现了改性聚苯乙烯；途径是将苯乙烯单体与其它单位进行共聚合，或将聚苯乙烯与其它聚合体、共聚体混溶。其改性品种主要有以下几种：
　　1． 韧性聚苯乙烯
　　为了改进聚苯乙烯质脆易碎的缺点，采取与橡胶(丁苯或丁腈)等弹性体共混的办法，制成韧质改性聚苯乙烯，提高了聚苯乙烯的抗冲击强度，但降低了产品的透明度和电性能。
　　2． 氯化苯乙烯
　　在苯乙烯结构上引入两个氯原子，制成二氯苯乙烯单体，然后聚合成二氯苯乙烯合成树脂。这种改性的聚苯乙烯仍是透明物体，耐热性能提高很大，抗冲击强度也有所提高。
　　3． 苯乙烯与丙烯猜共聚物(AS)
　　由于丙烯腈单体的引入，可提高材料的化学抗蚀性、耐热性、机械强度，并不产生裂纹，是一种较理想的材料。
　　4． 苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚物(ABS)
　　丁二烯是良好的弹性体，各种单体在共聚物中发挥了各自优良性能。所以，ABS塑料的综合性能好，是一种理想的工程塑料。
　　（六）用途
　　聚苯乙烯塑料广泛应用于光学仪器、化工部门及日用品方面，用来制作茶盘、糖缸、皂盒、烟盒、学生尺、梳子等。由于具有一定的透气性，当制成薄膜制品时，又可做良好的食品包装材料。
PP唯一可以放进微波炉的塑料盒，可在小心清洁后重复使用。需要特别注意，一些微波炉餐盒，盒体的确以5号PP制造，但盒盖却以PE制造，由于PE不能抵受高温，故不能与盒体一并放进微波炉。
聚氯乙烯塑料 （PVC)
塑料降解
1 有机化合物分子中的碳原子数目减少，分子量降低。
2 高分子化合物物的大分子分解成较小的分子。
3塑料降解：塑料降解一词指高分子聚合物达到生命周期的终结。塑料降解是使聚合物分子量下降、聚合物材料（塑料）物性下降。典型表现是：塑料发脆、破裂、变软、增硬、丧失力学强度等。塑料的老化、劣化就是一种降解现象。但一般塑料要降解为对环境无害经（少害化）的碎片或变成CO2和水，回归自然循环，需经历几十年、上百年的时间。
　　所以现在采用快速降解技术，选择易降解的高聚碳氢化合物和有机物制造塑料，防止污染。
发烟硝酸(86%~97.5%)98%的硝酸,由于强烈的挥发性,不断地有气体从溶液中向外逸出,就像有烟冒出一样,故称为发烟硝酸。
铜害：微量的金属离子可以将大量的氢过氧化物转变为自由基，要抑制金属离子对聚合物的催化作用，可将金属离子稳定地络合至其络合最高配位数，或使其形成不溶产物。具有防止金属离子对聚合物产生催化作用的物质，称为金属离子钝化剂或金属螯合剂，也常叫铜抑止剂。

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