產品設計中的材料應用

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摘要:材料的應用對于工業產品設計非常重要。材料不僅是產品的物質基礎，而且關乎到產品在使用時期的用戶使用體驗。更重要的是材料應用的選擇在產品進入生命周期末尾時，對環境的影響，資源的消耗有著直接的關系。因此，材料的選擇應當從產品設計的整個生命周期來宏觀考慮。本文希望從材料應用的角度去探討材料應用創新與產品設計創新的聯系，以期發現一些對產品設計創新切實有用的途徑與方法。

關鍵詞：材料;物質基礎;使用體驗;環保性

一引言

本文探討材料應用與產品設計的關系，以工業設計的流程為主線，根據產品設計的生命周期的先后順序進行逐步探討。一個完整的產品設計的生命周期涵蓋了產品從前期的方案設計到后期的使用完畢之后的回收利用，所以在本文中，根據與材料應用的關系，將產品設計的生命周期分為：從方案到產品、產品的實際使用、后期的回收環保三大階段。本文就這三大階段中材料應用與產品設計的關系進行了逐步探討。

二從設計到產品

2.1材料是工業產品的物質基礎

材料是一切工業產品的載體，工業設計與材料有著密不可分的關系。優秀的設計離不開適當的選材與合理的工藝。材料是產品的物質基礎，如果不選用適當地材料和工藝制造產品，再優秀的設計也只是一紙空談。設計活動是發現問題，解決問題的過程，而產品是這一活動的終端結果。任意一款工業產品都是設計的載體，也是一個綜合的信息載體，反應了當時的社會生產方式，生產力水平等多方面因素。如果當時的生產力摘要:材料的應用對于工業產品設計非常重要。材料不僅是產品的物質基礎，而且關乎到產品在使用時期的用戶使用體驗。更重要的是材料應用的選擇在產品進入生命周期末尾時，對環境的影響，資源的消耗有著直接的關系。因此，材料的選擇應當從產品設計的整個生命周期來宏觀考慮。本文希望從材料應用的角度去探討材料應用創新與產品設計創新的聯系，以期發現一些對產品設計創新切實有用的途徑與方法。水平達不到設計提出的生產要求，產品也不會客觀地存在，更不會進入市場，服務社會，改變人們的生活方式。這是一個根源性的問題，卻往往在設計活動中被忽視，沒有得到應有的重視。在工業產品設計的創新活動中，往往更加看重所謂的形態和功能創新，而材料作為工業產品的物質基礎，往往被忽視。甚至有不少設計人員根本不去關心產品后期的落地生產過程和材料的選擇應用限制，認為生產制造是屬于工程師的工作，導致過多地把時間和精力浪費在浮華不實的設計上面，到頭來導致的結果要么就是設計圖紙根本超出當時的生產制造能力，設計的構思只能落空，要么就是最后做出來的產品質量與最初的設計初衷有著很大的出入，實際的產品根本達不到設計的要求，造成高不成低不就的浪費局面。

2.2材料關系著設計的落地實現

設計人員對于材料之于設計的重要性認知不夠，不僅僅會造成設計—生產之間的銜接斷層阻礙，往往還會對設計人員的設計思路造成造成局限性。工業產品設計活動中，往往是先做好設計方案，到投入到生產制造之前再去選用材料，優先關注的就是產品的功能和外觀。殊不知。如果事先對于材料已經生產工藝了解不夠，到了后期進行選材生產的時候就會發現，很多構思不僅無法實現，還不得不去修改原有的設計方案，這種現象尤其是在近年來并不少見。究其原因，首先是設計與生產的過度分離，設計與生產的環節之間比較生疏，設計人員與工程技術人員之前的信息溝通不夠充分；其次就是設計人員對于現有的生產技術過分自信，尤其是現在3D打印技術勢頭很猛，讓人們仿佛意識到沒有什么是不可能生產制造的。殊不知3D打印技術最核心的技術門檻就在于材料問題，材料問題沒有得以徹底解決，現在的3D打印技術還是沒有進入實質的應用階段。

2.3設計人員要正視材料的地位

現在的工業產品設計中，對于產品的審美的要求非常高。這不僅要求設計人員能在方案構思階段要把產品的外觀設計得非常出色，更要保證生產出來的產品要和圖紙高度吻合。在這個過程中，產品的造型、色彩、紋理，都是影響產品美觀的重要因素。有些產品的造型要求非常高，非常的復雜，對于后期的成型工藝要求很高，選用不同的材料進行生產制造，就意味著產品有著不同的結構、重量，生產制造的難度、成本也不盡相同。造型、色彩、紋理，每一個因素都會影響到產品最后的效果。如果設計人員能充分了解到材料的特性，就會對前期的方案設計和后期的生產制造形成有效控制，不會出現與設計初衷太大的偏差。

三產品的實際使用

3.1合理地選用材料是保證

產品實際使用的過程中，產品的色彩，材質，造型，重量，觸感以及產品外觀抗損性，都是會對用戶體驗產生影響的重要因素。用戶體驗小到影響用戶對產品的評價和定位，大到可以直接影響用戶對產品所代表的品牌和商家的評價，影響到產品的口碑和后續的購買行為。這個階段，產品已經是從圖紙變成了實實在在的物品，如果用戶不滿意，不可能會再像設計草案階段輕松地改來改去。從產品制造出來的那一刻起，它的品質絕對就不僅僅是之前所謂的完美設計，更多的是依靠實實在在的做工和選材。產品在實際的使用過程中，原設計的功能、外觀等因素能否完美的呈現給用戶，就要靠材料和工藝來說話了。這種例子在生活中非常多見，我們日常使用的手機就是一個很好很全面的例子。以蘋果公司經典產品iPhone4s來為例（圖一所示），這款手機之所以被稱作是喬布斯的巔峰之作，不僅僅是手機自身的功能相當強大，它的可靠性、握持感、耐損性、手感在同一時期的產品對比中都是鶴立雞群。這款手機外殼選用的不銹鋼金屬和透明鋼化玻璃，不僅非常簡潔美觀，還保證了手機在長期使用中不會因為時間的推移和正常使用中摩擦對外觀造成太多改變，保證了出色的外觀長久性。反觀其他品牌的手機，選用塑料外殼的手機，雖然成型工藝要比金屬和玻璃難度低很多，但是外觀，質感卻要差很多。尤其是很多工程塑料外殼，使用一段時間之后，外觀磨損得很厲害，短短幾個月手機像是換了一個樣子。盡管也有不少手機使用的時金屬外殼，但是選材上的差距，在使用過程中經常出現掉漆，磕碰變形等情況。在市場競爭激烈的電子產品市場，只要經過對比，很容易就讓用戶在選擇中建立產品印象次序。iPhone4s出色的材料應用和優良做工，不僅僅保證了用戶在實際使用過程中得色彩，質感等多方面的體驗始終如一，更是反映處蘋果這家公司從戰略高度上全面統籌設計活動，從更多的角度，更深的層次，更系統的眼光來做好產品設計，設計實力的深厚程度可見一斑。

3.2材料直接影響用戶心理

材料對于產品的用戶體驗不僅體現在外觀上，更多的還是感覺特性上，比如說材料帶感用戶的觸感、材料本身的光澤感感覺等特性。材料的感覺特性包括兩個屬性：生理屬性和物理屬性。材料的生理屬性一般是指材料表面作用于人的觸覺和視覺系統的刺激性信息如粗獷與細膩、粗糙與光滑、溫暖與寒冷、華麗與樸素、渾重與單薄沉重與輕巧、堅硬與柔軟、干澀與滑潤、粗俗與典雅、透明與不透明等基本感覺特征。而物理屬性一般是指材料的表面傳達給人得知覺系統的信息，包括材料的類別、性能等。主要體現為材料表面的幾何肌理特征和理化類別機理特征，比如色彩，光澤、質地等。人的觸覺，視覺感受到信息，都會對材料的認知產生不同于影響。比如，金屬和玻璃往往帶給人冰冷機械的感覺，塑料和木材往往帶給人溫馨自然的感覺。同一造型的產品，如果使用同的材質，就會有不同的外觀感覺和不同的觸感，進而造成用戶使用過程中不同的使用體驗，形成不同的認知。比如從早期的木制桌椅，到后來由金屬、皮革等多種材料制作的家具，給用戶的感覺是完全不同的。木制家具質地比較硬，坐臥感覺遠不如皮革座椅柔軟舒適，但是皮革家具外觀感覺看起來不如木制家具筆挺利索。有時候相同功能的產品，即使簡簡單單地換一種材料，就完全改變了使用者對這類產品的認知。

四后期的回收環保

4.1廢棄產品與環保

在產品進入生命周期的末尾階段時候，環保問題就成了一個不得不關注的問題。每年全球都生產和淘汰不計其數的產品，當這些產品失去其原本的使用價值之后，如果不能被再利用，就成了環境的巨大負擔。堆積如山的廢舊產品（圖二所示），不僅占據著寶貴的空間，分解回收也是一個大問題。傳統的填埋，焚燒等方法，對環境的污染太嚴重。這就使得我們不得不從產品的生命周期一開始就重視這個問題，重新來審視產品、人、環境的整體性問題。隨著環境問題的日益嚴重，綠色設計的設計思維也是應運而生。綠色設計要求設計師從設計的整體性和倫理性質出發，充分考慮整個過程中對于資源、環境的影響，不再一味以商業效益和滿足人的需求為唯一目的。材料作為工業產品的實際物質承載者，選用何種材料對于產品的環保有著直接影響。產品的材質能否再利用，是否對自然環境產生直接或者間接影響，是左右設計師選擇環保材料的重要標準。

4.2設計與綠色環保

根據綠色設計中的3R原則，即reduce、recycle，reuse（少用、回收、再用），這類產品應該具有以下三個特點：方便制造（節省資源）、方便使用（節省能源）、方便回收（產品報廢后方便回收和利用）?；谝陨弦?，材料的選擇應該優先選擇具有以下特點的材料：重量輕且機械性能好、自然原材料（如石材，木材）、可循環使用的材料（比如酒水的玻璃包裝）、丟棄后不污染環境（可自然降解的新材料）。隨著科技的發展，材料的工藝水平也取得了長足進步，一大批新材料相繼問世。質量輕便，機械強度高，意味著在滿足同等要求的前提下，選用新材料的產品將會變得更加輕便而且堅固。這大大減少了后續環節中的資源性消耗。比如同等造型的餐具，使用新型塑料材質制造相比于傳統的陶瓷，不僅輕便堅固耐用，而且在使用、運輸過程中大大減少了能源的二次消耗。同時現階段對于塑料的回收技術日益成熟，產品的后期回收問題也得到了很大解決。可降解材料一直是近年來科學研究的重點領域，也取得了重大突破。使用這類材料制造的產品，在使用廢棄之后，會在自然環境中自動降解，不會存在環境污染問題。現有的可降解材料大都是在使用期限比較短的產品范圍中，以一次性產品較為常見。這類產品的特點是使用期限短，基本上使用一次之后就再無使用價值，在回收性價比低，直接進入報廢階段。使用可降解材料，不但保障了人們對于一次性產品的需求，對環境的壓力也是大大減小。

4.3設計思維變換

隨著現代環境問題的日益突出，綠色環保問題將會越來越重要。要想從根本上緩解和解決環境壓力，就要從問題的源頭抓起。在設計的整個生命周期中，產品不再是簡簡單單設計生產出來供消費者使用這么簡單，需要從全局性來審視產品的可利用價值。踐行綠色設計理念，需要設計師們認真考慮材料的物質基礎這一重要因素，物質基礎是工業產品存在的前提，只有正視這一客觀存在的前提，設計才能更加腳踏實地地服務于用戶。千里之行始于足下，從設計的源頭上就緊緊把住綠色設計的標準，構架設計上就定格為綠色產品，后期的工作自然也就順著這軌道按部就班地執行。五結語正視材料應用與設計創新的關系，把材料的應用貫穿到設計的整個生命周期中，讓設計真正地做到系統性、持續性、協調性。同時，正視物質基礎對于設計活動的重要性，可以讓設計思維從天馬行空的幻想落地到實實在在的產品上。設計需要創意，但是設計只有落地生根才能真正服務生活、改變生活。過多的空想，不切實際創意只會成為空談，切莫不要讓當初的一腔熱血到最后成了竹籃打水一場空，只有實實在在地做到才是有現實價值的。

參考文獻

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[3]陶梅李愛國.PVC材料與產品對環境影響及其廢物管理.遼寧工程技術大學學報.2005.s1

作者:劉云通 單位:北方工業大學