表面处理工艺在设计中的应用分析

作者：

欢迎访问e展厅 展厅 2 工业设计/产品设计展厅 产品设计, 工业设计, 样件打样, 手板制作, 模型制作, ... 对材料的认识是实现产品设计的前提和保证。早在1919年成立的包豪斯学校就十分重视材料及其质感的研究和实际练习。该院的教师伊顿曾经写道：“当学生们陆续发现可以利用各种材料时，他们就能创造出更具有独特材质感的作品。 设计中，除了少数材料所固定的特征以外，大部分的材料都可以通过表面处理的方式来改变产品表面所需的色彩、光泽、肌理等需要。通过改变产品表面的色彩、光泽、纹理、质地等方式，可以直接提高产品的审美功能，从而增加产品的附加值。在产品造型设计中要根据产品的性能、使用环境、材料性质等条件正确选择表面处理工艺与面试材料，使材料的颜色、光泽、肌理及加工工艺特性与产品的形态、功能、工作环境匹配适宜，以获得大方美观的外观效果，给人美的感受。 材料的不同，表面处理工艺也有所不同。在这里，作者主要讨论的内容是金属产品表面处理的各种方式。 金属材料是金属及其合金的总称。金属材料的自然材质美、光泽感、肌理效果构成了金属产品最鲜明、最富感染力并最有时代感的审美特征。它对人的视觉、触觉以直观的感受和强烈的冲击。黄金的辉煌、白银的高贵、青铜的凝重、不锈钢的靓丽……不同材质的特征属性，正是从不同色彩、肌理、质地和光泽中显示其审美个性与特征。 金属表面处理的分类： 表面精加工处理；表面层改质；表层被覆。 产品名称：带塞子的抛光不锈钢容器 设计师： 斯蒂芬.纽拜 设计讲解：这些视觉效果柔和的枕头造型与其坚硬的钢质地形成了强烈的对比。抛光研磨工艺的应用使得这些枕头看起来并不如我们想象的那样坚硬，外观柔和而灵活，简直就像我们平常见到的普通枕头。 产品名称：桌台设计 设计师：罗恩.阿拉德( Aon Arad ) 设计讲解：镜面抛光工艺的应用，使得普通的餐桌变得及其生动活泼。想象一下坐在桌子旁吃水果并欣赏桌上风景的情景吧。即使坐在旁边也是一种享受。 产品名称：麦克诺.曼的房子 设计师：山姆.布克斯顿 设计讲解：酸蚀工艺的应用，使得在不锈钢片上加工制作图形不再需要将整片金属全部剪开。该工艺相对于激光切割而言具有相同的加工复杂图形的能力，但成本却低廉的多。 产品名称：BUSLINK PRO2 超高速8G闪存 和BUSLINK移动电子硬盘 设计师： BUSLINK（百事灵） 设计讲解：外形设计的创新，磨砂效果的应用使其色彩充满层次和立体感。也使得盘体更具质感。 产品名称：餐具设计 设计师： 设计讲解：产品采用了表面蚀刻的工艺，使得餐具的表面具有斑驳、沧桑的肌理效果。丰富了设计的细节，使得勺子在满足人们使用的同时，也满足了大家的日益挑剔的视觉要求。 加工过程：首先在金属表面涂上一层沥青。接着将设计好的纹饰在沥青上刻画，将需要腐蚀的部分露出来。下面就可以进行腐蚀了。小型作品一般选择浸入化学酸溶液中进行腐蚀。由于化学酸具有极强的腐蚀性，在操作中一定要注意安全。 产品名称：眼镜盒 设计师： 林德伯格公司 设计讲解：林德伯格公司为其一款造型简洁独特的眼镜框专门设计了这个眼镜盒。不锈钢材料要具有亚光的效果，可以通过研磨、喷砂和化学处理等工艺达到。在这款设计中，研磨工艺的应用，使得眼镜盒的设计更加朴素，简洁。整个设计的理念在材料、造型和功能之间达到完美的和谐。 产品名称：“ZEN”灯具 设计师： 塞尔希.德维萨.伊.巴杰特（西班牙） 设计讲解：这款灯具显示了“一种神秘的效果”，两个对称灯体采用锌基合金材料铸造成型，灯体采用圆销和销孔结合成一体，金属表面经抛光处理。大大加强了灯具的艺术性。使金属的闪烁和温暖的灯光融合在一起。 表面处理工艺在设计中的应用分析（1） 产品名称：昂达VX959 MP3 设计师： 设计讲解：昂达这次一反常态在市场毫无知情而突袭市场，使大家对这款产品更加产生了兴趣。这款VX959依然沿袭了前作VX939质感的全不锈刚拉丝工艺外壳，再配以2.0英寸的大屏幕显得更加大气。金属拉丝处理不但在平面上增添更多凸凹有致的质感,更是使产品闪现cool炫金属光泽. 产品名称：水壶 设计师： 设计讲解：设计师对产品采用的铝材料应用了阳极氧化工艺处理，使得水壶得到新鲜氧化膜，具有多孔状结构，使膜层具有极好的吸附性，对各种染料表现出极强的吸附能力，因而再进过一定的工艺处理，就可染上鲜艳的色彩。阳极氧化工艺的应用，使得水壶本身不仅得到了保护，还得到了装饰，增加了产品的附加值。 产品名称：韩国Ramos|蓝魔 设计师： 设计讲解：Ramos|蓝魔RM-808方形全金属黑色机身，显得非常有气质。硬朗的线条，金属质感，正面采用时尚简约嵌入式高耐磨纳米镜片，采用高科技阳极氧化处理技术，比时下所谓UV亮面喷漆效果要更时尚前卫，彰显华丽贵气。 产品名称：吉而诺水龙头 设计师： 马西莫.伊奥萨.吉尼 设计讲解：高雅的设计造型，表面装饰性的镀铬层，使得水龙头具有精致细腻如镜面一般的抛光效果。将造型和材料表面效果完美的结合在一起，水流出来的时候，水龙头表面能倒映出水的姿态。 产品名称： 调羹 设计师： 马克.戴伯 设计讲解：科罗斯公司的薄片钢产品质量轻而且具有延展性，这些特点使得它非常适合做书籍的封面。同时具备了审美性和功能性。“调羹”一书的封面使用的是一种新型涂层钢材promica pristine ,钢表面的塑料涂层令其可以进行牙花以及切削加工，另外，塑料表面还让封面具有防污功能。 产品名称：功能瓶 设计师： SIGG瑞士AG 设计讲解：SIGG在德语国家中享有70%知名度，其结实耐用的铝质饮料瓶产品已经成为不着设计痕迹的典范作品。针对铝这 种有延展性的金属，设计师采用了冲压这个冷加工工艺。瓶的内壁喷涂一层搪瓷，既保证饮料存储的安全，又防止了饮料中的酸对瓶身的腐蚀。最后，对瓶身进行了独具个性的磨砂效果涂层。使得这个功能瓶更加精制和高档次。 产品名称：黄铜喇叭 设计师： BJS电铸 设计讲解：这款设计是采用电铸工艺成型的。大多数的加工方法是通过改变材料的状态来实现最终的造型。而电铸工艺则是通过在模具表面缓慢积淀一层具有一定厚度的金属层来实现造型。该工艺简单，成本相对低廉。另外，该工艺还有一个优点，即沿着模具表面形成的金属镀层厚度十分均匀。 理论介绍 塑料是重要的高分子材料，始创于1907年。经过百年的发展，从人们的日常生活到国家的国防建设，到处都能看到塑料的身影。这种人工合成材料在人类发展历史上扮演了重要的角色，不仅极大地丰富了人们的物质需求，也潜移默化地影响着人们的消费观念。毫不夸张地说，当今世界就是一个塑料的世界。 塑料的种类很多，按照用途可分为通用塑料和工程塑料；按照加热时的表现则可分为热固性塑料和热塑性塑料。与其它材料相比，塑料容易成形、强度高、质量轻、性能稳定、有多种表现形式、适合批量生产，因此成为备受设计师青睐的造型材料。 一般来说，塑料的着色和表面肌理装饰，在塑料成型时可以完成，但是为了增加产品的寿命，提高其美观度，一般都会对表面进行二次加工，进行各种装饰处理。 塑料表面处理分类： 1. 表面机械加工处理 磨砂与抛光是常见的表面处理技术，也经常用在其它材料如金属、玻璃等的加工。 产品名称：“Tohot”盐和胡椒摇罐 设计者：琼-玛丽·马绍德（法国） 分析：该设计采用的材料是半透明的聚丙烯，表面经过了磨砂处理，在光线下给人一种非常柔和的感觉，令人爱不释手。另外，这两个瓶子是通过内嵌的不锈钢和磁铁连成一体的。 产品名称：“生态”垃圾桶 设计者：劳尔·巴别利 分析：设计师设计这款垃圾桶是想使其成为一个清洁、小巧、有亲和力的产品。它分为三个部分：最大的是废料桶，小的是生态桶，可以放在大桶的里面，以及外沿。使用了不透明的ABS塑料，内壁经过了抛光处理，光滑的表面更加易于清理。 2表面镀覆处理 a.热喷涂 定义：是一种采用专用设备把某种固化材料加热熔化用高速气流将其吹成微小颗粒加速喷射到基件表面上，形成特制覆盖层的处理技术。 效果：使基件耐蚀、耐磨、耐高温 b.电镀 定义：金属电沉积技术技术之一，是一种用电化学在工件表面获得金属沉积层的金属覆层工艺。 效果：可以改变固体材料的外观，改变表面特性，使材料耐腐蚀、耐磨，具有装饰性和电、磁、光学性能。 种类：单金属电镀、合金电镀、复合镀、非晶态合金电镀、电刷镀 c.离子镀 定义：是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质离子化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时，把蒸发物或其他反应物蒸镀到基件上。 效果：可以延长基件的使用寿命、赋予被镀材料光泽和色彩。 产品名称：爱国者V1000数码相机 制造商：爱国者 分析：这款国产的1000万像素的数码相机，给人的第一感觉比较厚重，不同于其他国外生产的1000万像素的卡片机。机身采用工程塑料，经过磨砂处理以减少塑料的感觉。整个机身除了镜头周围的一圈是金属材质外，其余都是电镀了金属层的塑料部件。从它的材质来看，与它1000万像素的配置有些不符。 产品名称：镜球灯 设计者：汤姆·迪克森 分析：镜球灯看起来像是金属做的，实际上它的材质是塑料，只是它们被进行了金属工艺的处理，形成了镜子般的效果。这样的表面是灯的外观具有了反射的效果，具有强烈的太空感。该系列灯具分为吊灯、落地灯、桌面灯和地面灯好几种。 产品名称：松下时尚耳机 制造商：松下 分析：这款耳机的材质为高柔性聚乙烯氨化树脂，耳机表面的装饰线条采用了点电镀工艺体现出金属的感觉，与鲜艳的色彩形成一种对比。 产品名称：电镀水龙头 分析：乍一看这个水龙头，你会以为它是金属的，但实际上它是由塑料做成的，只不过经过了电镀工艺的处理，使得表面看起来更为接近金属的效果。这样做不仅节约了成本，而且提高了塑料水龙头的产品附加值。 3.表面装饰处理 a.涂饰 定义：把涂料涂覆到产品或物体的表面上，并通过产生物理或化学的变化，使涂料的被覆层转变为具有一定附着力和机械强度的涂膜。 效果：着色、获得不同的肌理、防止塑料老化、耐腐蚀。 b.丝网印刷 定义：丝网印刷就是在丝网上涂一层感光材料，利用其感光前后可溶性的不同，经过感光后将不需要的部分洗去，从而控制何处能透过油墨，何处不能透过。塑料件的丝印，是塑料制品的二次加工（或称再加工）中的一种。 效果：改善塑料件的外观装饰 方法：平面丝印（用于片材和平面体）、间接丝印（异型制品）、曲面丝印（用于可展开成平面的弧面体）。 c.贴膜法 定义：是将印有花纹和图案的塑料薄膜紧贴在模具上，在加工塑料件时，靠其熔融的原料的热量将薄膜融合在产品上的方法。 效果：装饰产品外观、传达产品信息 d.热烫印法 定义：是利用压力和热量将压膜上的粘接剂熔化，并将已镀到压膜上的金属膜转印到塑料件上的方法。 效果：同贴膜法相似，可以美化产品外观、传达产品信息 设计分析 产品名称：诺基亚游戏手机N-GAGE 制造商：诺基亚 分析：2003年在行货里还找不到N-GAGE手机时，这款手机已经开始在水货市场里销售了，虽说来路不正，但毕竟是好东西，说它是手机还真有点牵强，倒不如直接说它就是一个游戏机，打电话只是它的一个附属功能而已。该机的3D显示效果在手机中已经算是数一数二的了。手机屏幕周围的装饰采用了膜内转印技术，可以在复杂的曲面上印刷精美的图案。 产品名称：“4300”桌 设计师：安娜.卡斯特丽.法瑞里（意大利） 分析：这个桌子由9个部分的塑料组成。采用了先进的制作工艺：桌面采用热压成型的增强塑料，表面涂以防划痕涂料，桌腿采用增强的聚丙烯塑料。锥形的插头部件采用ABS。产品各个部分的装配为过盈配合连接，用户只要用力就可以实现桌子的组装和拆卸。不需要任何螺钉。 产品名称：Twinner Team（双擎式）自行车赛头盔 设计师：Fusi-Mollica-Zanotto Architetti Associatti和Anatonello Piredda（意大利） 分析：这个圆滑的头盔的产生要归功于广泛的新材料的应用和物理技术。流线型的设计减少了风的阻力，因此有助于提高速度。外壳的支撑是用GE-CET聚苯乙烯制成的。聚碳酸酯外壳的图案采用丝网印刷而成。效果精致，色泽饱满。 产品名称：软件盘 设计师：“人与机器”设计公司 分析:软件盘是用柔软的、易弯曲的聚氨酯泡沫制成。聚氨酯被公认为有高度的隔热性和隔热性。既可以坚硬的形式，也可以柔软的形式进行生产。应用领域十分宽广。键盘由镭射蚀刻而成，省去了不同的语言版本的模具修改成本。 产品名称：床用弹簧 设计师：杜邦公司 分析：从图中，我们似乎可以看出这是一个经过了喷漆的金属弹簧。但这个弹簧不是由金属制造的 ，而是由热塑人造橡胶——Hytrel制成。“Hytrel”是杜邦公司旗下在工程塑料型人造橡胶产品上的一个商标。这种材料有着橡胶的弹性、塑料的强度及可热塑性。抗拉斯性、抗弯曲断裂性、看蔓延性极高。经常被用在需要结构力度和耐久性的弹性部件中。 产品名称：高尔夫球 设计师：邓禄普国际研发小组 分析：许多体育用品的设计和生产都将材料学科运用到了极限，比如网球拍中的合成物、保龄球中的氨基物等。高尔夫球最初是将羽毛包裹在皮质中制成的。现代的高尔夫球的表皮是用抗高压抗切割的聚乙烯制作的。在制作的最后，对球体的接合处进行切割和打磨，并涂上油漆。这样就做好了一个高尔夫球。 产品名称：塑料钱币 分析:众所周知世界上的纸币属于美国的质量最好，最能经久耐用。而这张钱币不是用纸币制作的，而是用一种叫Melinex的塑料制作而成。丝网印刷工艺并不是这张钱币的亮点。这种塑料材料才是最吸引人的地方。这种薄膜可以用于印刷，而且就算是紧紧卷起，它也可以十分平整的恢复到平片状态，另外，它也有良好的抗高温和抗腐蚀性。 小结 塑料虽然是廉价的人造物，但是它所带来的价值一点都不廉价。经过不同的表面处理，它能体现出丰富多彩的变化，能够模仿其它材质，从而减少不必要的浪费，为产品带来更高的附加值。科技是在不断进步的，关于塑料表面处理的技术在不断地发展。同时设计是无止境的，富于创意的设计师会利用不断更新的技术，把塑料的特性发挥地更加淋漓尽致。 参考文献： （1），江湘芸，设计材料及加工工艺，北京理工大学出版社，2003 （2），（英）克里斯·莱夫特瑞，欧美工业设计5大材料顶尖创意——塑料，上海人民美术出版社，2004 （3），梅尔.拜厄斯，50款产品——设计与材料的革新，中国轻工业出版社 （4），梅尔.拜厄斯，50款桌子——设计与材料的革新，中国轻工业出版社 （5），梅尔.拜厄斯，50款椅子——设计与材料的革新，中国轻工业出版社 （6），梅尔.拜厄斯，50款灯——设计与材料的革新，中国轻工业出版社(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (10/30/2006)