第二节 油泥模型制作准备
一、油泥模型简介
油泥模型在工业设计活动中具有极为重要的作用，一个制作精良的油泥模型为设计者和项目评价者提供了最好的评价依据。油泥模型最适合使用在产品创意模型阶段，它是使设计师能够充分思考而将设计思想落实到形体上的工作过程，是最方便、快捷且效果最佳的模型制作方法之一。另外，在工作模型和样机模型的制作过程中，往往需要大尺寸模型，使设计师能真实体会到产品的尺度感，因此在家用电器和交通工具等体量感较大的产品设计中，油泥模型是不二之择，其制作技术更是值得深入研究，以保证油泥模型最终的制作效果。
二、油泥材料
1．物理特性
油泥，顾名思义，就是含有油脂的泥土。但是不能简单理解为就是我们经常见的那种泥土（黏土）中添加油脂，它是由多种物质按一定比例调配而成的化学合成物，主要成分有滑石粉62%，凡士林30%，工业用蜡8%。
由于油泥中所包含物质成分的特性，使其具有不同的物理特性，其中最大的特点就是冷硬热软。常温下油泥有一定的硬度，将油泥加热至一定温度即可变软。变软后的油泥容易填敷，很方便进行大型的塑造，同时能很快恢复常温。变硬后的油泥切削性好，能用专门的油泥工具任意切削，制成各种曲面模型。做好的模型在适合的温度条件下，能永久不变形地被保存。而且使用过的油泥还可收集起来反复使用。
2．种类
根据产品模型制作特别需要，可选用各种颜色、性能各异的油泥品种。一般常用的油泥材料主要有以下几种：
（1）工业油泥
工业油泥是一种特殊的化学黏土，其化学性质稳定，对温度的适应性较广，几乎不会因为温度的细微变化而引起模型的膨胀、收缩。在室内温度保持20～25℃ 的情况下，可以保持适当的硬度和稳定形态。主要应用于汽车、摩托车、家电等产品的模型制作。
很多国家和地区都有自主开发的工业油泥，我国也有自己生产的油泥，主要在一些院校教学中使用。由于其质量与进口的相差较大，在企业中使用较少。目前国内企业使用的主要是从日本和德国进口的油泥。其中，使用较广泛的是日本生产的J525油泥（图2.24），一般一根重量为1kg。而德国油泥使用得较少，两者在成分和软化温度等方面上稍有差别。
图2.24 油泥模型常用的油泥
油泥在温度达到45℃左右时开始软化，达到75℃时就会液化，所以一般将软化温度设定在55～60℃比较合适。
（2）精雕油泥
精雕油泥也是手板模型泥的一种，价格比较便宜，如图2.25所示。现今有一些工业模型用油泥都是用它来代替。其特性是在常温下质地坚硬细致，可精雕细琢。适合一些精品原型、手板模型、工业设计模型制作。但是要注意，它较工业油泥而言，对温度更加敏感。微温即可软化塑形或修补，塑形简便，但软硬变化快，制作大型曲面时不易把握。对一些工业模型来说，制作比较麻烦，对温度的要求较高，主要用于动漫手板模型等小型模型的制作。
图2.25 精雕油泥
（3）其他油泥
除了上述的产品之外，还有一些应用范围特殊的油泥。如Super Sculpey超级黏土油泥，如图2.26所示。它是一种手板模型泥，有硬度又有黏度，并且能达到均衡，这一特性使它在同类产品中具有领先地位。同时，可烧成制品，成品具有以下特性：不收缩、不变形，便于创作精巧、纤细型制品；坚固、耐久、便于长期保存；可以刮、削、贴纸、印刷等，可自由地进行再加工等。
图2.26 黏土油泥
油泥模型大概的制作过程：首先，需要将它敷在各种材质的支架和胎基上。如果是制作1∶1模型，则需先打造金属或木材的支架，再填胎基，最后敷油泥。如果是1∶5或者更小的缩尺模型，则直接制作泡沫胎基，然后敷油泥。完成后，利用刮刀、刮片等工具可对它进行形体塑造，按一定的比例雕塑出产品外形。通常先制作1∶5的小油泥模型，经审定后再制作1∶1的大模型。按照实际尺寸制作的油泥模型，可以配上真实的零部件，以观察产品整体造型的效果。具体制作步骤将在本章第三节介绍。
三、其他材料
1．制作支架的材料
如果是制作1∶1的油泥模型，则需要使用支架，如图2.27所示。一方面是因为油泥模型的体积大，油泥价格昂贵、质量重，全部使用油泥成本过高；另一方面，是为了方便支撑油泥和安装搬动。
图2.27 模型的支架
制作油泥模型支架的材料有木材和金属。木材类是使用最普遍的材料，金属类相对使用较少。主要是根据不同类型的产品和制作的模型尺寸的大小，以及自己的条件进行选择。
木材，主要包括木方条和板材中的木板、胶合板、细木工板。木方条主要是制作木框支架，用于支撑模型和安装替代件或附件。板材是作为封闭木框骨架，形成基本造型面，作为泡沫胎芯或油泥覆盖的基础。
金属，主要包括角钢、圆管、方管等。角钢主要是用于制作大型模型的主支架。圆管、方管一般是制作模型的金属外露部件。
由于汽车油泥模型支架是不外露的，因此主要是选择木材。但制作全尺寸等体量较大的模型时，一般是先用角钢制作主支架，以保证在油泥制作过程中不会发生形变，损坏。
由于摩托车的造型形态和结构的特殊性，许多车型结构暴露在外，采用金属材料制作模型支架，或用旧车架改造更方便，效果也更好，因此，使用木材的时候较少。
2．制作胎基的芯材
油泥模型的胎基，也称为初胚。由于油泥模型塑造对象的形态变化相对比较复杂，具有许多的曲面变化，由木材直接造型比较困难。同时，油泥的价格相对昂贵，都使用油泥制作比较浪费。因此，在骨架与油泥之间还需要制作胎基，一般使用苯板或聚氨酯硬质泡沫板材来制作。泡沫材料具有材质轻、易加工成型的特点，而且泡沫和油泥粘接效果最好，使用泡沫不但可以节省油泥的用量，减轻模型重量，从而降低成本，而且可以更准确地塑造模型的基本形态。
苯板泡沫大家都非常熟悉，也就是包装常用的减震材料，主要包括聚氨酶泡沫和苯乙烯泡沫。苯板泡沫重量轻，材质松软，易于成型。这种材料到处都可以购买，价格便宜，而且有很多废旧包装材料可以利用。苯板泡沫有颗粒粗细之分，越粗越容易脱落和变形，制作时不易精细。但极其容易被立得宝、502等粘胶材料腐蚀。
专用聚氨酯硬质泡沫重量轻，颗粒很细，材质紧密，有一定强度，不易变形，抗腐蚀性好，大多数的粘胶材料都适用。用它制成的胎基轮廓清晰。但这种材料需要专门购买，成品价格比较贵。
常见的苯板泡沫和聚氨酯硬质泡沫材料如图2.28所示。
图2.28 苯板泡沫和聚氨酯泡沫材料
3．专用辅助材料
在油泥模型制作过程中和制作完成后，利用一些专用的材料来辅助制作油泥模型，以及贴在油泥模型上检查和装饰模型，将会帮助你制作得更好，使你的油泥模型效果更逼真。这些专用的材料主要分为辅助制作的胶带和用于装饰的薄膜两大类。
（1）胶带类
胶带的种类有许多，主要有构思图胶带、Union胶带、纸胶带等（图2.29）。这些胶带分别有不同的种类，而每个种类又有不同的型号，它们在用途上也有所不同。这里主要介绍常用的几种：
图2.29 专用辅助材料
①构思图胶带：它是一种能随意地描绘曲线的柔韧胶带。因此，它可以在构思图和制作油泥的过程中使用，特别是可以帮助判断油泥表面和边缘曲线轮廓线的曲直度，也可以作装饰用途。从400mm宽度开始根据指定尺寸等距离逐渐减小，最小的是3mm。胶带颜色全为黑色。
②Union胶带和纸胶带：这是一种很薄，贴在模型上没有分层的感觉，而且和油泥亲和性好，撕下也不会损伤模型的胶带。它有多个品种，可依个人喜好和实际需要选择。
模型装饰专用胶带：这些胶带有很多种类、品牌、颜色和纹理，主要用于装饰模型特殊部位，与油泥的结合性好，不易脱落。带宽从最窄的1.6mm到最宽的100mm，可选宽度范围大。
（2）薄膜类
薄膜类与胶带类一样也有许多的种类和型号。每种类型有各种颜色和纹理，可以根据实际情况进行选择和使用。常用的几种有：
①彩色油泥模型用薄膜：有银、红、橙、黑、灰等各种系列的色彩，具有适度的延展性，主要用于模型表面贴涂装饰和检查表面的曲面变化。
②车窗薄膜：主要用于油泥车窗的装饰。喷水后进行粘贴，张力大，可以产生一定程度的延展。但是因为本身的厚度比较大，不适合粘贴于曲率大的表面。
③镀铬薄膜：主要用于车窗边缝、排气管等镀铬件的装饰。有经过加热后可以延伸和不需要加热就可以延伸两种。
④彩色棱镜薄膜：有银、红、橙等色彩，主要用于车灯及装饰部件的装饰。背面有黏胶，可在加热的辅助下进行粘贴，该薄膜没有延伸性。
（3）其他类
另外还有其他一些专用材料。如蜡板，手感如蜡，有一定可变形韧性，主要粘贴在车架上，供制作油泥模型时找到覆盖件与车架的间隙位置点时使用。
小贴士
用和不用辅助材料的前提
用不用这些辅助材料取决于三个因素：
第一个重要的因素是你制作的模型是作为什么用的。如果你直接将它拿去展示，如参加展览之类，而时间又非常紧迫，那肯定必须使用。
第二个，也是很局限的因素就是价格。因为这些辅助材料基本都是进口产品，价格都比较昂贵，购买起来也是一笔不小的开支。像一卷3mm×27.4m的构思图胶带，也要花费大约几十元人民币。
第三个因素，贴膜不但需要有充分的耐心和细致，而且需要有很熟练的技巧。因为彩色薄膜本身薄而柔软，在贴膜的过程中，一不小心就会粘在一起导致浪费。
一般来说，如果你的油泥模型是拿来进行数据采集的，那么，你仅仅需要一些制作时辅助使用的胶带和检查时使用的薄膜之类就行了。
4．其他辅助材料
在油泥模型制作过程中，特别是后期制作中还会使用到一些其他消耗性的辅助材料。如图2.30所示，其中最主要的有砂纸、黏胶、原子灰、漆类、玻璃钢材料，以及其他材料。
图2.30 其他辅助材料
（1）砂纸
主要有铁砂布、木工砂纸，其中使用较多的是砂纸。需要注意的是，铁砂布和木工砂纸的型号是数字越大，颗粒越粗。
（2）黏胶
可供选用的黏胶有很多，有专用的黏胶，也可根据不同的材料选择其他黏胶代替。可供选用的主要黏胶有泡沫胶、乳白胶、万能胶、501胶水、502胶水等。但502胶水和万能胶等黏胶带有很强的腐蚀性，它们会蚀穿内胎而达不到粘接的效果。
（3）原子灰
原子灰主要是在后期喷漆处理刮腻子底时使用。主要有汽车原子灰和建筑用原子灰，汽车原子灰的质量更好些。由于原子灰本身有很好的黏度，所以有时也作为黏胶使用。
（4）漆类
漆类主要是在后期表面处理时使用。主要使用的是喷漆，其色彩种类很多，喷漆也有自干漆和烤漆之分。自干漆的色彩是固定配置好的，烤漆可以调配出更多的色彩。
（5）其他材料
其他辅助制作材料还有铁丝、钉子、螺栓、螺丝等。
四、工具
“工欲善其事，必先利其器”，许多人都明白这个道理，对工具和设备的认识和了解，是制作油泥模型必不可少的环节。
1．油泥制作工具
制作油泥模型的工具有很多种型号和规格，在使用上要求比较严谨，不同工具制作不同的部位。在这里，我们大致把它们进行如下分类，初学者要注意正确选用和使用。
（1）直角油泥刮刀
直角油泥刮刀主要用于油泥初敷后进行粗刮削加工，适用于油泥模型的初期，对整个模型的大面进行整体刮削造型。这一类型刀具根据刮削曲面大小分为几种不同的大小型号（图2.31），刃长30～235mm依次增大，常用的有50mm、75mm、100mm三种。在刮削时根据所需刮削曲面的实际情况进行选择使用。
图2.31 直角油泥刮刀
（2）双刃油泥刮刀
双刃油泥刮刀适用于油泥模型的中期，分为直线弧形刮刀和双刃弧度形刮刀，如图2.32所示。在初步刮削之后，将原本粗糙的表面刮至接近平滑。由于还处于模型的前期阶段，在大面积刮平的时候，还可能需要修改某些部分，所以这类刀具的最大特征是两面都有刀刃，其中部分刮刀的一面刀刃呈锯齿形。
图2.32 双刃油泥刮刀
（3）精细单刃油泥刮刀
精细单刃油泥刮刀适用于油泥模型的后期，用于对粗刮过后的模型进行表面精刮和光顺。同样，由于不同的曲面，也分为不同规格大小和型号。主要分为大、中、小三种型号，如图2.33所示。在使用时，要十分细致、耐心地进行刮削，尽量薄薄地刮削油泥模型表面，以达到精细光滑油泥表面的目的。
图2.33 精细单刃刮刀
（4）特殊形状的油泥刮刀
特殊形状的油泥刮刀主要是用于对普通刮刀造型能力的补充（图2.34）。对一些相对复杂、狭窄的曲面或者是沟槽内弧的曲面，普通的油泥刮刀不易进入和刮削的地方，就会用到这些刀具。
图2.34 特殊形状的油泥刮刀
它们之间由于不同的曲面和用途，主要分为：
①双R刮刀：主要在修整大型内弧面时使用，使用频率较少。
②蛋形刮刀：主要用于圆形凹面、宽度较窄的沟槽或内弧面修整，使用频率较少。
③弧面刮刀：分为五种直径弧面规格，用于挖洞或进行深挖作业，使用频率较少。
④三角刮刀：分为大、中、小三种型号规格，用于模型曲面比较狭窄或相对较小等区域，使用频率较高。
⑤单头缝隙导槽刀：用于勾勒产品分模线的间隙或汽车模型门窗缝隙，使用频率较高。
（5）双头凹面刮削工具
这一类油泥刮刀由于其形状特征又名丝刀（图2.35），有形状、弧度和大小的区别。刀体很细，主要用于处理油泥表面的凹陷部分、勾画细微部分。根据实际情况选用。通过以往的实践经验证明，丝刀也可以用于曲面的局部精细刮制。
图2.35 双头凹面刮削工具
（6）修整刀
修整刀主要适用于油泥模型的早期，在使用刮刀之前，用于在堆砌、填补、切割油泥时使用。有不同的大小型号和规格，如图2.36所示。
图2.36 油泥修整刀
（7）钢制刮片
钢制刮片主要用于油泥模型后期进行精细修整，以改善油泥表面的粗糙度，检查油泥表面的平整度，使油泥表面光亮平顺。钢制刮片主要为矩形，有不同的长度和厚度之分。厚度越薄，钢片越软，可以根据模型弧度大小进行自由弯曲，以贴合需要精刮表面进行刮削。常用的厚度有0.08mm、0.2mm、0.3mm、0.5mm、1mm五种。另外也有各种曲率的异形刮片，主要应用于刮制内凹的反R曲率弧面。其大小与厚薄同矩形刮片的型号基本相同。常见的钢制异形刮片如图2.37所示。
图2.37 钢制异形刮片
2．选择适合自己的工具
目前市场上所销售的油泥制作工具有进口的，也有国产的。进口的制作工具一般是专业厂家制造的，国产的基本是非专业厂家模仿制造的。
专业制造和非专业模仿制造这两者之间价格相差比较大。进口的工具的购买对象一般为大型公司和企业，很少有私人购买。
进口的工具有日本的，也有德国的。目前市面上所销售的油泥制作工具主要是从日本Tools公司进口的，价格比较昂贵，大多数为数百元一把。
根据不同内容或不同需求，我们还可以自己动手制作工具，如常用的塑料刮片、模片、画线工具，以及一些切割工具等。由于其不同于其他刀具，所以自己制作也是不错的选择。
五、主要设备
并不是有了油泥制作工具，就可以开始进行油泥模型制作，还需要使用一些辅助设备。这些设备根据油泥模型制作的不同要求，有些是必备的，如油泥烘箱，有些是选择性的，如模型制作平台、油泥回收机、三坐标测量仪。
1．油泥烘箱（图2.38）
图2.38 油泥烘箱
油泥使用之前需要加温，这就需要加热的设备，即油泥烘箱。标准的油泥烘箱其箱内表面由不锈钢制成，容易清扫，对油泥加热均匀，即使反复加热，对油泥的性质也不会产生很大影响。
标准的油泥烘箱内部有通风散热装置，不过价格比较贵，也可以根据实际情况，选用另外一些加热设备来代替。如食品烘箱，也可以达到类似的效果。
2．模型制作平台（图2.39）
图2.39 油泥模型制作台
模型制作平台分为制作1∶1的全尺寸模型和制作缩比模型的两种，其中汽车与摩托车的制作平台在式样上不同，要求也不同。汽车制作平台比摩托车制作平台的要求更高。
汽车1∶1模型的专用制作平台一般与地面为同一水平面高度，有不同尺寸规格。最常用的是3000mm×7000mm，上面标有刻度，且可安装测量画线仪。
缩比模型的专用平台一般是桌式，尺寸大约是1600mm×850mm×810mm，上面标有刻度（1∶4是25mm,1∶5是20mm）。除了模型外，还可以摆放一些工具，有些还可以调节高度和旋转。
当然，也可以自己制作或改装模型制作平台来代替。1∶1的用钢板，缩比模型用桌子。不过，一定要将台面校正水平，不然你很难将模型做得对称和准确。
3．油泥回收机（图2.40）
图2.40 油泥回收机
一般情况下，油泥可以直接回收加热后再使用。由于油泥被使用几次后，其中会产生气泡，致其密度疏松，黏性降低。而油泥回收机可以将反复使用后的油泥再次搅拌，除去气泡，提高密度，改善黏度。但因为其售价昂贵，通常学生在使用油泥时，只要注意保护好工作环境，避免尘屑混入油泥中即可。不建议学生使用油泥回收机。
4．三坐标测量仪（图2.41）
图2.41 三坐标测量仪
三坐标测量仪主要用于测量模型的对称、三维数据测量、三维画线等，分为三坐标测量系统（有单测臂、双测臂和多测臂）和三坐标测量（画线）仪两种。三坐标测量系统一般配有计算机与扫描仪器，可以读数据并以数字方式储存，可以将数据打印出来或输出。主要在制作比较精良的大型模型时使用。
三坐标测量（画线）仪有大小之分。大型仪器用于测量全尺寸模型，小型仪器用于测量缩比模型。
5．高度游标卡尺（图2.42）
图2.42 高度游标卡尺
主要是用来测量模型的高度位置，有大小不同的尺寸和规格。也可以用于测量模型的对称、数字测量，以及代替小型画线仪来使用。
6．其他辅助工具
在油泥模型制作中，除了使用主要的制作工具外，还有一些在骨架的制作及后期处理时必须用到的其他辅助制作工具。
（1）手工工具
手工工具一般以木工工具和钣金工具为主。根据各个造型方面的需要，主要包括：木工锯、板锯、钢锯、曲线锯，榔头、钳子、螺丝刀、木工锉、金属锉，以及铁丝、钉子、螺丝、螺栓等五金工具。
（2）电动工具
在制作模型过程中，很多时候用纯手动工具无法达到预期效果，或者比较费时费力，可以选择一些手持电动工具来辅助制作。主要有：手电钻，用于对木材、金属、模型芯材或模型后期处理时进行打孔；提线锯，用于切割木材或芯材；角磨机，用于后期玻璃钢毛边的修整或切割、打磨金属材料；抛光机，用于打磨玻璃钢模型以及喷涂装饰的后期打磨。
当然，还有很多电动工具都可以选用来制作模型以加快制作进度、提高制作质量或减少手工操作强度，这里就不一一介绍了，大家可以根据自己的实际情况购买使用。
（3）其他工具
常规的测量、画线工具，在制作油泥模型时也常常使用，主要有：直尺、三角尺、钢尺、曲线尺、圆规、画线规、各种模板、水平仪、刀具等。在制作时，应根据自己的需要进行准备和选用，也可以自己制作一些形状的模板。