定制皂制作工程訓練項目設計

孫磊

【摘要】本文針對目前學生對于傳統金工實習缺乏興趣的問題，開發了一種與日常生活相關的定制皂創新工程拓展項目，項目整合了CAD/CAM、模具、鑄造、數控加工、化學等多方面的知識和技能，將技術和藝術有機結合，使學生通過該項目體驗到制“皂”的無限樂趣。結果表明，項目不僅激發了學生的動手熱情，而且提高了學生的專業技能和創新能力。

【關鍵詞】定制皂 創新項目 皂模 工程訓練

【中圖分類號】G416 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）18-0102-02

在工程訓練中開設與日常生活相關的創新項目，對于普及工程訓練知識，提高學生學生興趣，培養學生的創新思維和創造力具有重要的作用。為了調動學生的實踐積極性和主動性，在開發項目時綜合考慮了以下因素：既涵蓋工程訓練內容又貼近生活；作品可以由學生帶走；作品成本低；在現有工程訓練條件下可以實現[1]。

定制皂的制作是兼知識性、趣味性和創造性于一體的實訓項目。項目將技術和藝術有機結合，使學生能綜合運用工程訓練知識并充分展現個性。項目不僅能提高學生的動手能力，而且能促使學生充分發揮想象力。

定制工藝皂和手工皂的區別，與目前風行的手工皂相比，定制皂的側重于個性皂模的制作，而手工皂的側重于香皂材料的調制。

肥皂常用制作方法

冷制法

所謂冷制法是將油脂 、氫氧化鈉溶液混合后，發生皂化反應 。在制作過程中盡量維持低溫皂化，避免因為高溫而流失部分養分。反應完成后，皂液入模使其自然干燥待三至五周后脫模便可直接使用 。該法是手工皂制作的常用方法，缺點是制作周期長，所以不適合定制皂項目使用。

融化再制法

利用現成的皂基，加熱融化后再次制作肥皂。普通皂基的成本在每千克20元左右，整個成皂時間在兩小時左右，所以該方法成本低廉，成皂快速，非常適合定制皂實訓項目。而且熔化后的皂液可添加色素 、香精，進一步提升感官品質。

熱制法

利用熱制法做成的皂 ，在油脂與氫氧化鈉進行皂化反應至稠狀階段時，再以斷續加熱的方式 ，使其快速皂化 。脫模后放置一周使水分蒸發，即可使用 。

定制皂項目內容

定制皂項目內容主要包括：設計香皂、設計皂模、加工皂模、澆注皂液和脫模修皂五個步驟。

設計香皂

定制工藝皂設計包括外形設計、色彩設計、香味設計和功能設計四個方面[2]。其中外觀設計是項目的核心設計任務。

1）外觀設計

使用北京精雕ArtForm軟件設計定制皂外形。ArtForm 是一款以浮雕模型及圓雕模型設計編修為主要特色，同時擁有優秀的平面設計模塊、幾何曲面造型模塊、逆向掃描建模模塊、網格模型分模模塊、2.5軸至5軸加工模塊的綜合性CAD/CAM軟件。ArtForm軟件提供了豐富的工具，設計者根據線稿、照片、實物樣品或其頭腦中的抽象構思，可快速在電腦中設計出精美的數字化的浮雕模型或3D圓雕模型。[3]

設計時需考慮制造的可行性，特別是細小尺寸要考慮現有刀具條件。為了方便出模可在模膛兩側設計脫模斜度。模型大小應控制在所提供亞克力板尺寸范圍內。

2）色彩設計

香皂的色彩是香皂感觀品質的一個重要因素，好的設計應該是外觀和色彩保持一致。為了增強定制皂的視覺效果，可以給香皂配以不用的顏色和透明度。添加顏色可選用食用色素或化妝品級的染料，從而保護肌膚不受傷害。

3）香味設計

隨著人們對于感官方面審美追求的進一步提高， 香味設計也成為是現代設計的一個不可忽視的領域。為了使定制皂和市售的肥皂一樣，具有持久優雅的香味，一般可在融化時添加天然精油。添加時要注意各成分的化學反應及使用安全性。

4）功能設計

為了達到不同的護膚效果，可根據自身的需求選擇性的加入相應的護膚物質。

設計皂模

根據定制皂外形可分為整模設計和分模設計。當定制皂的最大截面在端部，并選它做分型面時，將模具做成整體的造型方法，稱為整模設計。整模設計是最常用的一種設計方法，具有制造簡單，方便靈活的優點。多用于最大截面在端部、形狀簡單的定制皂制作。

當定制皂用整模設計不方便或不能取出摸樣時，常采用分模設計。分模設計時，所用的模樣沿其最大截面分成兩半，即分別為下模和上模，并設置定位裝置，模樣上分開的面做為分型面。

確定模具設計方案后，利用ArtForm軟件設計模具。

加工皂模

在對皂模進行工藝分析的基礎上，通過ArtForm軟件的CAM模塊生成皂模加工程序，期間需完成以下任務：確定毛坯材料和尺寸；確定加工方法、工夾量具及道具；確定編程原點及編程坐標系；確定走刀路線及工藝參數。仿真調試無問題后將程序傳輸至精雕機，進行試切加工，驗證無誤后進行正式加工。加工完成后利用修邊工具修毛邊，提高出模效果。

澆注皂液

澆注皂液主要步驟為加熱融化皂基、調色調味調配方、入模靜置凝固三個步驟。

1）加熱融化皂基

可在鍋中加水，把器皿放入水中隔水加熱至融化。皂基屬于非晶體，所以沒有固定的熔點。當皂基吸收熱量時，便開始由硬變軟，最后變成液體。一般皂基的軟化溫度在50℃至80℃。

2）調色調味調配方

皂的顏色一般使用食用色素調色，由于色素的濃度很高，一次加一滴即可，然后攪拌均勻。常見的使用色素有三個顏色：紅、黃、藍，其他顏色可由這三色調出來。

皂的味道通常是加入香精或精油而產生的。有些精油或香精加入皂液后會使皂液顏色產生些微的改變，可以調完香味之后再調顏色。

皂的功能對應不同的配方，需要加入相應的添加物，添加物可在熔化時加入皂液。

3）入模靜置凝固

首先將模具清洗干凈并干燥，然后將調好色、味、配方的皂液倒入模具至指定高度，最后振動幾次模具排出氣泡后靜置。

室溫下靜置1個小時左右，定制皂可完全凝固，之后即可脫模。室溫越高凝固越慢，當需要加快凝固時間時，可將定制皂放入冰箱，大約15分鐘至30分鐘即可凝固。

在等待凝固的時間空檔，可以清洗器具及整理工具。量杯和攪拌棒可加入溫水進行沖清。

脫模修皂

在澆注皂液時，可放置輔助脫模的木棒，方便脫模。脫模后再將木棒修剪掉。如果脫模后的肥皂需要修飾，可以塑膠刀進行修補。

結束語

定制皂工程拓展項目整合了CAD/CAM、模具、鑄造、數控加工、化學等多方面的知識和技能，學生將這些知識、技能、連同自己的創造力和情感都融入小小的定制皂中，使定制皂成為一件獨一無二的藝術品。在項目實施過程中每一個學生都體會到了制“皂”的無限樂趣。

定制皂的模具制造可以進一步和其他制造技術結合，比如硅膠翻模、激光雕刻、三維打印等，設計出更多的創新拓展項目。

參考文獻

[1]鞠海華，王俊青. 以工程實際應用為背景的傳感器實訓課程的設計開發[J]. 教育教學論壇. 2015（12）： 218-219.

[2]譚大志，冉媛媛，周立靜. 手工肥皂的實驗設計[J]. 實驗室科學. 2010（03）： 66-68.

[3]北京精雕集團. ArtForm軟件概述[Z]. 2014http：// www.jingdiaosoft.com/.