工业产品造型设计_材料及工艺

1、第 21卷 第 3期1999年 6月 武 汉 汽 车 工 业 大 学 学 报 JOURNAL OF WUHAN AUT OMOTIVE POL YTECHNIC UNIVERSITY Vol. 21No. 3J une 1999工业产品造型设计 、 材料及工艺赵秀栩 陈 郁(武汉汽车工业大学机电工程学院 摘 要 以工业设计中产品造型设计与材料 、 工艺的关系为主题 , 之间的相互影响 、 相互制约作用 。 提出应合理地利用材料性能 、 造型。关键词 工业设计 ; 产品造型 ; 材料与工艺中图法分类号 T B 21 0 、 科学技 术及社会经济迅猛发展的背景下产生的一门崭新的边缘学科 。工业设计

2、包括工业产品设计 、 环 境设计及视觉传达设计 。 它不仅要对产品的功能 、 结构 、 材料 、 工艺及形态 、 色彩 、 表面处理和装 饰等方面进行设计 , 同时还要从社会的 、 经济的 、 技术的 、 艺术的及人的各方面因素进行综合处 理 , 从而使现代工业产品既符合社会不断发展的物质需求 , 又能满足人们的精神需求 。因此它不 同于一般的艺术设计 , 而是一种以工程技术与美学艺术相结合的设计体系 。工业产品本身是生产者与用户之间最重要的交流媒介 。 用户往往通过产品建立起对生产商 的印象 , 因此产品的外观造型设计质量至关重要 。作为科技与文化蕴涵相结合产物的现代工业 产品 , 除满足人

3、们的使用功能外 , 还应以物性的存在形式满足人们的精神需求 。因此 , 产品造型 设计中所涉及到的材料及工艺将对产品造型的美感产生直接影响 。采用不同的材料 、 不同的工 艺 , 所获得的结构形式也各不相同 , 其造型的美感效果也大不一样 。在产品造型设计中 , 首先要 合理地选用材料 , 再按照材料的特点以适当的工艺去塑造它的外形 。 当然在某些情况下 , 也可以 按艺术造型需要决定产品外形 , 再选用相应的材料与工艺 。1 材料是产品造型设计的物质基础材料是人类生产各种所需产品和生活中 不 可 缺 少的 物 质 基 础 。人 类 改 造 世 界 的 创 造性活动 , 是通过利用材料来创造各

4、种产品才得以实现的 。而造型设计从本意上讲 , 是 人们在生产中有意识地运用工具和手段 , 将 材 料 加 工 成 可 视 的 或 可触及的具有一定形状 的实体 , 使之成为具有使用价值的或具有商品性的物质 。 正因为造型设计是一种人造物的活动 , 设计才离不开材料 , 它与材料是密不可分的 。 在从事工业产品造型设计过程中 , 首先必须考虑的 问题之一就是如何选择使用材料 。 如选材不当 , 不仅有损于好的设计和完美的造型 , 而且还会丧 收稿日期 :1999201219.赵秀栩 , 女 ,25岁 , 讲师 ; 武汉 , 武汉汽车工业大学机电工程学院 (430070 . 失其使用性能 , 降

5、低使用价值 , 增加加工制作难度 。造型设计中所用的材料主要有 , 金属材料 、 无机非金属材料 、 有机高分子材料和复合材料这 4 图 1 玻璃容器 类 。 它们除具有各自不同的物理 、 化学和力学性能外 , 其相应的造型特点 、 加工难易程度也各不相同 。所以在造型设计时 , 必须首先熟悉各类材料的性能与特点 。图 1所示玻璃容器 , 是一种典型的传统容器造型 。 由于采用玻璃为材料 , 并以间隔的条纹为装饰 , 从而使产品显得清澈明快 , 富有一种节奏韵律的美感 。材料科学的发展 , 使产品形态产生了根本的变化 。 以家俱设计为例 , 用木材为主要材料而制作的家俱 , 其形态以直线 、

6、平面为主要构成 语言 , 钢材 、 聚氨酯的应用使家俱的造型自由了许多 化 。 同一种功能的产品 , 由于选择的材料不同 , , 用原 木为材料制作的木椅 , 图 2 牛形沙发椅 图 3 玻璃纤维增强塑料座椅 图 4 丙烯酸酯塑料座椅 图 2所示为丹麦设计师所设计的牛形沙发椅 , 它以皮革包制 , 配以不锈钢管弯成的支架 , 使其 富有体感 、 量感和雕塑感 , 实现了物质功能和精神功能的完美结合 。图 3所示为世界著名赫尔曼 米勒家俱制造公司生产的座椅 , 材料选用玻璃纤维增强塑料 。由 于材料易于成型 , 故采用整体式一次成型工艺 , 使产品富于感情色彩的曲线和曲面 , 给人以美的享 受

7、。图 4这款洁净透明的椅子由法国制造 , 是用一整块丙烯酸酯塑料 , 经剪切后粘合加工而成 。由 曲线曲面构成的整体形态 , 犹如一双手托起下肢跪姿的少女 , 富有浓厚的人情味 。 由于其材料的透 明性和形态 , 因而给人以晶莹无瑕 , 乖巧玲珑的感受 。随着技术革新的浪潮日益高涨 , 作为其支柱的新材料正在飞速发展 , 设计师也在永无止境地寻 求新材料 。 从造型美学意义上讲 , 材料不仅是物质的基础 , 它还具有自身的特性 , 即造型材料的感 觉物性 。 这是一种通过人的感觉器官对材料作出的综合印象 , 它包括人的感觉系统因生理刺激对 材料作出反映 , 或由人的知觉系统从材料表面得出的信息

8、 。 例如 , 材料受光照后对视觉刺激所产生 的表面视觉感受 ; 因触觉而判别材料的厚度 、 硬度 、 光滑 、 粗糙和冷暖等触觉感受 ; 因材料的理化作 用的生理感受所引起的心理反映的联觉感受等 。 不同质感的材料给人以不同的触感联想 、 心理感 24武 汉 汽 车 工 业 大 学 学 报 1999年 6月受和审美情趣 。 如大理石质地细腻 、 纹理自然 、 光泽柔润 、 美观耐看 ; 花岗岩质感坚硬 、 沉重 , 给人以 厚重稳定的美感 ; 丝织品给人润滑而柔软之感 ; 羊毛织物给人温暖 、 亲切之感 。 因此 , 合理地运用和 设计材料的感觉物性 , 将会给产品带来独有的特色 。2 工艺

9、是实现产品造型的技术手段工业产品造型设计的重要方面就是对材料进行一定的加工处理 , 最终成为既具有物质功能又 具有精神功能的产品 。 如果缺少先进 、 合理的工艺手段 , 即使有多么先进的结构和美观的造型也将 无法实现 。 此外 , 即使是同一款式的造型设计 , 采用的材料相同 , 由于工艺方法与水平的差异 , 其造 型效果也会相差悬殊 。 因此 , 在造型设计中 , 工艺手段是实现造型的重要因素 , 造型设计应依据切 实可行的工艺条件 、 工艺方法来进行造型设计构想 。产品外观造型的美感能够为人感知 , 是通过 “ 肌理” 这一媒介 造 。 由于组织构造的不同 , , 品表面上的综合表现 。

10、 相同的材质 , 果 。 , 光泽感强 ; 用车削方法获得 的表面 , , 不但能改变材料的表面性能 , 而且还能赋予产品 , 镏金镀银能使一般的材料变得高贵华丽 , 提高产品的等级 ; 而镀黑镍工 艺则色质柔和 、 不反光 , 又能表现金属的质感 , 比用涂料获得的黑色效果好 。 又如 , 喷砂工艺可使产 品获得具有一定粗糙度的表面 、 花纹及图案 , 给人以柔和 、 含蓄的美 。 总之 , 为满足表现现代产品外 观美感的需要 , 可以通过工艺手段改变材料原有的质态 , 而形成新的材料质态 。例如 , 塑料表面镀 覆金属可获得金属的光泽和质感 , 在现代灯具设计制造中广泛采用 。 综合运用多

11、种工艺方法 , 加强 产品造型的外观变化 , 可使产品具有精湛的工艺美 、 技术美和强烈的时代效果 。设计师在选择加工工艺时 , 应考虑下列因素 1,2:同用途 、 同材料产品 , 选择不同的加工工艺其外观效果各异 。 以塑料瓶加工工艺为例 , 采用 吹塑成型与注塑成型 , 其瓶口前小后大 。设计受加工工艺所制约 , 应根据加工方法和工艺特征进行设计 , 明确一定的工艺产生一定 的形状 。 如铸造工艺 , 可产生直圆结合的形状 , 具有圆润感 ; 焊接工艺可实现棱角分明的形状 ; 板材 成型则以棱为主 , 有挺拔之感 ; 而塑模工艺则可进入多曲面的新境界 。设计应充分利用加工方法的长处 。如机

12、械化批量生产 , 可实现产品的通用化 、 标准化和序 列化 ; 若为适应机械加工工艺的局限性 , 去掉多余装饰 , 则可减少不必要的生产工序和成本 。设计应推动和改进加工工艺 。 工艺方法的优劣对造型设计的质量会产生直接影响 , 不仅应 广泛了解和熟悉现有的各种工艺的要求和方法 , 而且还应通过设计促进对现有工艺的进步 , 这其中 的重要性是不言而喻的 。3 产品设计实例分析以信用卡加密机外形设计为例 , 将两种设计方案进行对比分析 , 原设计是由液晶显示屏 、 键盘 和壳体 3部分组成 , 外形结构如图 5所示 。 其特点是由于壳体材料选用金属板材 , 故受到加工工艺 条件的限制 , 壳体造

13、型显得沉闷呆板 , 缺乏生气和亲切感 。改进后设计的信用卡加密机外形结构如图 6所示 。其特点是 , 壳体材料为塑料 , 采用注塑 34第 21卷 第 3期 赵秀栩等 :工业产品造型设计 、 材料及工艺成型工艺 , 壳体外形设计不受加工工艺条件的限制 。 其形态简洁且富于变化 , 线型流畅 , 转角过渡 圆滑 , 使人产生亲切感 。 壳体经上下分型处理 , 易于装配及检修 。 整机色彩选用白色 , 显示 屏罩采用黑色 , 键盘部分采用灰色 , 按键大部分采用白色 , 少数选用高纯色 , 构成黑白灰系列的整体 协调和适量的对比关系 。图 5 信用卡加密机原设计外形图 6献1 沈祝华 . 济南 :

14、山东美术出版社 ,1995.2 王玉林 . 产品造型设计材料与工艺 . 天津 :天津大学出版社 ,1994.Design of Industrial Products , Material and TechnologyZhao Xiuxu Chen YuAbstract The relationship among the design of industrial products and material and technology is discussed. The influ 2ence of the form of products and material and technology are analyzed. Perfect use of material and technology is needed to make b