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从微观设计角度谈材料、成型及形态的互动  

2011-12-16 15:42:06|  分类: 模具设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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从微观设计角度谈材料、成型及形态的互动

内容摘要:工业设计在实践的不同时期有着不同范畴;微观设计活动中,材料、成型和形态是统一不可分割的整体。不同材料和不同加工方式的应用将直接影响到产品的最终实现结果,以及产品为受众服务的能力。本文从设计师的角度出发,论述了微观设计活动中的材料、成型和形态的互动关系。

 

  关键词:微观设计活动材料成型形态

 

  “当设计师能够把美学的感觉与他的工程技术基础结合起来的时候,一个不平凡的时刻必然到来。”——美国设计大师雷蒙德·罗维。

 

  在这里“技术的基础”具有多方面的含义,其中一个方面是指设计师对特定材料的了解和掌握,以及在微观设计活动中设计师在掌握材料基本特性的基础上,对材料的合理应用。当技术不再是设计的羁绊时,或更进一步技术成为设计灵感的提供者时,设计结果本身才是可赋予批量实现可能,并能够服务于广大受众的实际产品,这样设计的结果才是“美”的。

 

  美学感觉和工程技术基础结合是在整个设计活动中的特定阶段完成的,即微观设计阶段。微观设计对于宏观设计在所涵盖的范畴上有着明显的区别。两者是互为影响的整体,在设计活动的不同时期起着不同的作用,也是不可互相取代的两个部分。宏观设计包含的范畴包括 :设计的前期阶段,对社会、文化、市场的调查研究。设计的定位阶段,对调研结果的综合分析,找到设计定位的切入点,确定特定领域里的目标人群。对人群分析得到产品设计目的的可能性。设计的实现阶段,产品由定位走向最终的确定阶段,包括大量草图对特定目标的展开,最终确定和可实现性的分析 ;对材料和加工成本的研究,初定案交给生产环节 ;收集整理生产环节的反馈,直到最后产品的下线 ;以至到设计成果面世后的社会反馈和现有设计结果的进一步改进和完善。微观设计相对于宏观设计而言,微观设计专注于设计的实现阶段,是设计由概念阶段走向最终实现阶段的桥梁,同时也是设计结果和生产环节的反馈互相作用的联结点。包括产品形态的推敲和确定、材料的确定——二者并不是截然分开的两个阶段,而是同时进行的互相促进的过程,往往是在设计的同时寻找选择材料,在找到特定实现材料且成本和加工实现性有保障的条件下,对设计结果进行改良和推进,使之更完善,减少加工工序或降低成本。具体例如,生产的交接——初步组装方式的解决,形态成型和加工方式的确定等方面。

 

  在微观设计活动的语境下,材料、成型、形态三者有着相互作用的关系,不仅仅是选择和被选择或是选择和接受的一般关系。材料和成型——材料是微观设计活动中所涉及到的材料(包括天然材料人造材料),成型是材料基于其物理和化学特性上的成型 ;成型是材料在物理上和化学上变化后的结果或以化学变化为手段产生的物理上的形态结果。如 :铝材在铸造的过程中,利用其化学特性使之在特定条件下改变材料特性,又因特定外部条件的作用恢复铸造之前的特性,但此时的物理形态已经发生了较大的变化,达到设计师的设计需求。材料决定成型,也就是说,在材料既定的前提下,成型是材料的特性(物理、化学特性)规定的;超出材料特性(物理、化学特性)的成型方式,在现实的微观设计活动中存在的几率很小,或只能通过材料和材料的复合使用才能达到 ;即使在CAD软体中可以近似模拟,在微观设计活动中可能成本很高失去实用价值或存在本身并不合理。如:一个由塑料制成的箱子和一个由木材制成的箱子,由于他们应用的材料不同,使得在实践加工之后产生的形态结果迥然不同。在为广大受众服务的批量化生产条件下,塑料的箱子以注塑成型的方式制成,材料的物理和化学特性,如上文所介绍的,其转角和过度的部位应呈现r半径转角的形态,以方便液态的塑料在模腔中的均匀流动和分布,减少生产缺陷 ;而换一种加工方式,塑料箱子的形态也可能是清棱清角的形态,但其结果理想程度不如前者。比如ABS工程塑料以粘接的方式成型 ;但由于材料的特性决定这样的缺陷明显——应力的分布没有注塑成型的形态分布均匀,在粘接处应力集中,容易变形或损坏。并且,从生产的角度考虑,由于粘接成型加工特点的限制,这样的成型方式在大多情况下要由手工完成,很难适应服务广义大众的批量化生产。成型和形态不一定是一一对应的方式,相同的成型方式由于所应用的材料不同而产生不同的加工形态 ;不同材料之间的相似性决定了不同材料,在不同的外部环境下(如温度不同、压力不同、应用于材料中的添加剂不同等),可以应用同一种或是原理相同的成型方式 ;而材料之间的差异性使材料在应用了相同的成型工艺之后产生的形态不尽相同。如 :金属的铸造和塑料的铸造 :液态金属在型腔里流动状态不稳定,并伴有一定的化学变化,液态材料冷却后没有充实型腔,在金属材料冷却时产生的一般缺陷是形态内部有孔,通常在外表上看不出来,这是金属的特性决定的 ;但塑料铸造成型的缺陷大多数情况下是塌缩,在外表上比较容易辨别。两种材料在工艺成型上,采用了相似的方式,却产生了不尽相同的形态和外观 ;导致在微观设计活动中,设计师在最终形态上的要求改变。相同的形态可以由不同的成型方式来实现 ;相同的形态在结构上不一定相同,即同样的产品形态可以由不同的结构方式结合而成,不同的材料在实现同一个形态时采用的方式不尽相同。

 

  如“座”作为一种形态目的,要达到的最终结果是受众的“坐”,而在“座”的形态实现的过程中,会有不同的可能和选择出现,其中材料的实现方式就在其中 ;金属材料在实现“座”的形态时使用的方法和塑料、木材有所区别或截然不同。金属在实现“座”的形态时,可能用到的实现方式之一就是压铸 ;塑料在实现“座”的形态时,常用实现方式是注塑,在和金属的压铸有所相同的原理上,又有着截然不同的实现条件和具体要求 ;相比木材在实现“座”的形态时,就和金属、塑料是截然不同的方法。木材的多数实现方式是冷加工,或热加工辅助冷加工,其在外部和内部的要求和原理上与金属、塑料就是不同的过程。形态和材料是辩证统一的关系。形态是特定材料在特定环境条件下的形态, 材料是具有物质形态和心理体验功能的材料。一定材料要以物质形态为依托,材料的心理功能也要以物质形态的方式来实现。形态和材料不是完全的一一对应关系;实际上,不同的材料对应着不同的形态,特定的形态要由特定的材料来实现。在具体的实践活动中,相同或相近的形态,在受众对材料的感受层面来说,是可以由不同的材料来实现的。如铝材拉丝的形态,在感受层面上是可以被其它材料和特定的加工方式来模拟,前提是在社会生产条件和社会生产成本的实际限制条件下。社会生产条件是有限制的,在目前特定的科技和工艺限制的状况下,很难保证所有材料的特性发挥完善。生产的成本也是材料特性发挥的重要限制,有些材料具有得天独厚的特性优势,但由于生产的成本限制无法为社会广大受众所应用,只能停留在实验或是社会尖端领域的小规模应用中,对基于社会层面的设计而言难以发挥其特长。在这样的限制下,ABS电镀拉丝就成为了现在3C产品中常用的加工方式, 在受众的感受层面上有着相近甚至相同的实现效果,同时又很好地控制了生产工艺和生产成本。这就是相同的形态在微观设计的实现环节中,通过不同的材料来实现。在产品的实践生产过程中,相同或特性相近材料所对应的形态也有着不同表现 ;特定材料的加工方式不是惟一的,每种材料都会具有一定的物理特性和化学特性。在社会生产实践和应用中,对特定材料根据其物理特性和化学特性的不同施以不同的加工方式,从而产生不同的形态。加工方式的变化是特定形态变化的催化剂。用机械加工的方式成型ABS工程塑料,可以切削和进行粘接。在这种情况下多用的是板材形态的ABS工程塑料。进行注塑加工之前ABS工程塑料的状态是颗粒状,这是ABS工程塑料的另外一种形态,进入注塑机的加热腔,ABS工程塑料要被加热变成浆态,这是由ABS工程塑料的化学和物理特性决定的,再由注射枪注射到型腔里,冷却成型后形成了和原来状态完全不同的形态。这样的形态和冷加工成型的形态不尽相同 ;微观成型活动中具体材料通过依据材料特性不同而不同的特定加工方式产生了不同的形态。材料和形态的关系中,是以特定材料的不同加工方式为平衡,调节材料的形态和形态的材料。

 

  材料、成型和形态的复杂作用,使一个特定的设计最终成立生产,并服务于广大的受众,其最终实现往往是由多方面因素决定的。在众多的条件和限制中设计师对材料的特性和加工的了解、掌握是相对比较重要的一环。设计在实现过程中往往也要依赖于设计师在材料和材料应用方面的经验和能力,这样才能使材料、形态、成型统一在产品这一最终实现的结果中。

 

  参考文献:

 

  ①(英)弗兰克·惠特福德 :《包豪斯》,林鹤译,三联书店,北京,2002。/②何人可、黄亚南编著:《产品百年》,湖南美术出版社,长沙,2005。/③程能林等编:《产品造型材料与工艺》,北京理工大学出版社,1993。/④杜丽娟主编:《工程材料成型技术基础》,电子工业出版社,北京,2003。

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