激光切割機(jī)造型設(shè)計研究

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摘要：隨著激光切割機(jī)裝備技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品造型同質(zhì)化和品牌特色不明顯成為一個需要解決的問題，在滿足加工功能的前提下，需要進(jìn)一步提高裝備類產(chǎn)品外觀和風(fēng)格化的研究。通過對CMF設(shè)計方法的分析和研究，提出了基于CMF的激光切割機(jī)造型設(shè)計方法和策略。通過對競品產(chǎn)品和品牌分析的基礎(chǔ)上，提出產(chǎn)品風(fēng)格定位，采用CMF設(shè)計方法對激光切割機(jī)造型系列化設(shè)計，提升了機(jī)械裝備產(chǎn)品形象的統(tǒng)一，塑造了產(chǎn)品獨(dú)特的視覺形象。為同類型機(jī)械裝備的CMF造型設(shè)計提供了參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計;CMF;品牌;產(chǎn)品視覺形象;產(chǎn)品風(fēng)格

激光切割機(jī)作為機(jī)床類產(chǎn)品，是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和體現(xiàn)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，世界機(jī)床產(chǎn)品市場開始了新一輪的以外觀設(shè)計為主題的競爭[1]。特別是我國相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)層面有了很大的提升，產(chǎn)品的加工精度和加工質(zhì)量上有了質(zhì)的飛躍。但在產(chǎn)品外觀設(shè)計上，外觀單一化，色彩應(yīng)用單一，表面處理工藝等方面缺少從產(chǎn)品系列、產(chǎn)品理念和品牌特色的高度進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計策略開發(fā)。產(chǎn)品品牌特色不顯著，產(chǎn)品外觀給人還是一個冰冷的加工機(jī)器，從色彩和形象上不能給人產(chǎn)生良好的感官體驗，把產(chǎn)品的品質(zhì)、可靠、精致、美感傳遞給用戶。CMF（Color，Material，F(xiàn)inishing）設(shè)計的研究應(yīng)用，我國相對歐洲、日韓國家起步較晚，現(xiàn)在越來越多的企業(yè)和設(shè)計公司成立了CMF設(shè)計部門。CMF從時尚產(chǎn)品逐漸起發(fā)，逐漸受到手機(jī)、家電類消費(fèi)產(chǎn)品領(lǐng)域的重視。在機(jī)械類產(chǎn)品領(lǐng)域也逐漸受到關(guān)注。國內(nèi)目前對激光切割機(jī)類型的產(chǎn)品研究主要集中在造型要素、色彩、產(chǎn)品DNA等方面的研究。趙璽等[2]通過對數(shù)控機(jī)床色彩設(shè)計特點和色彩設(shè)計影響因素的分析，明確了數(shù)控機(jī)床的色彩設(shè)計對用戶操作的作用和未來改進(jìn)方向。袁雪嬌等[3]通過對國內(nèi)外機(jī)床進(jìn)行分析，總結(jié)出形態(tài)和色彩要素，并總結(jié)數(shù)控機(jī)床形態(tài)的發(fā)展趨勢及配色規(guī)律。等[4]通過對研究目標(biāo)用戶對產(chǎn)品CMF的綜合感性信息的研究，根據(jù)用戶感知的CMF意向圖、色彩提取分析、配色示意圖和產(chǎn)品CMF綜合意向，設(shè)計師利用這些信息對所設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行色彩方案設(shè)計，從而減少設(shè)計師在CMF設(shè)計過程中的主觀性，從用戶感知的角度，探討了感性信息的情感化設(shè)計。這些理論和實踐可以有效指導(dǎo)機(jī)床的造型設(shè)計。但從CMF角度系統(tǒng)對激光切割機(jī)造型研究卻不多，目前CMF理論還主要應(yīng)用在家電和汽車內(nèi)飾行業(yè)領(lǐng)域。因此，通過在研究CMF理論的基礎(chǔ)上，從產(chǎn)品系統(tǒng)化設(shè)計的角度對激光切割機(jī)的品牌和產(chǎn)品風(fēng)格進(jìn)行定位，通過CMF的設(shè)計研究，完成產(chǎn)品的差異化設(shè)計和產(chǎn)品形象的定位。

一、CMF理論

從工業(yè)大革命開始，產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)就開始追求大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)企業(yè)為了增強(qiáng)市場利潤降低成本，在滿足功能和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，盡量簡化產(chǎn)品的表面處理[5]。在產(chǎn)品供不應(yīng)求的大背景下，消費(fèi)者關(guān)注的是產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和價格。特別是機(jī)械裝備類產(chǎn)品是功能和技術(shù)主導(dǎo)性的產(chǎn)品，產(chǎn)品的造型往往是最后“一件外衣”。但隨著社會、文化和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，消費(fèi)者購買產(chǎn)品的指標(biāo)不再是單純的功能技術(shù)，更加注重產(chǎn)品的品牌、造型的美觀化、情感化。對于企業(yè)來講市場競爭不斷加劇，技術(shù)同質(zhì)化，品牌產(chǎn)品無特色是目前面臨的問題。這個時候從企業(yè)文化、品牌、產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計就變得越來越重要。在產(chǎn)品造型設(shè)計細(xì)分中，通過對產(chǎn)品設(shè)計中的色彩、材料和加工等設(shè)計對象的造型細(xì)節(jié)處，更加能滿足產(chǎn)品整體形象需求和塑造。Color（色彩）、Material（材料）及Finishing（表面處理工藝）一起稱為CMF。CMF設(shè)計在歐洲發(fā)展較早，我國目前在企業(yè)內(nèi)部設(shè)計中慢慢細(xì)分出來，突出了CMF在當(dāng)今設(shè)計中的重要地位。如果僅僅從翻譯去理解CMF設(shè)計很難把握設(shè)計的精髓和核心。需要我們把企業(yè)、品牌、產(chǎn)品形象、產(chǎn)品元素聯(lián)系在一起，從系統(tǒng)的角度去理解和實踐CMF內(nèi)容[6]。CMF主要內(nèi)容包括：（一）CMF設(shè)計是基于對色彩、材料、表面處理工藝的視覺認(rèn)知和情感體驗，對產(chǎn)品外觀形態(tài)元素進(jìn)行再設(shè)計的過程；（二）CMF是一門設(shè)計細(xì)分學(xué)科，以美學(xué)為基礎(chǔ)，創(chuàng)新為準(zhǔn)則，通過設(shè)計將色彩、材料、工藝三者結(jié)合，賦予產(chǎn)品新的品質(zhì)和規(guī)格，在同種產(chǎn)品上塑造出不同系列感的產(chǎn)品外觀，從而滿足用戶多樣化的需求；（三）CMF是現(xiàn)在企業(yè)提升內(nèi)在品牌價值與外在產(chǎn)品形象特征的重要手段。企業(yè)可以通過CMF研究，形成獨(dú)有的CMF設(shè)計語言，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品品牌設(shè)計語言，提升品牌形象，增強(qiáng)市場競爭力。

二、CMF設(shè)計應(yīng)用流程

（一）設(shè)計分析研究：主要包括企業(yè)文化梳理、品牌價值和文化、產(chǎn)品形象關(guān)鍵詞提取、CMF趨勢分析；這一步是非常關(guān)鍵的一步，企業(yè)的文化和品牌價值往往是抽象的，而產(chǎn)品的外觀形態(tài)、色彩和表面處理工藝是具象可感知的，這之間需要通過感性詞匯進(jìn)行視覺的轉(zhuǎn)化。從而形成企業(yè)品牌視覺形象的感性詞匯庫，并通過單個產(chǎn)品和家族系列化產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用，形成統(tǒng)一中有變化的視覺感受。需要企業(yè)設(shè)計部門進(jìn)行系統(tǒng)的CMF設(shè)計研究，從產(chǎn)品使用環(huán)境和CMF發(fā)展趨勢上進(jìn)行展開研究，及時采用新的色彩和表面處理工藝對產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新。在這一過程中可以利用情感設(shè)計、感性工學(xué)等方法對CMF進(jìn)行設(shè)計研究。Yu-MingChang[7]運(yùn)用人機(jī)工學(xué)以及感性工學(xué)建立了情感識別感知模型，方法可用于評估情感設(shè)計產(chǎn)品的模糊界定，為產(chǎn)品的改良優(yōu)化設(shè)計方法研究分析用戶視覺認(rèn)知生理反應(yīng)提供一定的基礎(chǔ)；白仁飛[8]以感性工學(xué)研究為基礎(chǔ)采集感性詞匯和產(chǎn)品樣本并通過感性意象要素、語義分析、分解產(chǎn)品設(shè)計要素等方法，以提高用戶感性以及精神需求與設(shè)計要素的匹配程度；等[9]從工業(yè)裝備CMF設(shè)計研究入手，將人們對裝備精度、沉穩(wěn)等視覺感知轉(zhuǎn)化到設(shè)計方案。在研究視覺重量感知特征要素的基礎(chǔ)上提出了基于視覺重量感知的大型裝備CMF設(shè)計方法，從而利用多維度語義空間對裝備CMF設(shè)計的視覺感知進(jìn)行了標(biāo)定。需要充分利用新的研究方法和成果應(yīng)用于企業(yè)CMF設(shè)計研究中。對于企業(yè)設(shè)計部門，需要持續(xù)對新材料新工藝關(guān)注，研究色彩趨勢和情感語意，并能夠和品牌文化、產(chǎn)品形象塑造相適配，通過CMF形成具有品牌個性的產(chǎn)品形象系統(tǒng)設(shè)計。對產(chǎn)品的家族化、系列化提供有力支撐，強(qiáng)化產(chǎn)品形象理念，提升產(chǎn)品競爭力。（二）CMF策略實施：在產(chǎn)品創(chuàng)意和設(shè)計過程中，把CMF設(shè)計融入到造型設(shè)計中，在方案設(shè)計過程中通過CMF變化去實現(xiàn)產(chǎn)品的視覺形象設(shè)計。1.色彩：色彩是CMF中最最具吸引力的一項，也是最能引起人的視覺注意力的重要因素。在色彩設(shè)計的過程中，需要根據(jù)產(chǎn)品的色彩屬性和色彩心理意象結(jié)合，在色彩的效果上結(jié)合品牌形象定位和產(chǎn)品形象定位展開。在色彩應(yīng)用的過程中，需要考慮色彩的數(shù)量、色彩的面積、色彩的對比效果。在系列設(shè)計中需要考慮色彩的統(tǒng)一于變化，通過局部的色彩圖形形成家族特色或產(chǎn)品系列感。通過色彩的應(yīng)用特點可以形成品牌的獨(dú)特個性，形成產(chǎn)品家族基因。2.材料：材料是切割機(jī)造型設(shè)計的載體和物質(zhì)基礎(chǔ)，在結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度上應(yīng)該符合機(jī)械設(shè)計加工工藝、性能、品質(zhì)和穩(wěn)定性等方面的需求。同時產(chǎn)品設(shè)計過程中還需要關(guān)注材料給人的觸覺、視覺等感官上的體驗，即材料意向。材料意象是一種建立在生理之上的心理感受，是用戶在接觸產(chǎn)品時通過觸覺感受、視覺感受所發(fā)生的生理反應(yīng)所作出對產(chǎn)品材料產(chǎn)生的心理認(rèn)知，是材質(zhì)借助質(zhì)感、觸感肌理等客觀信息傳遞給人腦后造成的感性反映[10]。材質(zhì)意向的評價可以通過設(shè)計方案形成后，從企業(yè)管理、市場營銷、設(shè)計團(tuán)隊等群體選取人員通過李克特量表進(jìn)行感官的意向評價，為CMF設(shè)計方案選擇提供依據(jù)和參考。3.工藝：主要是指產(chǎn)品的表面裝飾工藝。表面工藝的處理對產(chǎn)品能夠起到裝飾和保護(hù)的作用。產(chǎn)品設(shè)計師關(guān)注的是表面裝飾工藝的視覺感受和形象，通過表面工藝的應(yīng)用提高產(chǎn)品的外在感官品質(zhì)表達(dá)。在應(yīng)用的過程中，需要整體考慮品牌特色和產(chǎn)品形象系統(tǒng)的要求，形成統(tǒng)一的視覺應(yīng)用效果，避免喧賓奪主。讓材料、色彩和表面工藝為產(chǎn)品形象服務(wù)。（三）CMF實現(xiàn)：在機(jī)械設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計的協(xié)同下，根據(jù)產(chǎn)品和品牌形象定位，選擇材料和通過產(chǎn)品樣品制作，實現(xiàn)材料、表面工藝的效果處理，在這一過程中需要及時制作材料小樣，并及時進(jìn)行設(shè)計評價，不斷通過改良和優(yōu)化CMF的設(shè)計方案，最終實現(xiàn)產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。在CMF設(shè)計過程中，設(shè)計師在制造企業(yè)、材料供應(yīng)商之間起到關(guān)鍵的橋梁作用，并能夠協(xié)同機(jī)械設(shè)計、市場營銷多部門，確保CMF設(shè)計方案的實施和最終效果實現(xiàn)。在設(shè)計過程中，強(qiáng)調(diào)通過CMF的設(shè)計進(jìn)行產(chǎn)品的差異化，同時去塑造產(chǎn)品的視覺風(fēng)格形象，并保持和企業(yè)品牌的內(nèi)在價值相統(tǒng)一。

三、激光切割機(jī)造型設(shè)計

以某品牌激光切割機(jī)造型設(shè)計為例，通過調(diào)研分析對品牌文化和產(chǎn)品形象進(jìn)行梳理，并形成整體的品牌意象詞匯，然后通過競品的分析，梳理出行業(yè)當(dāng)前CMF的設(shè)計趨勢，形成產(chǎn)品設(shè)計風(fēng)格。在設(shè)計風(fēng)格指導(dǎo)下確定激光切割造型機(jī)系列設(shè)計的CMF設(shè)計方案，最終完成激光切割機(jī)的整體造型設(shè)計。（一）激光切割機(jī)基本組成首先對激光切割機(jī)進(jìn)行資料的收集，通過實地考察和調(diào)研，收集了國內(nèi)外知名品牌的激光切割機(jī)造型設(shè)計資料。對激光切割機(jī)的基本組成進(jìn)行分析。企業(yè)設(shè)計師對產(chǎn)品相對熟悉，如果是外包的設(shè)計專業(yè)機(jī)構(gòu)，設(shè)計師對相關(guān)產(chǎn)品可能具有一定的經(jīng)驗，但對某一個具體的產(chǎn)品往往不夠熟悉和了解，這需要相關(guān)的設(shè)計師團(tuán)隊充分了解激光切割機(jī)基本的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理的了解，這個開展后期設(shè)計工作的基礎(chǔ)，如圖1。激光切割機(jī)主機(jī)一般包括工作臺、機(jī)床底座、氣閥控制系統(tǒng)、運(yùn)動機(jī)構(gòu)、切割頭、Z軸隨動機(jī)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)。根據(jù)不同的價位和檔次，工作臺有開放式和封閉式。數(shù)控系統(tǒng)和工作臺集成到一起，造型更加完整將會是高端產(chǎn)品造型的趨勢。封閉式和集成化是企業(yè)產(chǎn)品升級的方向。（二）品牌文化與產(chǎn)品形象品牌文化是企業(yè)在經(jīng)營過程中逐漸形成的文化積淀，它代表著品牌自身價值觀和世界觀，是產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新的源泉，對產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)活動具有重要的指導(dǎo)[11]。為了進(jìn)一步體現(xiàn)該品牌的產(chǎn)品形象和品牌訴求：品質(zhì)就是企業(yè)最好的品牌。經(jīng)過對現(xiàn)有市場上國內(nèi)外品牌的競品分析梳理，對產(chǎn)品形象的造型風(fēng)格、色彩風(fēng)格等方面進(jìn)行分析研究，形成對競品的整體品牌形象印象，圖2為競品產(chǎn)品品牌形象圖板。此基礎(chǔ)上針對該品牌特點確定打造專業(yè)、創(chuàng)新和現(xiàn)代工業(yè)高品質(zhì)產(chǎn)品理念。然后通過對企業(yè)文化的全方位梳理定位，結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的目標(biāo)，定位于：突出硬朗的工業(yè)風(fēng)、國際化、精密制造、家族化和系列化的品牌形象，樹立引領(lǐng)行業(yè)趨勢的造型形象特征。根據(jù)品牌形象定位，結(jié)合產(chǎn)品風(fēng)格趨勢矩陣圖，產(chǎn)品形象在視覺效果上，簡約理性的造型風(fēng)格成為趨勢，在理性的同時，又注重細(xì)節(jié)處理。通過色彩和造型的處理形成產(chǎn)品的獨(dú)有的CMF感官語言：理性的、簡約的、硬朗、國家化、精致感。這種造型語言又和產(chǎn)品的形象氣質(zhì)相吻合。圖3為產(chǎn)品風(fēng)格矩陣圖。根據(jù)產(chǎn)品風(fēng)格矩陣圖的定位展開激光切割機(jī)的造型設(shè)計開發(fā)。（三）CMF設(shè)計人類生活的世界是豐富多彩的，人們通過色彩來表達(dá)和傳遞情感，也積累了很多視覺經(jīng)驗[12]。色彩能夠?qū)Ξa(chǎn)品的形態(tài)視覺體驗產(chǎn)生影響，是CMF設(shè)計中最為感性的元素，也是在產(chǎn)品形象設(shè)計中最容易吸引消費(fèi)者的部分。在激光雕刻機(jī)造型色彩的應(yīng)用上，色彩劃分明確。主色以不同明度的灰色系或彩色為主。深灰色系給人沉穩(wěn)內(nèi)斂的氣質(zhì)，可作為主色大面積鋪墊。淺灰色系相對深色系的沉穩(wěn)更多了一點純凈透氣的視覺印象，往往給人以科技感和未來感。配色系以彩色為主，色彩醒目起到點綴、變化的作用。主要有橙色、黃色、紅色、藍(lán)色、綠色，通過項目調(diào)研和分析，不同的色彩配色比例也不相同。橙色和主色淺灰色或深灰色進(jìn)行搭配，橙色作為裝飾色彩與主色配比15%到25%之間。表一為主色搭配信息表。材料的感覺特性是一種心理感受。不同的材質(zhì)給人不同的視覺感受。金屬具有人造、堅硬、光滑、理性等感覺；玻璃：高雅、明亮、光滑、時髦等；塑料：人造、輕巧、細(xì)膩、艷麗等[12]。機(jī)床的殼體材料以鈑金為主，板件表面噴涂油漆、烤漆，為增加精致感和時尚科技感，局部材料可進(jìn)行鏡面不銹鋼、金屬拉絲等表面工藝技術(shù)。為增加安全性和操作過程中的可視化，激光雕刻切割機(jī)的窗戶和門的面積變大，有一體化的造型趨勢；亞克力在操控界面和局部鈑金表面應(yīng)用，增加表現(xiàn)的光影層次，給人絢麗和細(xì)膩的視覺感受，豐富了機(jī)床的視覺感受，給人高品質(zhì)的體驗。通過分析，在方案的設(shè)計中，采用金屬、塑料、玻璃多材質(zhì)綜合運(yùn)用，采用不用的表面處理工藝，去塑造科技、簡約、品質(zhì)的視覺印象和產(chǎn)品的整體形象相一致，如表1。（四）方案設(shè)計根據(jù)產(chǎn)品風(fēng)格和CMF的特點，開始方案創(chuàng)意，繪制不同的造型方案進(jìn)行設(shè)計評價。充分把造型的型面和色彩材質(zhì)相結(jié)合，圖4為部分初期草圖方案繪制。在方案的繪制過程中，不斷推演造型和CMF的處理視覺效果。動感斜線切割、醒目配色帶狀應(yīng)用，整體去塑造硬朗的工業(yè)風(fēng)、簡約、精密的產(chǎn)品形象。在方案CMF設(shè)計的過程中，結(jié)合企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)色進(jìn)行設(shè)計展開，如圖5為紅色和黑色為主的搭配方案，配以小面積不銹鋼亮條，造型簡約精致。四套不同CMF的方案進(jìn)行設(shè)計評價，在經(jīng)過企業(yè)管理者和生產(chǎn)技術(shù)、銷售等部門共同評審的情況下，選擇一款符合企業(yè)產(chǎn)品形象的CMF造型方案，并在系列設(shè)計中進(jìn)行CMF的拓展，形成家族化系列化的設(shè)計風(fēng)格，如圖6。

在國內(nèi)外激光雕刻機(jī)需求不斷發(fā)展快速增長的時期，產(chǎn)品造型設(shè)計已經(jīng)不單單是形態(tài)的求新求異。如何通過設(shè)計手段去塑造產(chǎn)品的品牌文化、促進(jìn)產(chǎn)品形象的提高，促進(jìn)產(chǎn)品形象的個性化和獨(dú)特性已經(jīng)是國內(nèi)外企業(yè)在發(fā)展過程中要思考和面臨的問題。文中研究了CMF的設(shè)計理論，提出了把CMF和產(chǎn)品品牌形象相統(tǒng)一的設(shè)計方案，并通過激光切割機(jī)為例，對產(chǎn)品造型過程進(jìn)行了分析，為類似產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新提供參考。

作者:李響 趙虎 單位:安徽工程大學(xué)藝術(shù)學(xué)院