引言

未知世界总是那么让人好奇，指引我们探索各种奥秘，挖掘现实世界所隐藏的本质。在儿时，电视节目让我们了解了巧克力曲奇和牛奶瓶是如何被生产出来的。如今，旅行者们喜欢参观家庭手工业作坊，观看手工艺品的制作过程。更有甚者，喜欢去观看DVD的“影片花絮”，以发现制片人的影片特效技巧为乐趣。对于设计师们而言，他们更是不停地在探索新旧方法之间的转变与融合，并将这些技术应用于设计领域。

现如今，已有机器每分钟可制造2000 个灯泡，有的机器可生产出极其细小的柔性光缆。这些机器的发明总是令作者无比惊奇，感慨它们的产生根源。究竟是怎样一种创新思想，孕育了这些工艺：将热黏的熔融态玻璃悬浮在塔楼内，以非常慢的速率滴落，从而在拉应力的作用下制成管壁厚度小于1mm的光学玻璃纤维；或者是以每分钟300 个的速度将钢丝弯成“宝石牌”回形针；又或者是那种带涡旋色彩玻璃球的制作工艺，所制成的玻璃球样式各异。不过，这些特殊物品都只针对特定的生产工艺，这不是本书要讲的内容。本书致力于阐述与任意给定物体的生产制造所相关的方法，简言之，就是介绍与工业设计相关的方法。

自第1 版出版至今，工业界出现了许许多多的创新发明，其中一部分内容被挑选了出来，在本版（以下简称本书） 中做了介绍。有些方法是高度专业化的，如电磁成形；有些是古老方法的再评估，如工业折叠；还有一些是多种工艺的组合，如挤注成型，它结合了注射成型和挤压成型两种工艺的特点。

此外，还有一些现有生产方法的特殊应用，如Marcel Wanders 的斯帕克林椅子，使用于塑料瓶产业的注射吹塑成型工艺得到了极大提升，可用于家具制作。

我们一直在寻求更具可持续性的设计方法。为阐述能源利用、物质匮乏以及良心制造的重要性，作者在本书中增加了一些细节内容，以便于读者对这些复杂体系及考虑的关键点有所了解。此外，本书还增加了一个关于精加工技术的全新章节，很多时候产品通过着色、喷涂或者是功能叠加，会很容易带来创新。本书第6 页到第13 页给出了各种技术关键因素（如产量） 的快速导览，使得读者对这些技术能有一个直观的比较，并能快速获取相应的核心信息。

本书的目的是在工业设计的范畴内探索隐藏在产品设计背后的故事。通过深入机器世界，探索集成的创新性工艺是如何将液体、固体、板材、粉末以及大块的金属变成三维形状的产品的。作者试图通过一种全新的方式，聚焦这些方法在用于大规模生产时的内在特质，并将这些方法呈现给大家。本书意在鼓舞设计师们将生产作为设计的一个创新环节而非仅仅是一种方法，从而制造出更好的产品。

本书汇集了现存的工程领域技术手册、贸易杂志以及协会网站中的相关信息，将其整理成适用于设计师们的指导手册，以便他们能够快速了解产品制造领域的相关知识。从某种意义上而言，本书作者希望在产品变革这一重要时刻，向读者呈现所有与大规模和批量生产相关的方法。旧的制造观念正在被设计工业界重新审视，每天都会有新的可能出现，它们正高度影响着我们制造、选择和消费产品的方式。过去，设计更多地以制造从属物的形式出现，创意受限于成形以及成本方面的约束。尽管目前在大多数情况下上述问题依然存在，但是制造工艺已越来越多地被设计师们视为一种设计工具，将新材料和新概念引入新的制造方法，并按预期的产量进行试生产。

书中给出的一部分例子反映了在某个发展阶段设计师和制造商们的新工具并非是自然界的工具，而是工厂的设施。以MalcolmJordan 的曲面制品为例，它在某种程度上引领了一种全新的木料成型方法。此外，作者增加了一些非传统的工艺方法，这些方法可能无法适用于那些大规模生产的产品，但它能指引一些新的发展方向，形成一些工业化生产技术与手工业方法相结合的思路，以及小型常规设备重组的指导方案。

在工业革命之前，手工业产品通常受周边地形地貌的影响。以陶瓷为例，它的设计与制造主要在富含黏土的地域，如英国西北部特伦特河畔的斯托克城，这里是Wedgwood和其他不计其数的陶瓷工厂的诞生地。与之类似，拥有大量林地的地域通常会有大量专业化的家具生产群体。材料取自本地资源，技术逐步形成并代代相传。全球化经济打破了这一现象，给地域化群体带来了很大的冲击。然而，如今技术的发展又重新将生产控制权交回到了小型手工业者和消费者手中。很多时候，这种回归是由新产品和新技术驱动的。有些时候，是由于人们跨越了机器的使用范畴，从而生产出了意料之外的产品。利用简易喷墨打印机进行原型制造就是一个典型的例子。

这类产品或技术的重新使用是革新的重要组成部分。人们不停地进行试验，把事物混合并加以交换，不断突破传统。这种创造的欲望正处于全速前行的状态。如果说旧时代的手工业者采用手工工具实现材料成形的话，那么现在的工具则是机器。只要花费约100 英镑，就可以购得一台喷墨打印机，安装好墨盒后，接着就可以开始运行，利用CAD数据驱动来生成全新的东西。最初人们在进行造物时，先是从某种程度上弄清楚所捡木头的特性，然后将其劈成可用的物品。如今，对于许多人而言，木头变成了喷墨打印机，或是某种技术，通过将其拆解或更多时候是打乱，从而创造出大量的产品。

这类技术中最为独特的当属用喷墨打印机来构建活体组织。来自世界各地的多个科学家团队正在开展这项工作。根据已有认知，细胞靠在一起的时候会结合在一起，因此，在制备组织时需要使用一种可逆的热塑性凝胶作为细胞的支架。来自南卡罗莱纳医科大学的研究团队就是利用这种凝胶来布置细胞的。这种凝胶本身就很有意思，它能在温升等刺激下瞬间从液体变为胶状。基于此，所制成的组织可以被植入躯体，利用凝胶来支撑。这些凝胶随后会溶解。

不过，本书的核心内容仍是大规模工业化生产技术，有些已经非常成熟，有些则是全新的。为便于读者使用这些技术，需要涉及它们的方方面面，并以一种与设计相关的方式呈现给读者，以此触发创新思想，并将某种技术应用到新的领域或工业中。本书的结构和内容安排非常直观，可供需要初步了解产品制造的读者使用。期待本书能给读者带来全新的视角，并对消费者世界背后的领域有更为深入的认识。

如何来使用本书？

本书按照各种工艺所能制造的产品形状来分配每个章节的内容。书中的内容虽然无法解答读者关于各种加工工艺的所有问题，但是通过文字、图表、产品以及生产这些产品过程中的图片，对每一种工艺都做了清晰而直观的介绍，其中，用图表的形式概述地给出了工艺原理以及生产出最终产品的具体步骤。需要说明的是，书中对于制图的精度未做考虑。

本书对每种工艺分两个部分进行了介绍。第一部分是特定工艺的总结，第二部分是该工艺相关的关键信息列表。赞成和反对的理由书中对每种生产方法进行了注解，读者可快速了解其关键信息。产量书中还给出了不同工艺方法适用的产量范围，从一次性原型制造到几十万件不等。

单价与投资成本当指定某种特定生产方法时，主要的依据之一是了解其所需的初始投资成本。从塑料成型方法（如各种注射成型） 到CAD 驱动的方法（无须工装且准备成本极低），初始投资成本的差异会很大。

加工速度

加工速度是了解生产规模以及一定时间内所能生产产品数量的重要因素。例如，如果你想生产10000 个玻璃瓶，那么每小时可生产5000 个玻璃瓶的自动化玻璃吹制成型工艺就不适合了，因为生产准备以及工装成本无法接受如此短的生产时间。

表面质量

简单描述了可以通过某种特定工艺所能获得的产品表面质量类型。不同的工艺之间差异很大，意味着有些时候需要使用二次加工工艺来获取想要的表面质量。

形状类型/ 复杂程度

这一部分内容提供了有关影响产品形状及设计细节的限制性的指导建议。

尺寸规格

这部分给出了由特定工艺制造出的产品的尺寸规格。有时候会有一些令人惊奇的情况，例如有的旋轮可旋压成形直径达3.5m 的金属板。

精度

工艺所能获得的精度通常取决于材料。例如，金属机械加工或塑料注射成型可以获得高度可控的精度。然而，某些陶瓷加工工艺则难以取得高精度的成品尺寸。这部分内容就是提供类似精度的范例。

相关材料

这部分内容给出了相关工艺能够成形的材料类型和范围。

典型产品

提供了典型的采用该生产方法得到的产品和行业的列表。“典型”这个词是经过深思熟虑的，因为列表中的例子有限，但已足以

说明该工艺。类似方法

与本书所介绍的其他类似工艺进行了关联，可用作所描述工艺的替代工艺。

可持续问题

简要总结了可持续性发展领域的几个关键问题。有利于读者综合能源利用、有毒化学物质和材料消耗等方面的信息，做出更为可靠的决定。

更多信息

给出了可供扩展阅读的网站资源。其中包括本书的一些资料来源。此外，还有一些可访问的相关协会信息。

6 工艺对比

工艺对比

  为便于用户比较不同的工艺，找出最适合用户产品的生产工艺。工艺顺序的安排完全按照章节的排序方式。查阅每个章节即可获取相关工艺的详细信息，对各种工艺进行了多维度对比