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1、项目9形态综合运用设计项目内容牙刷的造型形态学习目标通过该项目的练习，突出形态的创意和技术与艺术的完美结合。包含：A.形态与人机工程的关系手打开的方式；B.形态与材料工艺的结合；C.形态与商业价值和使用价值的结合。知识点人机主导，过程体验，将产品与人的体验感融入到材料工艺。能力点团队合作、竞争意识、创新能力、模型制作。学习方法问题导向性的行动导向教学。辅助教材1.教学录像；2.相关图片和文字说明；3.制作相关材料准备 课余自学 人机工程学考核要点1.形态独特，充分体现了把手的体验；2.充分发挥所选材料的特性；3.模型能准确表达形态创意，且很好的突出形态与人的关系。考核方法两周时间，每3-5个人
2、完成一个设计，制作模型并拍照，统一发表：形态创意30%，形态功能20%，形态体验20%,模型制作30%。9-1.分析以牙刷为主题的产品形态牙刷是用于清洁牙齿的一种刷子。一般刷牙时都会在牙刷上加上牙膏清洁牙齿。9-1-1. 牙刷形态的分类1.按工作原理分类：由于不同种类牙刷的工作原理不同，因此它们的结构和对应部分的材质也是不同的。牙刷分为传统牙刷、电动牙刷、声波牙刷、超声波牙刷、负离子牙刷。如图1所示。工作原理传统牙刷 电动牙刷声波牙刷超声波牙刷负离子牙刷图12.按用户分类：幼儿牙刷、儿童牙刷、成人牙刷、老人牙刷。如图2所示。老人牙刷用户分类幼儿牙刷 儿童牙刷成人牙刷图29-1-2. 牙刷形态的
3、历史发展人类祖先早有漱口、刷牙的习惯，在公元前3000年苏美人乌尔城邦的国王墓穴中就曾发现过清理口腔用的最早工具牙棒，一支能用上两个星期。在古希腊和罗马时代，人们用动物骨灰做牙粉，清理口腔，还有些原始部落用木炭、盐水、细砂、树枝来清理牙齿。，将一端捣碎，做成刷状，用来清理牙缝及刷牙，称之为Miswak，是一种天然牙刷，据科学家分析，这种树枝含氟及皂素，可预防蛀牙，并有止痛作用。根据美国牙医学会的资料表示，世上第一把牙刷由中国皇帝明孝宗于1498年发明，方法是把短硬的猪猔毛插进一支骨制手把上。如图5所示。图5西方传统清洁牙齿的方法是用一块碎布揉刷牙齿，此方法至少于古罗马时代已经存在。牙刷至17世
4、纪方出现，至19世纪才广泛流行。1938年杜邦化工推出以合成纤维（多数是尼龙）代替动物猔毛的牙刷，第一支以尼龙纱线作刷毛的牙刷于该年2月24日上市。9-1-3. 牙刷结构的分解传统牙刷的结构由刷毛,刷头,刷柄和刷颈四部分组成。如图6所示。刷毛刷颈刷头刷柄图6刷毛刷丝材料：大体上分为天然毛（猪鬃毛）和人造毛（尼龙毛）两种。目前市售牙刷使用刷毛材料主要有：（聚丙烯）塑胶毛、软毛（及）、杜邦尼龙、PBT、PET复合材料磨尖丝等。 毛多用于饭店牙刷或是廉价的牙刷。尖毛材料软毛制造成本较高。进口高档牙刷多采用杜邦尼龙刷毛。 专为儿童及敏感性牙齿所设计的特殊超级柔软刷毛。为防制牙病在刷毛材料中加入药物、纳
5、米抗菌材料等。刷毛软硬度：根据牙刷上毛的硬度不同，分为软、中、硬三种。供不同人群使用。 软毛牙刷的圆头刷毛轻柔呵护, 中毛牙刷可以按摩牙龈, 硬毛去牙垢能力最强。一般来说，选择刷毛软硬度中等、刷头较小的牙刷较适宜，牙刷头要宽窄适当：成人一般不超过4列、儿童不超过3列刷毛；长短适中：一般覆盖23个牙面，便于刷牙时面面俱到。另外，牙刷磨毛的处理也很重要。刷毛在切割后，如果没有经过圆滑处理，容易因太过尖锐而损害口腔。 平面型刷毛 波浪形或V形刷毛 全接触型刷毛 交错型刷毛图7 刷毛形状刷头刷头尺寸根据成年人、少儿、幼儿口腔大小的不同，我国牙刷标准规定了刷头尺寸。成人牙刷较大，少儿牙刷较小，幼儿牙刷最
6、小。刷毛毛面长度最大不超过42毫米，刷毛高度不超过13毫米，刷丝的直径在0.20.3毫米之间，成人牙刷的刷头长度2535mm，宽度812mm，刷毛高度1012mm，直径0.20.3mm，毛束排数不超过4排。儿童牙刷的刷头长度不超过28mm，宽度不超过11mm，刷毛高度910mm，直径不超过0.25mm，毛束排数不超过3排。 图8 刷头形状刷柄刷柄材料 ABS工程塑料：优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能、优良的加工流动性。缺点是质量重、导热性能欠佳。 PP (聚丙烯)材料：热塑材料，韧性好、强度大、隔热好、质地轻、耐腐蚀、富有弹性和手感好，成本，是一种可以循环回收再用的塑料； PS和AS的透
7、明柄和不透明柄 PP或者PC树脂； 双物料加一层TPE材料。 图9 刷柄形状9-2.牙刷的外观等形态的演变9-2-1.古代牙刷的形态古代牙刷多采用天然材料，刷头呈椭圆形，刷柄、刷颈形态简洁，一般成直线型。 图10如图10中牙刷多采用木质或竹制的刷柄，材料纯天然，造型简洁没有过多的负责功能。右图中印度街头仍有卖齿木的摊位，利用杨柳枝做成齿木。嚼齿木，是印度、中国、日本千余年的日常习惯，可以清洁牙齿。9-2-2.现代牙刷的形态近现代牙刷多采用各种合成材料，刷头呈流线型，易于入口，刷柄、刷颈形态多变，一般成弧线型，设计中考虑人机工学。 图11 9-2-3.新型牙刷的形态新型牙刷利用新型合成材料，考虑
8、使用便利性，如左图的便携式旅行牙刷，在刷颈与刷柄结合的部分加上转轴结构，可以折叠。如图12的环保型牙刷，刷头采用插接的结构，刷头部分可以拆卸替换。图129-3.以牙刷为主题的形态设计要素9-3-1.材质要素在上一节的牙刷结构分解部分，对牙刷各个部分的材料进行了相关的介绍。可以看出，牙刷采用不同的材料制成，其形态也有较大的变化。图13图13中这款用新型高分子软质材料制成的“无毛牙刷”只湿水不吸水，能阻止各种杂物进入擦体内部。 由于其特殊的材料，“无毛牙刷”不同于传统牙刷有刷毛部分，其刷头的设计可以更加多变。图14图14中飞利浦设计新型USB电动牙刷，结合了气体牙线技术，可达到每分钟刷牙31000
9、次，能确保100%清除牙齿菌斑。同时，这款牙刷使用时更加便捷，可通过USB端口进行充电。 9-3-2.人机要素牙刷是我们生活中最普通不过的用品，而它的设计中反映出许多人机工程学问题。目前我们接触的牙刷不合理的一般存在于以下几个方面：.杆身很直，使用时手握起来不便用力，手腕的曲度不合适容易造成手腕酸痛；.牙刷的毛刷过硬，容易损伤牙龈，这些都不能很好地满足人的生理需要。图15中设计比较好的牙刷则需要较多地考虑人的生理和心理的需要，牙刷的毛刷软硬适度、材料适当有利于保护牙龈；牙刷的杆身曲度合理且其上有些凸凹槽，使用时便于手腕用力。不仅如此，其清晰、淡雅的色彩和杆身的合理曲度给人带来视觉上的美感，这些
10、是人的心理上的满足。图15具体的牙刷设计标准如下表1、表2。表1 牙刷设计标准项 目 婴儿用 幼儿用 小学生用 中学生用 （1-3岁） （3-6岁） （6-12岁） （12-17岁）刷柄全长 120-130 125-135 165-170 170-175 毛面长度 12-13 16-18 20-22 26-28 毛面宽度 5-6 6-7 7-8 8-9 刷毛高度 6-7 7-8 9-10 10-11 单丝直径 0.18-0.20 0.18-2.0 0.18-2.0 0.18-2.0 毛束行数 3-4 3-4 3-4 3-4 孔 距 2.0 2.2 2.2 2.2 刷毛顶端 圆钝形 圆钝形 圆钝
11、形 圆钝形 表2 牙刷设计标准1、头部眼孔中心与头部外围轮廓线距离不得小于2mm2、头部眼孔之间间距不得小于0.6mm3、头部橡胶扁齿宽度尺寸不小于0.9mm长度比1：64、头部包胶层厚度不得少于0.85mm，背部不得小于0.95mm5、眼孔尺寸儿童1.6mm，成人1.7mm以上6、整体包胶胶层厚度不得少于1.5mm，一般取2mm7、钢针深3.5mm最少3.2mm，保证眼孔壁与头部壁厚1.2mm 以上8、颈部最小截面尺寸5.2mmx5.2mm以上，PS为6mmx6mm以上9、圆胶齿最小截面尺寸为1.5mm以上，儿童1.4mm以上10、头部倒圆角尺寸0.8以上11、眼孔倾斜度数在12以内12、颈
12、部过胶筋最小处不得少于1.85mm，槽深1.5mm13、字体最小笔画尺寸0.7mm以上，字间距0.8mm以上14、尾部包胶最大厚度3mm以内15、手按位置比例在头4柄5之间16、产品设计尽量对称分布17、产品包胶应考虑正反支承点，如出现单支承点必须在背面留有压力穴18、产品长度成人185mm190mm，少儿145mm160mm，幼儿120mm以上19、分型线高低落差在20mm以内20mm产品设计能够反面平放而不倒9-3-3.功能要素增加产品的功能，对其形态设计会带来一定的改变。如图16挂钩牙刷，在牙刷上增加挂钩功能，喜欢挂哪里就挂哪里。让牙刷也享受一下日光浴，以便更好的清洁我们的牙齿。 图16
13、9-3-4.结构要素对牙刷的结构进行改变，可以给其形态带来不同的变化。如图17所示，设计师受洗车的启发灵感发明了滚筒旋转牙刷，牙刷头由超细尼龙纱线元素制成，使用中不断变化的角度旋转装置来刷牙。图17滚筒旋转牙刷 如图18所示，设计师为旅行者设计了这款便携式灭菌牙刷，刷完牙后，将牙刷头抽出，即可通过牙刷头上的usb端口与电脑连接充电，用这些电力来消灭细菌，保持牙刷清洁。外壳上还带有一个显示屏，用百分比的形式来说明杀毒状态。 图18便携式灭菌牙刷 9-3-5.审美要素审美渗入到消费者衣、食、住、行基本需要的满足之中，它深化了生活，美化了环境，也改变着消费者的情感体验。因此具有强烈审美功能的产品和服务，最易为消费者所了解和接受。图19图19中利用可爱的卡通形象，增加牙刷使用时的趣味性，引起婴幼儿对刷牙的兴趣。 9-4. 以牙刷为主题的形态设计创新图20图20中可以折叠的牙刷专为经常旅行的人设计。 图21图21中丝毫不浪费牙膏的牙刷，从环保角度出发，增加牙刷的功能。图22图22中利用重心特别低的原理，设计了这款特别好玩的牙刷。 图23图23方便你漱口的牙刷在牙刷的头部背面有一个小的凹槽，这样的设计，让你漱口的时候不用再非要把头放在水龙头的下面了。