Stock forms, types and sizes

材料规格（Stock Forms）、类型与尺寸介绍

欢迎！在本章中，我们将探讨什么是材料规格（Stock Forms）。你可能会问：“这到底是甚么东西？”好吧，想象一下你去超市买牛奶。它通常是以 1 品脱、2 品脱或 4 品脱的瓶装出售，而不是“随意你想要的任何尺寸”。这是因为标准化的尺寸能让运输、储存和销售变得更轻松、更有效率。

在设计与科技科（Design and Technology）中，材料规格是指物料（如木材、金属和塑料）出售时的标准形状与尺寸。学习这些规格很重要，因为它能帮助你计算所需材料的数量，并让你设计出符合市面现有材料的产品，从而节省成本并减少浪费！

为什么我们需要使用材料规格？

试想一下，如果你每次需要一块木头，商店都必须为了你从一棵随机的树干上切割下来，那将会非常昂贵！
标准化（Standardization）（将物品制成统一尺寸）之所以这么棒，是因为：

• 它使材料变得更便宜，因为它们是大量生产的。
• 它使材料更容易运输并在仓库中储存。
• 世界各地的设计师都能清楚知道他们可以使用哪些尺寸的材料。

1. 纸张与纸板

纸张和纸板有多种出售方式。如果你曾经用过打印机，你已经知道最著名的规格了：A4！

常见的材料规格：

• 纸张（Sheet）： 平整的片状（如一张纸）。
• 卷装（Roll）： 长条连续的长度（如墙纸或包装纸）。
• 层压（Ply）： 将多层纸胶合在一起，使其更坚固。

销售方式：

- 尺寸： 通常遵循“A”系列标准（A0 最大，A4 为标准尺寸，A5 是 A4 的一半）。
- 重量： 以 GSM（克/平方米）计算。GSM 数值越高，纸张就越重、越厚。
- 厚度： 以 微米（microns） 计算。1000 微米 = 1 毫米 (mm)。

标准组件： 这些是与纸张配套使用的“额外配件”，例如扣件（fasteners）、密封件（seals）和装订件（bindings）（例如笔记本上的螺旋线圈）。

温馨提示： 请记住，“A”后面的数字越大（例如从 A4 到 A5），纸张的实际尺寸反而越小！

2. 木质材料（木材）

木材不仅仅是以“原木”的形式出现。它会被加工成特定的形状，以便建筑商和设计师能轻松使用。

常见的材料规格：

• 木板（Planks and Boards）： 用于地板或家具的长而平的木片。
• 标准造型线条（Standard Moldings）： 这是经过成型加工的木条，例如踢脚板（skirting boards）或相框。

销售方式：

木材按长度、宽度、厚度，有时按直径（圆木条/木棒）出售。如果你去 DIY 商店，可能会看到“2 by 4”——这指的是英寸为单位的厚度和宽度（但在学校我们通常使用毫米！）。

标准组件： 例如木螺丝（woodscrews）、铰链（hinges）和 KD 组合配件（Knock-Down fittings）。KD 配件就是你在 IKEA 家具中常见的那种塑料组件和螺栓，让你在家就能轻松组装家具。

3. 金属材料

金属用途非常广泛，并有多种“型材”（截面形状）。

常见的材料规格：

• 板材（Sheet）： 薄而平的片状截面。
• 棒材（Rod）： 实心的圆柱体金属。
• 条材（Bar）： 实心的扁平或正方形长条。
• 管材（Tube）： 空心的圆柱体（例如单车车架）。

销售方式：

金属按长度、宽度、厚度和直径出售。对于管材来说，壁厚（wall thickness）也非常重要！

标准组件： 为了连接金属，我们使用铆钉（rivets）、机械螺丝（machine screws）、螺母（nuts）和螺栓（bolts）。

4. 聚合物（塑料）

由于塑料是人造的，它可以被塑造成几乎任何你能想象到的规格形状。

常见的材料规格：

• 板材、棒材和管材： 与金属一样。
• 粉末与颗粒： 这些用于工厂，经熔化后进行注塑成型（injection molded），制成如 LEGO 积木般的形状。
• 泡沫与薄膜： 例如发泡胶或薄薄的保鲜膜。

销售方式：

聚合物按长度、宽度和规格（gauge，即厚度）出售。颗粒通常按袋装重量出售。

标准组件： 塑料制品通常使用专门的螺丝、螺母、螺栓和塑料铰链。

5. 纺织材料

纺织品最初是细小的纤维，随后被转化为你实际可以使用的规格形态。

常见的材料规格：

• 纱线（Yarns）： 用于编织或织布的“线”或“毛线”。
• 布料（Fabrics）： 由纱线制成的大块“布片”。

销售方式：

布料几乎总是按卷（roll）出售。你根据卷的宽度和布料的重量来购买。它也按股（ply）（缠绕在一起的线数）来衡量。

标准组件： 用于完善服装的配件，例如拉链（zips）、啪钮（press studs/poppers）和魔术贴（Velcro）。

6. 电气与机械组件

这些是产品的“核心部件”，让产品能正常运作。

销售方式：

• 数量： 通常以包装出售（例如一包 100 个 LED）。
• 额定值： 根据电压（Volt）和电流（Amp）额定值出售，这样你就不会把它们烧坏了！

标准组件：

• E12 电阻系列： 全球通用的标准电阻值系列。
• DIL（双列直插式）封装： 这些就是看起来像小“毛毛虫”一样的微芯片。
• 微控制器（PIC）： 一种可以编程的芯片小电脑。

数学部分：计算与排样（Nesting）

别担心，这里的数学非常实用！因为材料是以固定的规格尺寸供应的，你需要精明地规划切割方式，以避免浪费金钱。

排样（Nesting）与减少浪费

排样（Nesting）就像用饼干模具切面团一样。你希望将切割形状尽可能紧密地排列，这样就不会留下大量的材料废料。
类比： 想象你有一张贴纸，如果贴纸散乱地贴，你贴不了几张。如果它们排列得整整齐齐，你就可以贴几十张！

关键公式：

你可能需要计算材料规格的表面积或体积，以便知道需要购买多少材料：

矩形面积： \( \text{Area} = \text{length} \times \text{width} \)

3D 形状体积： \( \text{Volume} = \text{length} \times \text{width} \times \text{height} \)

重点提示： 在购买材料前，务必先规划好你的“切割清单”，以确保使用最高效的材料规格尺寸！

快速回顾：避免常见错误

- 错误： 认为“A0”纸是最小的。
- 更正： A0 是最大的（1 平方米！）。A4 是你在学校常用的尺寸。

- 错误： 忘记了“管材”是空心的，而“棒材”是实心的。
- 更正： 务必检查你的设计是否需要空心（以减轻重量）或实心（以确保强度）。

总结检查清单

1. 材料以规格形式（Stock Forms）供应，以降低成本。
2. 纸张按 GSM 衡量；木材通常为板材；金属则为板材或管材。
3. 标准组件（如螺丝或拉链）是为了配合这些材料规格而设计的。
4. 使用排样（Nesting）来节省材料，保护环境！