第1章 概论
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,是人类造物活动中的基本物质。材料先于人类存在,但在人类社会的发展历程中,材料又被视为人类社会进化过程中的里程碑;人类对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志;如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代等。而在现代,人们则把材料、信息和能源誉为当代文明的三大支柱,与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。 1.1产品设计材料与工艺的概念
产品,是由一定的材料经过一系列的加工过程而形成的,是功能、形态、结构和材料四要素的和谐统一。
产品设计,是一种将人的某种目的或需要转换为某一具体的物理形式的过程,是一种把计划、或规划设想、问题解决的方法,通过具体的载体,以美好的形式表达出来的一种创造性活动过程。
材料,广义而言是指包括人们思想意识之外的所有物质。狭义而言是指人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的基本物质。��料是物质,但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和**,一般都不算是材料。
工艺,是指劳动者利用各类生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理,*终使之成为成品的方法与过程。具体而言,是指与材料的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺等相关联的技术问题,是人们认识、利用和改造材料并实现产品造型的技术手段。
1.1.1 产品设计与材料
在产品设计中,材料是用以构成产品造型,不依赖于人的意识而客观存在的物质,材料和设计的关系是非常密切的,材料是产品设计物化的基本条件,是产品形态的内在基础和产品功能的体现;换言之,材料是产品设计的物质基础和前提,是人类认识自然和改造自然的工具。在人类造物活动中,材料一直以其自身的特点或特性影响着产品设计,不仅保证维持产品功能的形态,并且通过材料自身的特性满足产品功能的要求,成为直接被产品使用者所触及的**对象。
产品设计的过程在很大程度上是对材料的理解和认识的过程,是造物与创新的过程,是与使用材料共生并存的材料应用过程。在产品设计过程中,应充分理解材料特性的三个层次并使之与所设计产品相匹配,即核心部分的物理性能、化学性能、加工性能等固有特性应与产品的主体特性相匹配;中间层次的硬软、重轻、冷暖等人的感觉器官能直接感受的材料特性应主要与产品的触觉特性相匹配;其外层的肌理、色彩、光泽等应与产品的视觉表面特性相匹配;图1-1所示是材料特性的三层次与产品的匹配关系。在进行产品设计的材料特性匹配时,既要考虑产品功能要求与核心部分的材料固有性能相匹配,还必须考虑产品材料与使用者的触觉、视觉相匹配。
这种基于材料的产品设计可从两个方面切入:一方面是从产品的功能、用途作为出发点,思考产品是否能选择和应用,并且在满足产品设计要求的前提下,从性能、工艺、成本等方面考虑选择*适合的材料。另一方面,则可从原材料本身出发,思考如何发挥材料的特性,开拓产品的新功能,或创造出全新的产品;也就是说以材料作为产品设计的轴心,处理好产品设计与材料的匹配关系,把产品的功能目标通过可感知的材料等体现出来,使设计转变为理想的产品,其设计思考逻辑关系如图1-2所示。 另外,产品设计与材料还存在相互促进,共同发展的关系,一方面,材料的发展与创新常常会给产品设计带来新的启发,不断地促进产品设计的发展;这是因为,新材料为产品设计的可行性创造了条件,给产品设计带来飞跃,出现新的产品设计风格,产生新的功能、新的结构和新的形态。如图1-3所示的瓦西里椅,是德国设计大师马赛尔·布劳耶设计制作的世界上**把金属钢管椅,**把钢管这一新型材料应用到椅子产品上,通过钢管弯曲的新工艺,实现轻巧、舒适、成本低廉的金属家具产品的新形态。另一方面,每当一种新的设计思想的提出,也对材料的发展提出了新的要求,从而有力地促进了材料的发展和工艺技术的进步。特别是当人类社会步入现代的人工合成材料时代后,材料早已成为人类赖以生存和生活中不可缺少的重要部分,产品设计的发展过程同时也是人们对材料认知的不断增长过程。因此,科学技术的发展使现代新型材料不断出现和广泛应用,对于产品设计有着极大的推动作用。