機(jī)械工業(yè)出版社

第一章非金屬材料成形產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)材料與工藝21.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料材料是設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)和載體，是科學(xué)技術(shù)研究的重要方面，設(shè)計(jì)材料已由單一的木材、陶瓷、玻璃和金屬到越來(lái)越豐富的塑料、復(fù)合材料等，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)展開了廣闊天地?；竟δ芟嗤漠a(chǎn)品，由于采用了不同的材料和加工工藝，就可以帶來(lái)巨大的形態(tài)變化，隨后帶來(lái)的是使用和功能的變化。例如電視機(jī)外殼，用木質(zhì)層板來(lái)做，因受到材料特性和加工工藝的制約，一般會(huì)做成方形。如果外殼要做成弧度就有一定的難度。但是如果用工程塑料來(lái)做電視機(jī)外殼的話，就很容易用壓注成形的方法實(shí)現(xiàn)曲面造型。第一章概述

31.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料一、材料與工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系材料與工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系特點(diǎn)有：材料是工業(yè)設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料與工業(yè)設(shè)計(jì)相互促進(jìn)，材料科學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。1.材料是工業(yè)設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)由于任何產(chǎn)品都是由材料組合而成，任何設(shè)計(jì)都必須建立在可選用材料的基礎(chǔ)上，因此設(shè)計(jì)師在提出符合美學(xué)的造型設(shè)計(jì)時(shí)，必須同時(shí)考慮現(xiàn)有材料是否可以通過(guò)特定的制作工藝達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第一章概述

41.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料一、材料與工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系2.材料與工業(yè)設(shè)計(jì)相互促進(jìn)圖1-1法國(guó)埃菲爾鐵塔材料的發(fā)展常常會(huì)給工業(yè)設(shè)計(jì)帶來(lái)突破性的發(fā)展，如圖1-1所示的法國(guó)巴黎的埃菲爾鐵塔的設(shè)計(jì)就是這樣的例子，當(dāng)時(shí)人民對(duì)鋼鐵的高強(qiáng)度等性質(zhì)有比較清楚的認(rèn)識(shí)，鋼鐵也步入大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，能夠提供充足的、價(jià)格合理的各種鋼鐵型材。設(shè)計(jì)師充分利用鋼鐵具有高強(qiáng)度這一性質(zhì)提出了當(dāng)時(shí)全新的這一設(shè)計(jì)理念，最終建造出巴黎標(biāo)志性的建筑鐵塔。第一章概述

51.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料一、材料與工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系2.材料與工業(yè)設(shè)計(jì)相互促進(jìn)第一章概述

圖1-1法國(guó)埃菲爾鐵塔61.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料一、材料與工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系2.材料與工業(yè)設(shè)計(jì)相互促進(jìn)另一方面新的設(shè)計(jì)思想的提出，對(duì)材料的發(fā)展提出了新的要求，也促進(jìn)材料研究人員探索和發(fā)展新材料，如黃金飾品的表面是設(shè)計(jì)師和消費(fèi)者的一種喜好，它不僅滿足人們的審美要求，而且化學(xué)穩(wěn)定性極好，不會(huì)生銹，但是價(jià)格十分昂貴，難以大批量使用，在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，研究人員研制了仿金裝飾材料，解決了這一問(wèn)題。所以說(shuō)工業(yè)設(shè)計(jì)與材料的發(fā)展是相互促進(jìn)的。

第一章概述

7第一章概述

1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料一、材料與工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系3.材料科學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)師在進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要有造型美學(xué)上的考慮，還要考慮設(shè)計(jì)的合理性和可行性。也就是說(shuō)材料除了滿足美學(xué)要求外，能否滿足使用性能、加工工藝、價(jià)格合理、環(huán)境友好等各方面的要求，象移動(dòng)電話的外殼要考慮一定的韌性，以免不小心掉在地上摔裂，洗衣機(jī)的外殼要考慮在潮濕的環(huán)境下不會(huì)生銹等。對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品還要考慮的性能諸如：強(qiáng)度、硬度、韌度、耐磨性和光澤等。另外，設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn)還要看能否通過(guò)一定的成形加工技術(shù)完成對(duì)材料的加工。8第一章概述

1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料二、不同材料與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)系不同材料的性質(zhì)不同，如色彩、光澤、形態(tài)、成形工藝等，不同材料在產(chǎn)品造型中的應(yīng)用也不同。金屬在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以從色彩、光澤、肌理、形態(tài)等方面得到體現(xiàn)。金屬的色彩可以分為固有色彩和人為色彩，固有色彩是產(chǎn)品的重要因素，設(shè)計(jì)中必須發(fā)揮材料固有色彩的美感屬性，而不能削弱和影響材料功能的發(fā)揮，應(yīng)用對(duì)比、點(diǎn)綴等手法加強(qiáng)固有色彩的美感屬性，豐富其表現(xiàn)力。由于金屬加工和表面處理的不同，肌理的變化十分豐富，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要合理運(yùn)用，充分發(fā)揮金屬的肌理美等。9第一章概述

1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料二、不同材料與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)系塑料因?yàn)榭梢允巩a(chǎn)品的造型取得良好的藝術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效果，因而在工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。塑料的外觀可變性大，可塑出不同表面肌理。木材又有別于金屬和塑料，由于不同的樹種會(huì)產(chǎn)生不同的特性，不同產(chǎn)地、季節(jié)也會(huì)產(chǎn)生不同的特性、紋理，有的適合制成桌子，有的適合制成椅子，不同的加工方式、不同的木材有不同的應(yīng)用方式。10第一章概述

1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料三、產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的表面處理材料表面紋理和質(zhì)感是工業(yè)設(shè)計(jì)中的重要方面，是對(duì)工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的技術(shù)性、藝術(shù)性的總體體現(xiàn)，表面紋理和產(chǎn)品的藝術(shù)表現(xiàn)形式美的法則有調(diào)和與對(duì)比等，是指材料表面整體與局部、局部與局部的配比關(guān)系，任何工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外觀結(jié)構(gòu)都是由一系列特定的表面組合而成，工業(yè)設(shè)計(jì)既要對(duì)產(chǎn)品的外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還必須考慮其組成表面的制造特征，好的設(shè)計(jì)不僅要有好的、合理的外觀和結(jié)構(gòu)，其組成表面還必須通過(guò)一定的加工工藝制造出來(lái)，所以一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師必須了解一定的加工工藝的基礎(chǔ)知識(shí)。11第一章概述

1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料三、產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的表面處理如：金屬成形工藝的液態(tài)成形（鑄造）、塑性加工、連接成形（焊接）、粉末冶金等；塑料加工工藝的注射成形、擠出成形、吹塑成形、壓制成形、壓延成形等；木材加工的鑿削、刨削等。不同加工方法適用不同的材料，有不同的特點(diǎn)，制造成本也不同。所以產(chǎn)品設(shè)計(jì)中還必須考慮整個(gè)產(chǎn)品的成形工藝性，并設(shè)計(jì)合理的、經(jīng)濟(jì)的加工方式。

12第一章概述

1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料及加工技術(shù)1.1.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)與加工技術(shù)任何設(shè)計(jì)的產(chǎn)品都需要經(jīng)過(guò)加工制作才能成為有實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品。選用不同的材料就需要采用不同的加工方法，如熱加工成形、冷加工成形、注塑和快速原型技術(shù)等。為了保證設(shè)計(jì)的合理性和加工的經(jīng)濟(jì)性，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該預(yù)先考慮到其加工技術(shù)問(wèn)題。13第一章概述

1.1產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材及成形原則在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，當(dāng)材料性能難以滿足產(chǎn)品性能或壽命要求時(shí)必須改進(jìn)設(shè)計(jì)。此外，工程材料往往是各向異性的，因此結(jié)合使用材料時(shí)的取向和產(chǎn)品力學(xué)分析使材料性能得以最優(yōu)發(fā)揮也是設(shè)計(jì)選材的重要因素。

14第一章概述

1.1產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材及成形原則1.使用性原則主要考慮滿足產(chǎn)品本身功能、性能。包括材料的常規(guī)力學(xué)性能、疲勞斷裂性能、抗復(fù)雜環(huán)境侵蝕的性能，對(duì)特殊機(jī)電產(chǎn)品采用特殊材料，如壓電陶瓷材料、功能梯度材料、各種納米材料等的特殊性能。材料性能指標(biāo)往往受當(dāng)前材料科學(xué)發(fā)展的局限，設(shè)計(jì)選材時(shí)必須了解材料的各種特性。2.工藝性原則在設(shè)計(jì)階段考慮材料的可加工性可以提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性、減少能耗和不利副產(chǎn)品的產(chǎn)生。例如，使用粉末冶金成形技術(shù)制造齒輪等外形復(fù)雜、加工精度要求高的部件，在強(qiáng)度和壽命要求可以滿足的情況下能夠顯著提高工效、降低成本。15第一章概述

1.1產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材及成形原則3.性價(jià)比原則材料的價(jià)格性能比是制約設(shè)計(jì)選材的一個(gè)重要因素。但在全生命周期設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)全面分析材料的使用效能。4.環(huán)保性原則綠色環(huán)保材料應(yīng)該能夠提高效能，延長(zhǎng)生命周期，減低產(chǎn)品的淘汰率；減少對(duì)環(huán)境有破壞和污染材料的使用，避免使用有毒材料；材料的使用單純化、少量化，盡量避免多種不同材料混合使用；選用廢棄后能自然分解并為自然界吸收的材料；選用可回收或者能重復(fù)使用的材料等。電視機(jī)外殼的環(huán)保設(shè)計(jì)如圖1-2所示。16第一章概述

1.1產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材及成形原則電視機(jī)外殼的環(huán)保設(shè)計(jì)如圖1-2所示。17第一章概述

1.1產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材及成形原則3.美學(xué)性原則工業(yè)產(chǎn)品的美主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一個(gè)是產(chǎn)品外在的感性形式所呈現(xiàn)的美，稱為"形式美"，另一個(gè)是產(chǎn)品內(nèi)在結(jié)構(gòu)的和諧、有秩序而呈現(xiàn)出的美，稱為"技術(shù)美"。無(wú)論外在易感知的形式美，還是內(nèi)在不易感知的技術(shù)美，兩者的要素是相互聯(lián)系的。當(dāng)把這兩方面的要素有機(jī)結(jié)合時(shí)，就可以達(dá)到產(chǎn)品真正的美。

形式美是指構(gòu)成事物的外在屬性（如形、色、質(zhì)等）及其組合關(guān)系所呈現(xiàn)出來(lái)的審美特性，它是人類在長(zhǎng)期勞動(dòng)中所形成的審美意識(shí)。在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中必須遵循這些規(guī)律，加以靈活運(yùn)用。任何藝術(shù)作品，離開形式美，美就會(huì)失去魅力，不能起到感染人的作用。18第一章概述

1.1產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材及成形原則3.美學(xué)性原則

形式美首先展示的是材質(zhì)美。在人類社會(huì)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷史中，人們總是在不斷地發(fā)現(xiàn)、發(fā)明新的材料，并利用它們來(lái)創(chuàng)造周圍的一切。這些造物的材料在人類文明進(jìn)程中，往往被賦予了文化內(nèi)涵和美學(xué)屬性，不同材質(zhì)蘊(yùn)涵著不同的情感，它們構(gòu)成了五光十色的大千世界。

材料的美學(xué)屬性包括：材料美的自然屬性、材料美的科技屬性和材料美的社會(huì)屬性等。

材料美的自然屬性體現(xiàn)在材料的情感聯(lián)想性和材料的真實(shí)性、材料的自然生命性和材料的純凈性等方面；材料美的科技屬性體現(xiàn)在材質(zhì)的光學(xué)效應(yīng)美和材質(zhì)的工藝美兩個(gè)方面；材料美的社會(huì)屬性主要體現(xiàn)在材料的綠色性和材料的親和性方面。19第一章概述

1.1產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材及成形原則3.美學(xué)性原則

例如，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中材質(zhì)親和力性較強(qiáng)的是丹麥家具，它十分講究采用天然材料，如木材、皮革、藤條等。一般木質(zhì)家具多不上油漆，而采用磨光上蠟的工藝，以保持木材的自然紋理與質(zhì)感。普通丹麥人的家居設(shè)計(jì)大都十分簡(jiǎn)潔而實(shí)用。由于偏愛自然的色彩與質(zhì)感，給人一種溫馨、宜人的感受，為家庭成員度過(guò)漫長(zhǎng)而寒冷的北歐嚴(yán)冬提供了重要的心理依托。

優(yōu)秀的設(shè)計(jì)離不開優(yōu)美的材質(zhì)，但不是說(shuō)材質(zhì)的美感可以凌駕于其它設(shè)計(jì)要素之上，產(chǎn)品的美感都是造型、材質(zhì)、功能、風(fēng)格的平衡與和諧。20第一章概述

1.1產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材及成形原則3.美學(xué)性原則技術(shù)美是科學(xué)技術(shù)與美學(xué)藝術(shù)相融合的新的物化形態(tài)。技術(shù)美是物質(zhì)生產(chǎn)領(lǐng)域的直接產(chǎn)物，反映的是物的社會(huì)現(xiàn)象，藝術(shù)美是精神生產(chǎn)領(lǐng)域的直接產(chǎn)物，反映的是人的社會(huì)現(xiàn)象。歸納來(lái)講美學(xué)性原則應(yīng)該體現(xiàn)在功能美、結(jié)構(gòu)美、工藝美、材質(zhì)美和舒適美等五個(gè)方面。

功能美指產(chǎn)品良好的技術(shù)性能所體現(xiàn)的合理性，是科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展對(duì)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的要求。技術(shù)上的良好性能是構(gòu)成產(chǎn)品功能的必要條件。21第一章概述

1.1產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材及成形原則3.美學(xué)性原則

結(jié)構(gòu)美產(chǎn)品依據(jù)一定原理而組成的具有審美價(jià)值的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)是保證產(chǎn)品物質(zhì)功能的手段，材料是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。同一功能要求的產(chǎn)品可以設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu)形式，若選用不同的材料其結(jié)構(gòu)形式也可產(chǎn)生多種變化。結(jié)構(gòu)形式是構(gòu)成產(chǎn)品外觀形態(tài)的依據(jù)，結(jié)構(gòu)尺寸是滿足人們使用要求的基礎(chǔ)。

工藝美指產(chǎn)品通過(guò)加工制造和表面涂飾等工藝手段所體現(xiàn)的表面審美特性。工藝美的獲得主要是依靠制造工藝和面飾工藝兩種手段。制造工藝主要通過(guò)機(jī)械精整加工后所表露出的加工痕跡和特征。裝飾工藝通過(guò)涂料裝飾或電化學(xué)處理以提高產(chǎn)品的力學(xué)性能和審美情趣。22第一章概述

1.1產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材及成形原則3.美學(xué)性原則

材質(zhì)美指選取天然材料或通過(guò)人為加工所獲得的具有審美價(jià)值的表面紋理，它的具體表現(xiàn)形式就是質(zhì)感美。質(zhì)感按人的感知特性可分為觸覺質(zhì)感和視覺質(zhì)感兩類。觸覺質(zhì)感是通過(guò)人體接觸而產(chǎn)生的一種快樂或厭惡的感覺。視覺質(zhì)感是基于觸覺體驗(yàn)的積累，憑視覺就可以判斷它的質(zhì)感而無(wú)需再直接接觸。

舒適美