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商品簡介
作者簡介
序
目次
書摘/試閱
商品簡介
水泥產品的量產，從創意的發想到原型與模具設計製作，是一連串的專業製程，矽膠模具具有高度的耐用性和重複使用性，根據不同的需求和設計要求量產產品，輕鬆地捕捉到細微的細節和複雜的形狀，具有無限的可能性和潛力，成為大規模生產的理想選擇，幫助你實現創意設計和想法，提高生產效率！
水泥與多媒材的結合無論是在日常生活中的裝飾、建築設計還是藝術創作中，都能夠創造出獨特而美麗的作品，豐富我們的生活和文化。
讓我們一同探索水泥砂漿作品如何量產，還有認識水泥與木材、金屬、玻璃的結合，創造出獨特的作品吧！
水泥與多媒材的結合無論是在日常生活中的裝飾、建築設計還是藝術創作中，都能夠創造出獨特而美麗的作品，豐富我們的生活和文化。
讓我們一同探索水泥砂漿作品如何量產，還有認識水泥與木材、金屬、玻璃的結合，創造出獨特的作品吧！
作者簡介
林佩如
學歷
國立交通大學應用藝術工業設計 博士
德國達姆史塔特工業科技大學 訪問學者
經歷
國立臺中科技大學 商業設計系所 副教授
臺中市產業創新協會 商業設計顧問
國立臺中科技大學圖書館委員
國際時報金犢獎 國際競賽評審
閩南師範大學 工藝設計系所 助理教授
德國美茵茲大學 醫學部 輔具產品設計 研究助理
中華扶輪社基金會南區 秘書長
中華扶輪教育基金會 南區分會副會長
空中大學中興校區視覺設計講師
NDL國際有限公司 北京分公司 營銷管理與設計總監
郭汎曲
學歷
國立臺中科技大學商業設計系 碩士
經歷
艾禾數位科技有限公司 負責人
有泥創研工作室 設計執行長
國立臺中科技大學商業設計系所 兼任講師
國際科技創藝教育協會 常務理事
雙北市產業總工會 專任講師
國立虎尾科技大學 中部創新自造教育基地 水泥課程講師
臺中女子高級中等學校 自造實驗室水泥課程講師
新北市工業成品全檢人員職業工會 專任講師
海青商工文創手作基地 水泥課程指導講師
台中產業人才投資職訓班專任講師
雲林自造教育示範中心 水泥課程講師
汎德汽車 BMW、MINI 多肉美學講師
國立仁愛高農水泥專業課程業師
臺中屯區藝文中心泥作手作班指導老師
財團法人鞋類暨運動休閒科技研發中心水泥課程指導講師
特力屋 特約水泥課程講師
序
【作者序╱林佩如】
尊敬的教育工作者、學生及讀者們，非常榮幸能夠向大家介紹這本書《水泥砂漿文創產品量化與媒材應用》。這本書將帶領你們進入一個水泥創意的世界，該書有別於第一版的水泥創意商品製作的教學內容，更著重於複合材質的應用教學。我們將一同踏上一場關於水泥材料之旅。我一直深信學習應該是一個啟發和發現的過程。這本書的寫作初衷，是為了讓學生們能夠更好地理解水泥材料在設計相關領域的應用，同時也能夠激發他們的好奇心，引導他們主動探索世界。
在本書中，將通過案例的操作、豐富的圖片帶領讀者們進入水泥世界。無論你是教育工作者，還是對水泥材料充滿好奇心的學生，相信這本書都將成為你的良師益友。願我們一同在設計材料的海洋中航行，不斷發現、學習創作和成長。
最後，感謝這本書製作的汎曲老師，辛勤付出使得這本書得以完成。希望這本書能夠為你們帶來創作的樂趣和啟發，同時也歡迎你們提供寶貴的意見和反饋，以便我們不斷改進。期望這本書能夠帶給你們愉快的時光。謝謝你們一直以來的支持和鼓勵。
最美好的祝願。
【作者序╱郭汎曲】
這本書主要內容以如何量產為目的，從原型製作所需要的3D電腦建模軟體、3D列印機介紹，到矽膠模具的製作，及各種水泥砂漿灌注方式，加上各種媒材的應用，讓水泥玩法越來越多樣，創造出更多的作品，讓水泥工藝越走越寬廣。
期盼藉由自身的經驗分享，能夠讓愛玩水泥的同好，在進入水泥工藝的領域中，就有充分的基本知識與認識，也能透過這個材料，進入量產與多樣的境界。
一路上從一個人玩水泥到一群人玩水泥，路似乎越走越長了。非常感謝林佩如教授的邀請，總是在我身旁諄諄教誨與陪伴，還有元華文創的協助，才能順利完成第二本書，對於水泥工藝手作的熱誠也因為學生與同好們的支持，才能一直燃燒著不滅，讓我們快樂一同玩水泥吧！
尊敬的教育工作者、學生及讀者們，非常榮幸能夠向大家介紹這本書《水泥砂漿文創產品量化與媒材應用》。這本書將帶領你們進入一個水泥創意的世界，該書有別於第一版的水泥創意商品製作的教學內容，更著重於複合材質的應用教學。我們將一同踏上一場關於水泥材料之旅。我一直深信學習應該是一個啟發和發現的過程。這本書的寫作初衷，是為了讓學生們能夠更好地理解水泥材料在設計相關領域的應用，同時也能夠激發他們的好奇心，引導他們主動探索世界。
在本書中，將通過案例的操作、豐富的圖片帶領讀者們進入水泥世界。無論你是教育工作者，還是對水泥材料充滿好奇心的學生，相信這本書都將成為你的良師益友。願我們一同在設計材料的海洋中航行，不斷發現、學習創作和成長。
最後，感謝這本書製作的汎曲老師，辛勤付出使得這本書得以完成。希望這本書能夠為你們帶來創作的樂趣和啟發，同時也歡迎你們提供寶貴的意見和反饋，以便我們不斷改進。期望這本書能夠帶給你們愉快的時光。謝謝你們一直以來的支持和鼓勵。
最美好的祝願。
【作者序╱郭汎曲】
這本書主要內容以如何量產為目的，從原型製作所需要的3D電腦建模軟體、3D列印機介紹，到矽膠模具的製作，及各種水泥砂漿灌注方式，加上各種媒材的應用，讓水泥玩法越來越多樣，創造出更多的作品，讓水泥工藝越走越寬廣。
期盼藉由自身的經驗分享，能夠讓愛玩水泥的同好，在進入水泥工藝的領域中，就有充分的基本知識與認識，也能透過這個材料，進入量產與多樣的境界。
一路上從一個人玩水泥到一群人玩水泥，路似乎越走越長了。非常感謝林佩如教授的邀請，總是在我身旁諄諄教誨與陪伴，還有元華文創的協助，才能順利完成第二本書，對於水泥工藝手作的熱誠也因為學生與同好們的支持，才能一直燃燒著不滅，讓我們快樂一同玩水泥吧！
目次
【目 次】
作者序╱林佩如
作者簡介╱林佩如
作者序╱郭汎曲
作者簡介╱郭汎曲
第一章 水泥砂漿產品量化
1-1認識水泥砂漿
1-1-1水泥（Cement）
1-1-2水泥砂漿（Mortar）
1-1-3 混凝土（Concrete）
1-1-4 水泥常見裂縫原因
1-1-5水泥產品養護
1-2產品量化流程
第二章 原型製作
2-1原型製作材料
2-2常用原型製作方式
2-2-1 3D數位列印
2-2-2 CNC數位雕刻
2-2-3手作原型
2-3原型設計應注意要點
2-3-1拔模角度設計
2-3-2避免倒鈎Undercut設計
2-3-3避免逆拔模設計
2-3-4邊緣導角
2-4 建模軟體
2-5 積層製造列印技術
2-5-1 熔融沉積成型（FDM）
2-5-2 光固化成型（SLA）
2-5-3 3D列印製程選擇
第三章 矽膠模具製作
3-1 矽膠（silicone）
3-1-1矽膠（silicone）組成
3-1-2矽膠特性
3-1-3矽膠用途
3-1-4翻膜矽膠種類
3-1-5翻膜矽膠選擇
3-2離型劑
3-3油土
3-4外模材料
3-5電子秤
3-6攪拌容器與工具
3-7脫泡設備
3-8模具設計
3-8-1 製作方式
3-8-2分模線設計
3-8-3排氣孔設計
3-8-4定位柱（銷）設計
3-9模具實作步驟示範
3-9-1單面模製作步驟
3-9-2雙面模製作步驟
3-10矽膠模具製作問與答
第四章 水泥砂漿產品灌注
4-1水泥砂漿灌注施作工具
4-2基本灌注方法
4-3水泥砂漿紋理製作
4-4水泥砂漿灌注問與答
第五章 水泥砂漿與多媒材應用
5-1水泥砂漿×環氧樹脂
5-1-1 環氧樹脂媒材介紹
5-1-2 環氧樹脂媒材示範
5-2水泥砂漿×光纖
5-2-1 光纖媒材介紹
5-3-4 光纖媒材應用
5-3-4 光纖媒材示範
5-3水泥砂漿×紙漿
5-3-1 紙漿媒材介紹
5-3-2 紙漿媒材示範
5-4水泥砂漿×木材
5-4-1木料介紹與工法
5-4-2水泥×木料工法與應用
5-4-3松木水泥燈具示範
5-5水泥砂漿×玻璃
5-5-1玻璃介紹與應用
5-5-2玻璃鑲嵌盆器示範
5-5-3玻璃嵌銅線抿石示範
5-6水泥砂漿×金屬
作者序╱林佩如
作者簡介╱林佩如
作者序╱郭汎曲
作者簡介╱郭汎曲
第一章 水泥砂漿產品量化
1-1認識水泥砂漿
1-1-1水泥（Cement）
1-1-2水泥砂漿（Mortar）
1-1-3 混凝土（Concrete）
1-1-4 水泥常見裂縫原因
1-1-5水泥產品養護
1-2產品量化流程
第二章 原型製作
2-1原型製作材料
2-2常用原型製作方式
2-2-1 3D數位列印
2-2-2 CNC數位雕刻
2-2-3手作原型
2-3原型設計應注意要點
2-3-1拔模角度設計
2-3-2避免倒鈎Undercut設計
2-3-3避免逆拔模設計
2-3-4邊緣導角
2-4 建模軟體
2-5 積層製造列印技術
2-5-1 熔融沉積成型（FDM）
2-5-2 光固化成型（SLA）
2-5-3 3D列印製程選擇
第三章 矽膠模具製作
3-1 矽膠（silicone）
3-1-1矽膠（silicone）組成
3-1-2矽膠特性
3-1-3矽膠用途
3-1-4翻膜矽膠種類
3-1-5翻膜矽膠選擇
3-2離型劑
3-3油土
3-4外模材料
3-5電子秤
3-6攪拌容器與工具
3-7脫泡設備
3-8模具設計
3-8-1 製作方式
3-8-2分模線設計
3-8-3排氣孔設計
3-8-4定位柱（銷）設計
3-9模具實作步驟示範
3-9-1單面模製作步驟
3-9-2雙面模製作步驟
3-10矽膠模具製作問與答
第四章 水泥砂漿產品灌注
4-1水泥砂漿灌注施作工具
4-2基本灌注方法
4-3水泥砂漿紋理製作
4-4水泥砂漿灌注問與答
第五章 水泥砂漿與多媒材應用
5-1水泥砂漿×環氧樹脂
5-1-1 環氧樹脂媒材介紹
5-1-2 環氧樹脂媒材示範
5-2水泥砂漿×光纖
5-2-1 光纖媒材介紹
5-3-4 光纖媒材應用
5-3-4 光纖媒材示範
5-3水泥砂漿×紙漿
5-3-1 紙漿媒材介紹
5-3-2 紙漿媒材示範
5-4水泥砂漿×木材
5-4-1木料介紹與工法
5-4-2水泥×木料工法與應用
5-4-3松木水泥燈具示範
5-5水泥砂漿×玻璃
5-5-1玻璃介紹與應用
5-5-2玻璃鑲嵌盆器示範
5-5-3玻璃嵌銅線抿石示範
5-6水泥砂漿×金屬
書摘/試閱
【第一章 水泥砂漿產品量化】
1-1認識水泥砂漿
一般水泥材料製作的產品，使用的材料中，都含有水泥成分，那水泥、砂漿、混凝土的差別在哪裡呢？
1-1-1水泥（Cement）
水泥在水泥砂漿製品中扮演黏結料的角色，主要成分為石灰質原料、黏土、鐵質原料、緩凝劑等等。石灰質原料為含大量的碳酸鈣（CaCO3）礦石，加上黏土物質的原料具有大量氧化矽，再加上含有氧化鐵的礦石以做為?燒時的助熔劑，經過二磨一燒的製作工序，在旋窯中鍛燒，再添加適量石膏用以調解水泥的固化時間，磨成細粉裝袋後，成為我們常見的袋裝水泥。
水泥與拌合水攪拌混合後，會凝固硬化產生水化反應，過程中會溫度上升的水化熱，變成能夠膠結或黏結顆粒骨材的膠結料，成為一個堅硬的固體。
水泥的水化作用產生四種主要產物：C-S-H膠體、氫氧化鈣（CH）、鈣釩石（AFt）、單硫型鋁酸鈣水化物（AFm），其中C-S-H膠體為不規則刺球狀，可使水泥硬固漿體孔隙變小，結構更緻密堅固，為控制水泥強度的主要因素。而氫氧化鈣（CH）為水泥高鹼性的來源，其生成越多，越不利於耐久性。
1-1-2水泥砂漿（Mortar）
水泥砂漿為目前水泥產品製成的主要材料，其為水泥與砂，加上拌合水混合後的漿體，稱之為水泥砂漿，其主要成分包含：砂、水泥、水，為了增加工作性或所要求的外觀質感，也可添加助劑，例如消泡劑、急結劑、減水劑等等。 針對不同的工法，會有不同配方的水泥砂漿，例如灌注型水泥砂漿、捏塑型水泥砂漿、塗抹型水泥砂漿、抿石用水泥砂漿等等。
1-1-3 混凝土（Concrete）
混凝土主要組成為：水泥、粗骨材、細骨材、添加摻料、水。也可以說是砂漿再加上碎石一起混和，成為混凝土。目前混凝土在建築領域，大多以預拌模式先在水泥工廠內依照標準配比拌和，再由混凝預拌車輸送至工地，直接壓送澆置使用。
1-1-4 水泥常見裂縫原因
水泥砂漿配比錯誤：水泥砂漿是一種組合水泥、骨材、水及添加劑等材料的複合材料，配比的設計針對不同的使用目的、工作性、外觀品質要求都會有不同的要求，但基本設計中，水泥與骨材的配比需正確，若水泥過多，骨材配比不足，則容易產生乾縮開裂現象。
拌合水配比錯誤：降低水泥砂漿與拌合水的水膠比，可控制水泥漿的流動率，一般玩家購買添加劑不易，因追求良好的流動率加入過多的拌合水，導致水化作用硬固後，空隙過多大，抗壓強度不足以外，更容易導致收縮開裂，故拌合水量越少越佳，可使用震動或使用添加劑等等方式幫助灌注模具順利。
攪拌不均：水泥砂漿攪拌時間與攪拌扭力應足夠，若攪拌時間過短，材料還未攪拌均勻，就開始操作灌注，導致水泥砂漿收縮不均勻，就容易產生網狀裂縫。
閃凝：又稱之為瞬凝，發生在水泥與拌合水結合後，水化作用放熱速度過快，在短時間內就迅速的凝結，則會產生開裂現象。其發生原因為配方中C3A含量過多，而石膏配比不足以控制水化熱快速反應，亦有可能是操作環境溫度過高。
移動開裂：水泥砂漿硬固初期，移動模具或壓動，造成開裂。
養護不足：水泥初終凝的前後，養護環境不佳，水分蒸發散失過快，造成塑性收縮而開裂。
環境溫差過大：使用環境溫差過大，熱漲冷縮造成拉力裂縫。
1-1-5水泥產品養護
養護目的：水泥砂漿中所含的水泥，在水化作用的反應中，需要充分的仰賴水分，若沒有水分，水化作用則中止，而水分需要適當的溫度與濕度，才能保持水化作用所需要的水分。為了維持產品的品質，達到所需要的強度與減少開裂的機率，水泥砂漿的養護工作是勢必不能省略的步驟，養護越完全，水化反應越完整，其產品的強度越佳，產生開裂的機率越小。
養護環境：一般將水泥砂漿作品放置在空氣中養護，需要保持適合的溫度與濕度，才能確保水分流失的速度，降溫速度不宜大於10℃/h。養護環境在溫度為20度、相對濕度為90%以上的潮濕環境或水中的條件下進行的養護，養護的天數依據不同的水泥種類而有所不同。一般的水泥養護期約28天，早強水泥則約7～14天即可。
養護方式：為了確保產品的外觀，建議採用放置於養護箱的方式養護，控制養護箱內的溫度與濕度，讓其進行完整水化作用，慢慢釋放內部水分即可。
1-2產品量化流程
那甚麼是量產？量產可將每一單位產品的固定成本下降，產品量產的數量越多，越能夠攤提開模所需的成本，使產品的銷售成品降低，利潤提高。簡單來說，就是把產品大量製作出來販售，但實際上一個產品要量產出來，要經過很多的程序。光有一個好的創意是不夠的，必須將腦袋裡的好點子轉化為實體，並且能大量製作出來，投入市場營運販售，才能成為一個有競爭優勢的商品。
水泥產品量產的程序包括創意發想後經過手繪設計圖或是電腦設計建模，再利用各種材料，製作方式應用的原型製作，目前大多採用3D列印製作原型，有了原型以後，就可以利用原型，依據量產的數量與工期來決定模具的數量，翻製矽膠模具後，灌注水泥材料。
1-1認識水泥砂漿
一般水泥材料製作的產品，使用的材料中，都含有水泥成分，那水泥、砂漿、混凝土的差別在哪裡呢？
1-1-1水泥（Cement）
水泥在水泥砂漿製品中扮演黏結料的角色，主要成分為石灰質原料、黏土、鐵質原料、緩凝劑等等。石灰質原料為含大量的碳酸鈣（CaCO3）礦石，加上黏土物質的原料具有大量氧化矽，再加上含有氧化鐵的礦石以做為?燒時的助熔劑，經過二磨一燒的製作工序，在旋窯中鍛燒，再添加適量石膏用以調解水泥的固化時間，磨成細粉裝袋後，成為我們常見的袋裝水泥。
水泥與拌合水攪拌混合後，會凝固硬化產生水化反應，過程中會溫度上升的水化熱，變成能夠膠結或黏結顆粒骨材的膠結料，成為一個堅硬的固體。
水泥的水化作用產生四種主要產物：C-S-H膠體、氫氧化鈣（CH）、鈣釩石（AFt）、單硫型鋁酸鈣水化物（AFm），其中C-S-H膠體為不規則刺球狀，可使水泥硬固漿體孔隙變小，結構更緻密堅固，為控制水泥強度的主要因素。而氫氧化鈣（CH）為水泥高鹼性的來源，其生成越多，越不利於耐久性。
1-1-2水泥砂漿（Mortar）
水泥砂漿為目前水泥產品製成的主要材料，其為水泥與砂，加上拌合水混合後的漿體，稱之為水泥砂漿，其主要成分包含：砂、水泥、水，為了增加工作性或所要求的外觀質感，也可添加助劑，例如消泡劑、急結劑、減水劑等等。 針對不同的工法，會有不同配方的水泥砂漿，例如灌注型水泥砂漿、捏塑型水泥砂漿、塗抹型水泥砂漿、抿石用水泥砂漿等等。
1-1-3 混凝土（Concrete）
混凝土主要組成為：水泥、粗骨材、細骨材、添加摻料、水。也可以說是砂漿再加上碎石一起混和，成為混凝土。目前混凝土在建築領域，大多以預拌模式先在水泥工廠內依照標準配比拌和，再由混凝預拌車輸送至工地，直接壓送澆置使用。
1-1-4 水泥常見裂縫原因
水泥砂漿配比錯誤：水泥砂漿是一種組合水泥、骨材、水及添加劑等材料的複合材料，配比的設計針對不同的使用目的、工作性、外觀品質要求都會有不同的要求，但基本設計中，水泥與骨材的配比需正確，若水泥過多，骨材配比不足，則容易產生乾縮開裂現象。
拌合水配比錯誤：降低水泥砂漿與拌合水的水膠比，可控制水泥漿的流動率，一般玩家購買添加劑不易，因追求良好的流動率加入過多的拌合水，導致水化作用硬固後，空隙過多大，抗壓強度不足以外，更容易導致收縮開裂，故拌合水量越少越佳，可使用震動或使用添加劑等等方式幫助灌注模具順利。
攪拌不均：水泥砂漿攪拌時間與攪拌扭力應足夠，若攪拌時間過短，材料還未攪拌均勻，就開始操作灌注，導致水泥砂漿收縮不均勻，就容易產生網狀裂縫。
閃凝：又稱之為瞬凝，發生在水泥與拌合水結合後，水化作用放熱速度過快，在短時間內就迅速的凝結，則會產生開裂現象。其發生原因為配方中C3A含量過多，而石膏配比不足以控制水化熱快速反應，亦有可能是操作環境溫度過高。
移動開裂：水泥砂漿硬固初期，移動模具或壓動，造成開裂。
養護不足：水泥初終凝的前後，養護環境不佳，水分蒸發散失過快，造成塑性收縮而開裂。
環境溫差過大：使用環境溫差過大，熱漲冷縮造成拉力裂縫。
1-1-5水泥產品養護
養護目的：水泥砂漿中所含的水泥，在水化作用的反應中，需要充分的仰賴水分，若沒有水分，水化作用則中止，而水分需要適當的溫度與濕度，才能保持水化作用所需要的水分。為了維持產品的品質，達到所需要的強度與減少開裂的機率，水泥砂漿的養護工作是勢必不能省略的步驟，養護越完全，水化反應越完整，其產品的強度越佳，產生開裂的機率越小。
養護環境：一般將水泥砂漿作品放置在空氣中養護，需要保持適合的溫度與濕度，才能確保水分流失的速度，降溫速度不宜大於10℃/h。養護環境在溫度為20度、相對濕度為90%以上的潮濕環境或水中的條件下進行的養護，養護的天數依據不同的水泥種類而有所不同。一般的水泥養護期約28天，早強水泥則約7～14天即可。
養護方式：為了確保產品的外觀，建議採用放置於養護箱的方式養護，控制養護箱內的溫度與濕度，讓其進行完整水化作用，慢慢釋放內部水分即可。
1-2產品量化流程
那甚麼是量產？量產可將每一單位產品的固定成本下降，產品量產的數量越多，越能夠攤提開模所需的成本，使產品的銷售成品降低，利潤提高。簡單來說，就是把產品大量製作出來販售，但實際上一個產品要量產出來，要經過很多的程序。光有一個好的創意是不夠的，必須將腦袋裡的好點子轉化為實體，並且能大量製作出來，投入市場營運販售，才能成為一個有競爭優勢的商品。
水泥產品量產的程序包括創意發想後經過手繪設計圖或是電腦設計建模，再利用各種材料，製作方式應用的原型製作，目前大多採用3D列印製作原型，有了原型以後，就可以利用原型，依據量產的數量與工期來決定模具的數量，翻製矽膠模具後，灌注水泥材料。
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