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工业设计系 史敬培,材料与加工工艺,造型材料与加工工艺 目 录,第一章 概论第二章 设计材料的分类及特性第三章 材料感觉特性的应用第四章 材料与环境第五章 产品设计中材料的选择与开发第六章 金属及加工工艺第七章 塑料及加工工艺第八章 木材及加工工艺第九章 玻璃及加工工艺第十章 陶瓷及加工工艺,造型材料与加工工艺 概 论,第一章 概论1.1 设计与材料1.2 产品造型设计的物质基础1.3 材料设计,造型材料与加工工艺 概 论,1.1 设计与材料,一 产品造型设计的过程实质上是对材料的理解和认识的过程，是“造物”与“创新”的过程，是应用的过程。,设计与材料之间存在着相辅相成、相互影响、相互促进和相互制约的关系。,造型材料与加工工艺 概 论,二 材料的不同，必然带来设计的不同，新的材料会产生新的设计，产生新的造型形式，给人们带来新的感受。,造型材料与加工工艺 概 论,造型材料与加工工艺 概 论,1.2 产品造型设计的物质基础,一、产品是由一定的材料经过一定的加工工艺而构成的。,一件完美的产品必须是功能、形态和材料三要素的和谐统一。,造型材料与加工工艺 概 论,二、在产品造型设计中，材料是用以构成产品造型且不依赖于人的意识而客观存在的物质。,造型材料与加工工艺 概 论,三、工艺是指材料的成型工艺、加工工艺和表面处理工艺，是人们认识、利用和改造材料并实现产品造型的技术手段。,四、材料与工艺是设计的物质技术条件，是产品设计的前提。,造型材料与加工工艺 概 论,1.3 材料设计1.3.1 材料设计的开展1.3.2 材料设计的内容1.3.3 材料设计的方式1.3.4 材料与产品的匹配关系,造型材料与加工工艺 概 论,1.3.1 材料设计的开展,19世纪以前：改变材料的色彩或将不同的材料组合起来是设计的主要任务；,造型材料与加工工艺 概 论,20世纪初：开始以塑料代替天然材料，但从本质上讲仍未摆脱“替代设计”的阴影；,20世纪70年代以来：设计开始面临确切表达和利用材料个性的问题；,近年来：出现了“材料设计”的理念，确定了材料运用已成为设计活动中一个不可忽视的部分。,造型材料与加工工艺 概 论,1.3.2 材料设计的内容,是以包括“物人环境”的材料系统为对象，将材料的性能、使用、选择、制造、开发、废弃处理和环境保护看成一个整体，着重研究材料特性与人、社会、环境的协调关系，对材料的工学性、社会性、经济性、历史性、生理性、心理性和环境性等问题进行平衡和把握，积极评价各种材料在设计中的使用和审美价值，使材料特性与产品的物理功能和心理功能达到高度的和谐统一，使材料具有开发新产品和新功能的可行性，并从各种材料的质感中去获得最完美的结合和表现，给人以自然、丰富、亲切的视觉和触觉的综合感受。,产品造型中的材料设计：,造型材料与加工工艺 概 论,造型材料与加工工艺 概 论,1.3.3 材料设计的方式,产品造型中的材料设计，其出发点在于原材料所具有的特性与产品所需性能之间的充分比较，其主要方式有两种：一：从产品的功能、用途出发，思考如何选择或研制相应的材料。二：从原材料出发，思考如何发挥材料的特性，开拓产品的新功能，甚至创造出新的产品。,造型材料与加工工艺 概 论,造型材料与加工工艺 概 论,造型材料与加工工艺 概 论,1.3.4 材料与产品的匹配关系,产品设计包含两个层面：功能设计与形式设计。,1 材料不仅是功能设计并且还是形式设计的主要处理对象，因为材料不仅保证了能维持产品功能的形态，而且材料成为直接被产品使用者所视及与触及的唯一对象；,造型材料与加工工艺 概 论,2 在产品设计中，材料不仅要与功能设计层面并且还要与形式设计层面取得良好匹配。,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,第二章 设计材料的分类及特性2.1 设计材料的分类2.2 材料特性的评价2.3 材料的固有特性2.4 材料的工艺特性,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,2.1 设计材料的分类,一、按材料的来源分类：,第一代：天然材料不改变在自然界中所保持的状态或只施加低度加工的材料，如木材、竹、棉、毛、皮革、石材等；,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,第二代：加工材料利用天然材料经不同程度的加工而得到的材料。加工程度从低到高，有人造板、纸、水泥、金属、陶瓷、玻璃等；,第三代：合成材料利用化学合成方法将石油、天然气和煤等原料制造而得的高分子材料，如塑料、橡胶、纤维等；,一、按材料的来源分类：,第四代：复合材料用有机、无机非金属乃至金属等各种原料复合而成的材料；,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,第五代：功能性材料具有智能性或应变性，随环境条件的变化具有应变能力，拥有潜在功能的高级形式的复合材料。记忆合金 感温磁钢,形状记忆合金,1963年，美国海军军械研究室试验中需要镍钛合金丝，领回来的是弯曲的，为使用方便进行拉直。后续试验中：当温度升到一定值的时候，拉得笔直的合金丝，魔术般地迅速恢复到原状，且丝毫不差。只要达到一定温度，便立即恢复到原样。在从前被“冻”得失去知觉时被人们改变了形状，当温度升高到一定值，“苏醒”，又“记忆”起原样，便恢复面目。,形状记忆合金,不仅单次“记忆”能力几乎可达百分之百，即使重复500万次以上也不会产生丝毫疲劳断裂。享有“永不忘本”、“百折不挠”等美誉，被比作一个人永不变节、坚贞不屈的精神和气节。,形状记忆合金,1969年7月20日，乘坐“阿波罗-11号”登月舱的美国宇航员阿姆斯特朗在月球上踏下第一个人类脚印，这位勇士从月宫里传回富于哲理的声音：“对我个人来说，这只是迈出的一小步；但对全人类来说，这是跨了一大步”。阿姆斯特朗当时的图像和声音通过形状记忆合金制成的天线从月球传输回地面。,形状记忆合金,形状记忆合金,形状记忆合金还可以用作消防报警装置及电器设备的保险开关装置,感温磁钢,温度特性：在常温状态下，为铁磁物质，能够吸引硬磁，当温度升高到某一限界时，其磁性消失。此转变温度称为居里点。居里点随着软磁材料的成分而变化。应用：电饭煲的控制温度103，在饭熟后断电，断电后不能自动复位。,二、按材料的物质结构分类：,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,三、按材料的形态分类：,1 线状材料设计中常用的有钢管、钢丝、铝管、金属棒、塑料管、塑料棒、木条、竹条、藤条等；,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,2 板状材料设计中常用的板材有金属板、塑料板、合成板、金属网板、皮革、纺织布、玻璃板、纸板等；,3 块状材料设计中常用的块材有木材、石材、泡沫塑料、混凝土、铸钢、铸铁、铸铝、油泥、石膏等。,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,2.2 材料特性的评价,一、材料特性包括两方面：,1 材料的固有特性：即材料的物理特性和化学特性；,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,2 材料的派生特性：它是由材料的固有特性派生而来的，即材料的加工特性、感觉特性和经济特性；,这些特性的综合效应从某种角度讲决定着产品的基本特点。,右图是对这种关系的形象表示。,二、产品特性的评价一般分为两部分进行：,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,2.3 材料的固有特性,一、材料的物理性能,1 材料的密度,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,材料单位体积内所含的质量，即物质的质量与体积之比。密度通常用符号=M/V(kg/m3)表示。式中M为物质的质量，单位为kg；V为物质的体积，单位为m3。,一、材料的物理性能,2 力学性能,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,强度：指材料在外力（载荷）作用下抵抗塑性变形和破坏作用的能力。强度是评定材料质量的重要力学性能指标，是设计中选用材料的主要依据。由于外力作用方式不同，材料的强度可分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等；,弹性和塑性：弹性指材料受外力作用而发生变形，外力除去后能恢复原状的性能，这一变形称为弹性变形；塑性指在外力作用下产生变形，当外力除去时，仍能保持变形后的形状，而不恢复原形的性能，这一变形称为永久变形；,一、材料的物理性能,2 力学性能,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,脆性和韧性：指材料受外力作用达到一定限度后，产生破坏而无明显变形的性能。脆性材料容易受冲击破坏，不能承受较高的局部应力；韧性指材料在冲击荷重或振动载荷下能承受很大的变形而不致破坏的性能；,硬度：材料表面抵抗塑性变形和破坏的能力，材料硬度值随实验方式不同而异；,耐磨性：其好坏常以磨损量作为衡量标准的指标。磨损量越小，说明材料耐磨性越好；,一、材料的物理性能,3 热性能,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,导热性：材料将热量从一侧表面传递到另一侧表面的能力，通常用热导系数来表示；,耐热性：材料长期在热环境下抵抗热破坏的能力，通常用耐热温度来表示；,热胀性：材料由于温度变化产生膨胀或收缩的性能，通常用线膨胀系数来表示；,耐燃性：材料对火焰和高温的抵抗性能；,耐火性：材料长期抵抗高热而不熔化的性能，或称耐熔性。,一、材料的物理性能,4 电性能,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,导电性：材料传导电流的能力。通常用导电率来衡量导电性的好坏；,电绝缘性：通常用电阻率、介电常数、击穿强度来表示。,一、材料的物理性能,5 磁性能,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,磁性能是指金属材料在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的性能。按磁化程度分为：,顺磁性材料在外加磁场中，只是被微弱磁化，如锰、铬、钼等；,抗磁性材料能够抗拒或减弱外加磁场磁化作用的材料，如铜、金、银铅、锌等。,铁磁性材料在外加磁场中，能强烈被磁化到很大程度，如铁、钴、镍等；,一、材料的物理性能,6 光性能,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,材料对光的反射、透射、折射的性质。,二、材料的化学性能,材料的化学性能指材料在常温或高温时抵抗各种介质的化学或电化学侵蚀的能力，是衡量材料性能优劣的主要指标。主要包括耐腐蚀性、抗氧化性和耐候性等。耐候性：指材料的物理以及化学性能不随天气、气候的变换而改变，例如玻璃和陶瓷的耐候性比塑料、木材的要好。,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,2.4 材料的工艺特性2.4.1 材料的成型加工2.4.2 材料的连接工艺2.4.3 材料的表面处理,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,2.4.1 材料的成型加工,一、在造型设计中，材料在通过加工后，必须能构成并且能长期“记忆”住设计所赋予它的应有形态，从而才能最终成为产品。成型加工性能是衡量产品造型材料优劣的重要标志。,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,二、工业产品造型设计必须有一定的工艺技术来保证。,三、成型加工工艺对设计效果的影响主要从以下几个方面反映出来：,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,1 工艺方法,2 工艺水平,3 新工艺的采用,4 工艺方法的综合应用,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,2.4.2 材料的连接工艺,一、关于连接工艺,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,1 定义：将两个或两个以上的材料零部件连接在一起的工艺和技术，是产品设计中一个十分重要的问题。,2 连接设计的作用：,满足产品的使用性能和功能要求；窗帘,延伸产品的功能；浴巾架地下焊接挂钩,满足外观造型设计的要求；,提升产品附加值。,二、连接工艺的分类,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,2.4.3 材料的表面处理,表面处理技术是指采用诸如表面电镀、涂装、研磨、抛光、覆贴等能改变材料表面性质与形态的表面加工与装饰技术。,一、表面处理的目的,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,从产品造型设计出发，表面处理的目的：,1 保护产品；,2 装饰产品。,表面处理技术，既可使相同材料具有不同的感觉特性（同材异质感），又可使不同材料获得相同的感觉特性（异材同质感）。,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,二、表面处理类型,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,1 材料的表面性质和状态与表面处理技术有关，通过切削、研磨、抛光、冲压、喷砂、蚀刻、涂饰、镀饰等不同的处理工艺可获得不同的材料表面性质、肌理、色彩、光泽，使产品具有精湛的工艺美、技术美和强烈的时代感。,二、表面处理类型,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,2 设计中所表现的表面处理技术，一般可分为三类。,三、材料表面处理工艺的选择原则,造型材料与加工工艺 设计材料的分类及特性,材料表面处理工艺的选择原则有以下几个方面：,形态的时代性；（玻璃门内层印花）,求简的单纯性；（装饰少而精）,功能的合理性；（触觉：鼠标；视觉：电脑显示屏）,情感的审美性；（金属？木纹？皮毛？）,产品的多样性；（档次）,产品的经济性；（低碳，节能减排）,环境保护。（刷墙漆）,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,第三章 材料感觉特性的运用3.1 材料感觉特性的概念3.2 质感设计3.3 材料的美感,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.1 材料感觉特性的概念3.1.1 材料感觉特性的内容3.1.2 材料感觉特性的评价3.1.3 影响材料感觉特性的差异,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.1.1 材料感觉特性的内容,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,一、材料感觉特性的定义,1 材料感觉特性又称材料质感，是人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反映或由人的直觉系统从材料表面特征得出的信息，是人对材料的生理和心理活动，它建立在生理基础上，是人们通过感觉器官对材作出的综合印象。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,一、材料感觉特性的定义,2 材料感觉特性包含两个基本属性：,生理心理属性：材料表面作用于人的触觉和视觉系统的刺激性信息。,物理属性：材料表面传达给人的直觉系统的意义信息，主要体现为材料表面的几何特征和理化类别特征。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,二、材料感觉特性的内容,1 材料的触觉质感,2 材料的视觉质感,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,二、材料感觉特性的内容,1 材料的触觉质感,2 材料的视觉质感,3 材料的自然质感,4 材料的人为质感,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.1.2 材料感觉特性的评价,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,一、材料感觉特性的描述,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,二、材料感觉特性的测试,在这里选用玻璃、陶瓷、木材、金属、塑料、橡胶、皮革作为评价对象，来找出不同材料感觉特性的区别。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.1.3 影响材料感觉特性的相关因素,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,材料的感觉特性是材料给人的感觉和印象，是人对材料刺激的主观感受。材料感觉特性的塑造是整体的，其构成的因素众多，通常表现为：,1 材料种类,材料的感觉特性与材料本身的组合和结构密切相关，不同的材料呈现着不同的感觉特性。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,材料的感觉特性是材料给人的感觉和印象，是人对材料刺激的主观感受。材料感觉特性的塑造是整体的，其构成的因素众多，通常表现为：,2 材料成型加工工艺和表面处理工艺,材料的感觉特性还与材料的成型加工工艺、表面处理工艺有关，常表现为同质异感和异质同感。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,材料的感觉特性是材料给人的感觉和印象，是人对材料刺激的主观感受。材料感觉特性的塑造是整体的，其构成的因素众多，通常表现为：,2 材料成型加工工艺和表面处理工艺,不同加工方法和工艺技巧会产生不同的外观效果，从而获得不同的感觉特性：,锻造工艺：充分利用金属的延展性能，化百炼钢为绕指柔；,铸造工艺：具有良好的复写功能，能精确复制，丰富了金属的表现范围；,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,材料的感觉特性是材料给人的感觉和印象，是人对材料刺激的主观感受。材料感觉特性的塑造是整体的，其构成的因素众多，通常表现为：,2 材料成型加工工艺和表面处理工艺,不同加工方法和工艺技巧会产生不同的外观效果，从而获得不同的感觉特性：,焊接工艺：不仅是实现造型、表达观念、倾斜情感的表述记忆，同时也是一种艺术表现力；,铆接工艺：具有强烈的工业感和现代感；,编织工艺：可产生极富韵律和秩序感的肌理效果；,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,材料的感觉特性是材料给人的感觉和印象，是人对材料刺激的主观感受。材料感觉特性的塑造是整体的，其构成的因素众多，通常表现为：,2 材料成型加工工艺和表面处理工艺,不同加工方法和工艺技巧会产生不同的外观效果，从而获得不同的感觉特性：,车削工艺：车削后的材料表面有车刀的连续纹理，有旋转感；,磨削工艺：磨削后的材料表面精细光滑，富有光泽感；,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,材料的感觉特性是材料给人的感觉和印象，是人对材料刺激的主观感受。材料感觉特性的塑造是整体的，其构成的因素众多，通常表现为：,2 材料成型加工工艺和表面处理工艺,电镀工艺：电镀的材料表面不仅能改变材料的表面性能，而且表面具有镜面般的光泽效果；,不同加工方法和工艺技巧会产生不同的外观效果，从而获得不同的感觉特性：,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,材料的感觉特性是材料给人的感觉和印象，是人对材料刺激的主观感受。材料感觉特性的塑造是整体的，其构成的因素众多，通常表现为：,2 材料成型加工工艺和表面处理工艺,喷砂工艺：能使材料获得不同程度的粗糙表面、花纹与图案，通过光滑与粗糙、明与暗的对比给人以含蓄、柔和的美感。,不同加工方法和工艺技巧会产生不同的外观效果，从而获得不同的感觉特性：,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,材料的感觉特性是材料给人的感觉和印象，是人对材料刺激的主观感受。材料感觉特性的塑造是整体的，其构成的因素众多，通常表现为：,3 其他因素,材料感觉特性在很大程度上受时代的制约，与时代的科技水平、审美标准、流行时尚等因素有着直接的关系。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.2 质感设计3.2.1 质感设计的形式美法则3.2.2 质感设计的运用原则3.2.3 质感设计的主要作用,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.2.1 质感设计的形式美法则,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,调和与对比法则是指材质整体与局部、局部与局部之间各部分的质感设计应按形式美的基本法则进行配比，才能获得美的质感印象。,一、调和与对比法则,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,强调在产品的质感设计上要有重点。没有主从的质感设计，会使产品的造型显得呆板、单调或与此相反而显得杂乱无章。主从应相互衬托，融为一体，这是取得造型完整性、统一性的重要手段。,二、主从法则,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.2.2 质感设计的运用原则,一 合理地使用材料；,二 艺术性地使用材料；,三 创造性地使用材料。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.2.3 质感设计的主要作用,一 提高舒适性；,二 增加宜人性；（自然和谐 如公园里的仿树木座椅）,三 塑造产品的精神品位；,四 达到产品的多样性和经济性；,五 创造全新的产品风格。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.3 材料的美感3.3.1 材料的色彩美3.3.2 材料的肌理美3.3.3 材料的光泽美3.3.4 材料的质地美3.3.5 材料的形态美,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.4.1 材料的色彩美,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,一 材料的色彩可分为材料的固有色彩和材料的人为色彩。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,二 孤立的材料色彩是不能产生强烈的美感作用的,1 相似色材料的组合,相似色彩的材料组合给产品带来和谐、统一、亲切、纯净、柔和的效果。,2 对比色材料的组合,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.4.2 材料的肌理美,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,一 肌理是由天然材料自身的组织结构或人工材料的人为组织设计而形成的，在视觉或触觉上可感受到的一种表面材质效果。,肌理是产品造型美构成的重要要素，在产品造型中具有极大的艺术表现力。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,二 肌理的分类,1 自然肌理：突出材料的材质美，价值性强，以“自然”为贵。,2 再造肌理：突出材料的工艺美，技巧性强，以“新”为贵。,3 视觉肌理：通过视觉得到的肌理感受，无须用手摸就能感受到。,4 触觉肌理：用手触摸而能感觉到的有凹凸起伏感的肌理。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,三 在产品设计中，合理选用材料肌理的组合形态，是获得产品整体协调的重要途径。,1 同一肌理的材料组合：这种组合形态易于统一，整体效果好，但组合不好则会产生单调感。,2 相似肌理的材料组合：这种组合协调能起到中介过渡的作用，肌理的柔和变化使人在视觉心理上产生愉悦平衡，获得柔和、亲切、舒适感。,材料肌理形态的组合方式：,3 对比肌理的材料组合：两种以上材料肌理组合配置时，通过鲜明肌理与隐蔽肌理、凹凸肌理与平面肌理、粗肌理与细肌理、横肌理与竖肌理等的对比运用，产生相互烘托、交相辉映的肌理美感。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.4.3 材料的光泽美,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,一 材料的光泽美感主要通过视觉感受而获得在心理、生理方面的反映，引起某种情感，产生某种联想从而形成审美体验。,二 根据材料受光特征可分为透光材料和反光材料：,1 透光材料：这类材料常以反映身后的景物来削弱自身的特性，给人以轻盈、明快、开阔的感觉。,2 反光材料：,定向反光：反射周围景物，自身的材料特性一般较难全面反映，给人以生动、活泼的感觉；,漫反光：以反映自身材料特性为主，给人以质朴、柔和、含蓄、安静、平稳的感觉。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.4.4 材料的质地美,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,一 材料的质地美是材料本身的固有特征所引起的一种赏心悦目的心理综合感受，具有较强的感情色彩。,二 在设计中，产品材料质地特性及美感的表现力是在材料的选择和配置中实现的。,1 相似质地的材料配置：指两种或两种以上相似质地材料的组合配置。,2 对比质地的材料配置：指两种或两种以上材料质地截然不同的组合配置，在对比中相互显示其材质的表现力，展现其美感属性。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,3.4.5 材料的形态美,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,一 线材的美感：,1 线材具有长度和方向感，在空间有伸长的力量感，表现为轻巧、虚幻、流动、优美、灵活多变的造型特色。,2 运用线材进行设计构思时，应把握线材的形态变化和组合特征。运用重叠、并列、虚实、渐变等手法可产生出丰富的视觉效果，充分展现线状材料的材质与造型的美感。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,二 片材的美感：,1 片材是现代设计应用最多的材料。具有延伸感和空间的虚实感，其侧面具有线材的特征。,2 片材造型所占空间件比较大，造型时要着重考虑空间虚实、结构形式、材料力学特性等因素。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,三 块材的美感：,1 块材具有重量感、充实感和较强的视觉表现力。,2 块材的造型多采用几何形体和通过雕刻、堆积、削减、挖空等技巧来完成。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,四 综合形态的材料美感：,这种造型只要符合美的形式原理，重视形色的秩序性，满足视觉层次的要求，充分发挥材料特性必能产生美的造型。,造型材料与加工工艺 材料感觉特性的应用,造型材料与加工工艺 材料与环境,第四章 材料与环境4.1 环境意识4.2 绿色材料4.3 材料选择对环境保护的考虑4.4 影响材料选择的环境因素,contents,绿色设计的概述,模块拆卸系列案例,循环材料系列案例,极简主义风格系列案例,能源转化系列案例,1,2,3,4,5,PART 1,01,1、绿色设计的概述,【定义】绿色设计（Green Design）也称生态设计(Ecological Design),环境设计（Design for Environment）,环境意识设计（Environment Conscious Design）,【产品领域】,02,1.1 概念,在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性（可拆卸性，可回收性、可维护性、可重复利用性等）并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命、质量等要求。绿色设计的原则被公认为“3R”的原则，即Reduce,Reuse,Recycle,减少环境污染、减小能源消耗，产品和零部件的回收再生循环或者重新利用。,【产生】,【背景】,03,1.2 绿色设计产生的原因,资源、环境、人口是当今人类社会面临的三大主要问题，特别是环境问题，正对人类社会生存与发展造成严重的威胁。环境问题决非是孤立存在的，它和资源、人口两大问题有着根本性的内在联系，特别是资源问题，它不仅涉及人类世界有限资源的合理利用，而且它又是环境问题的主要根源。,为了寻求从根本上解决制造业环境污染的有效方法，到了90年代，随着全球性产业结构的调整和人类对客观认识的日益深化，在全球掀起了一股“绿色消费浪潮”。在这股“绿色浪潮”中设计师们更多地以冷静、理性的思辩来反省一个世纪以来工业设计的历史进程。于是不少设计师转向从深层次上探索工业设计与人类可持续发展的关系，力图通过设计活动，在人社会环境之间建立起一种协调发展的机制，这标志着工业设计发展的一次重大转变。“绿色设计”的概念应运而生，成了当今工业设计发展的主要趋势之一。,【具体内容】,【包括】,04,1.3、内容,绿色设计的主要内容包括：绿色产品设计的材料选择与管理；产品的可拆卸性设计；产品的可回收性设计。,1）绿色产品设计的材料选择与管理 一，不能把含有有害成分与无害成分的材料混放在一起；二，对于达到寿命周期的产品，有用部分要充分回收利用，不可用部分要用一定的工艺方法进行处理，使其对环境的影响降到最低。2）产品的可回收性设计 综合考虑材料的回收可能性，回收价值的大小，回收的处理方法等。3）产品的可拆卸性设计 设计师要使所设计的结构易于拆卸，维护方便，并在产品报废后能够重新回收利用。除此之外，还有绿色产品的成本分析，绿色产品设计数据库等。,【设计方法】,05,1.4、方法,模块化设计：对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能，不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，满足不同的需求。,循环设计：既是回收设计（Design for Recovering&Recycling），就是实现广义回收所采用的手段或方法，即在进行产品设计时，充分考虑产品零部件及材料的回收的可能性，回收价值的大小，回收处理方法，回收处理结构工艺性等与回收有关的一系列问题，以达到零部件及材料资源和能源的充分有效利用，环境污染最小的一种设计的思想和方法。,极简设计：在绿色设计中，“小就是美”，“少就是多”具有了新的含义。从20世纪80年代开始，一种追求极端简单的设计流派，讲产品的造型化简到极致，这就是所谓的“简约主义”（Minimalism）,PART 2,2、模块拆卸系列案例,06,07,随着环保概念的普及，已经有不少富有创意的设计作品由设计师推出，用来将日常所见的物品回收利用。来自法国的设计师则给我们带来了这款优雅的花洒水瓶盖，只要将其套在用过的塑料瓶上，即可让无甚魅力的浇花水瓶变得富有气质。,08,09,10,这款新颖的衣架主体设计都是没有“脚”的，而当你将两个空的矿泉水瓶插上去之后，它就变成了一个衣架。用这样的衣架来挂衣服，不仅环保，而且由于塑料瓶较粗，受力面积较大，还不容易使衣服变形。,The Newton Coffee Table,这套沙发设计获得了2009年度设计师联盟新兴设计荣誉提名。来自韩国著名家具设计师、dialoguemethod 设计工作室首席设计师Cho hyung suk的设计。Cho hyung suk的设计名言：只要经历便可设计。这套沙发有着独特的结构。由两个大的靠垫与一个整体的框架组合而成。框架稳稳地固定着两个靠垫，因此坐在上面非常舒服稳妥。专为公司大董事设计。当董事坐在上面，他的黑色西装跟他坐着的frame sofa框架沙发和谐地搭配在一起。据设计师说：这样会使他的魅力加倍递增。,11,PART 3,3、循环材料系列案例,12,13,包装盒灯：图中灯的灯罩是食品和饮料的包装盒，里面的灯光透过组成的图案的小孔透出，而这些小孔是根据包装盒上的图案来排布分列的，设计来自 Anke Weiss。很有意思，如果你身边刚好有合适的包装盒，不妨可以尝试一下。,14,铸铁浴缸做成的沙发,London 2007（伦敦设计节）的作品之一，将老式的铸铁浴缸做成的沙发。,15,Artek 2nd Cycle|Artek再生版家具,形似上图的椅子你肯定接触过，它最早是著名的芬兰设计师Alvar Aalto（阿尔瓦阿尔托）于上世纪30年代设计的，由Artek生产，它的身影从此散播全球以至今。上图这些陈旧的Artek椅子不是展览用的样品，而是商品，以 2nd Cycle的品牌推出，由Tom Dixon 领导（Tom Dixon 也是积极的可持续设计倡导者，更多相关内容可以见这）。这些陈旧的Artek 椅子有来自工厂，也有来自船厂甚至跳蚤市场，它们被收集起来并且重新销售，这些经历了几十年风雨的椅子身上写满了故事。不管它们来自何方去向何处，它们永远不会被时代抛弃，正如Alvar Aalto所说：“Nothing is ever reborn,but neither does it totally disappear.And that which has once been,will always reappear in a new form.”“没有什么东西能够重生，但是它也不会全然消逝，曾经存在，将不断重现”。,16,这款颜色多样的玻璃是由回收的旧玻璃为材料制成的，其成分99%都为回收玻璃，不含任何胶水或化学制剂。它可以被用来制作各种台面、地面或是浴室墙等，并具有耐热、不褪色、不易划伤等优点。这款产品方便被制成各种形状，适合室内外各种场所使用。它不含任何放射性物质，十分环保。,17,Y Water,Y Water 是针对孩子的一种低卡路里饮料，考虑到肥胖对孩子的影响，Thomas Arndt 在为他的两个孩子寻找低卡饮料时无果而返后，就自己创造一种.Y Water 共分四种分别是 Bone Water,Brain Water,Immune Water 和 Muscle Water，直接传达信息，因为当你对孩子说钙有利于骨骼生长，孩子未必能接受这个信息，从这个产品的开始到包装到最后营销比如网站始终围绕着这个品牌所要传递的信息。Y Water 的 Y 型瓶子除了带来一个鲜明生动的形象，而且当喝完饮料，这个瓶子就会成为一个玩具，有一个Y结（Y Knots）将这些瓶子连接起来，所以很多瓶子就成为 LEGO 一样的玩具 很多介绍 Y Water 会将其归类到绿色设计，因为废弃的瓶子成为一个全新的智力玩具，你认为真的绿色吗？,18,2010年温哥华冬奥会的奖牌设计日前公布，它将是第一款环保奖牌、第一款曲面奖牌、第一款非圆形奖牌，同时还是历史上最重的奖牌。除了传统的金银铜金属材料外，生产方将使用回收的CRT显像管、计算机零件和电路板，将其粉碎加工后掺入奖牌中，以彰显奥运对环保问题的关注。此外，这届冬奥会奖牌为圆形，冬季残奥会奖牌为圆角方形，也是奥运史上的第一次。而奖牌重量将达到500至576克，是奥运历史上最重的奖牌。,Ecopod|家用回收器,Ecopod，是针对于家庭使用的一个回收设备，特别是对于塑料瓶，铝易拉罐这些家庭最常用的可回收物品。如何回收呢，把这些瓶罐放入顶上的专用槽中，踩下那个脚踏，伴随一阵舒适的（satisfying）挤压声音，被压制平整的塑料瓶易拉罐就落到下面的储存舱中每一个储存舱可以容纳50个瓶罐。而上面的储存舱是针对与玻璃瓶和报纸等其他可回收材料（玻璃是粉碎？），完成和这些规整完好的处理品就可以出卖，送入下一级的回收。过程其实就是一个压制过程，但是对于个人还是整个回收链可起着不小的作用，想想在普通的回收过程中，除了回收这些塑料、铝之外，还回收了一大堆的空气。Ecopod是和DesignWorksUSA合作研制设计的。,19,2007-IMPRINT,绿色材料椅子,2007 HOME类，Peter Hiort-Lorenzen&Johannes Foersom设计（丹麦），使用的材料是Cellupress，一种树木纤维材料用来代替塑料。这种材料代替的绿色设计很多，而这个表现的非常出色，能够促使这种材料应用的更大的范围。HOME类使用革新绿色材料的还有Sustainable Products,20,GREEN BEING|绿色设计绿东西,GREEN BEING是芝加哥绿色创新协会举办的一个名为reTHINK/reDESIGN/reCYCLE的设计比赛中获得第二名的设计，尽管看不到相关的文字介绍，但是从图片可以看出，这是一个很巧妙而且易实现的reUSE设计，特别适用于在车站等地方，这不仅是材料的重利用，而且还是知识的再利用。设计者为 Emily Siegler,Steffi Xiao(Chicago，后者为湖南大学毕业赴美学习)。大意是以一种显而易见的方式将垃圾箱和可回收箱区别开（目前都是很难一眼就区别的）。,21,橡胶遇到挎包,Rubber Meets the Road Handbag，这个不是天价的名牌货，也不清楚出之哪位设计师之手。虽然它的材料不是很名贵它也是用卡车轮胎内胎回收利用材料），但是简洁的设计和优良的做工，坚固耐用，让它看上去并不输于一些大品牌的皮包。当橡胶遇到挎包，产生一个个性的挎包。当优秀设计遇到环保，则产生价值回报。（社会价值和商业价值）,22,reSEAT,来自Hauptman Products Inc.(HPI)，他们以创造具有社会和环境价值的设计为宗旨，这是他们的reSEAT。这个椅子从开始到最后都很好的把握着绿色设计的尺度。木头采用快成长和自我再生速度快的品种，并且不使用任何含甲醛的胶结剂。使用一些农用植物做成的替代品。桌子也和椅子搭配的很巧妙，简洁，生机盎然。,23,24,25,26,27,28,29,30,31,本系列产品由玉米生物塑料和竹条等环保材质制成，而且采用可再生能源供电。产品包括可与iPod连接的曲柄收音机、太阳能袖珍手电、太阳能计算器、钟表等。产品外观考究，有着斑竹的艺术手感，会让您爱不释手的。,DELL Studio Hybrid,绿色迷你台式机,戴尔(DELL)推出一款迷你型的台式机Dell Studio Hybrid，个小，丰富多彩和绿色理念。从总体外观上来说，并不是一个很陌生的形式，一个两头半圆过渡的扁形柱体加上一个简洁设计的外套，这个外套的后端超出机壳一截，尺寸大小是196.571.5211.5mm(含外套)，比普通的迷你台式机小80%。Dell Studio Hybrid 有6种颜色的半透明塑料（丙烯酸）外套供选择（Emerald 翡翠绿，Ruby 宝石红，Sapphire 宝石蓝，Topaz 宝石黄，Slate 石板灰，Quartz 石英灰），另外还有竹子材料做成的外壳，虽然在绿色设计中竹子是常见的材料，在数字消费品上的设计上也比较常见，但是在批量上市的产品中还是较少见。DELL 现在已经将环保绿色作为产品设计的一个元素（也可以说没有一个厂家说不），除了外观材料作为传递这种理念的窗口（事实上用材和绿色是比较复杂的问题，就像消费和环保