表面處理工藝在產品設計中的應用

5大創意材料之塑料表面處理工藝在產品設計中的應用

對材料的認識是實現產品設計的前提和保證。早在1919年成立的包豪斯學校就十分重視材料及其質感的研究和實際練習。該院的教師伊頓曾經寫道:”當學生們陸續發現可以利用各種材料時,他們就能創造出更具有獨特材質感的作品。

設計中,除了少數材料所固定的特征以外,大部分的材料都可以通過表面處理的方式來改變產品表面所需的色彩、光澤、肌理等需要。通過改變產品表面的色彩、光澤、紋理、質地等方式,可以直接提高產品的審美功能,從而增加產品的附加值。在產品造型設計中要根據產品的性能、使用環境、材料性質等條件正確選擇表面處理工藝與面試材料,使材料的顏色、光澤、肌理及加工工藝特性與產品的形態、功能、工作環境匹配適宜,以獲得大方美觀的外觀效果,給人美的感受。www.decodegames.com

金屬材料是金屬及其合金的總稱。金屬表面處理的分類:
(1),表面精加工處理

A,切削和研削
定義:利用刀具或砂輪對金屬表面進行加工的工藝。
效果:得到高精度的表面。

B,研磨
定義:是可以達到把金屬表面加工成平滑面效果的工藝。
效果:可以得到光面、鏡面、梨皮面的效果。

C,表面蝕刻
定義:使用化學酸進行腐蝕而使得金屬表面得到的一種斑駁、滄桑裝飾效果的加工工藝
原理:用耐藥薄膜覆蓋整個金屬表面,然后用機械或者化學方法除去需要凹下去部分的保護膜,使這部分金屬裸露。接著浸入藥液中,使裸露的部分溶解而形成凹陷,獲得紋樣,最后用其他藥液去除保護膜。

設計案例分析

產品名稱:帶塞子的拋光不銹鋼容器


設計師: 斯蒂芬.紐拜
設計講解:這些視覺效果柔和的枕頭造型與其堅硬的鋼質地形成了強烈的對比。拋光研磨工藝的應用使得這些枕頭看起來并不如我們想象的那樣堅硬,外觀柔和而靈活,簡直就像我們平常見到的普通枕頭。

產品名稱:桌臺設計


設計師:羅恩.阿拉德( Aon Arad )
設計講解:鏡面拋光工藝的應用,使得普通的餐桌變得及其生動活潑。想象一下坐在桌子旁吃水果并欣賞桌上風景的情景吧。即使坐在旁邊也是一種享受。

產品名稱:麥克諾.曼的房子


設計師:山姆.布克斯頓
設計講解:酸蝕工藝的應用,使得在不銹鋼片上加工制作圖形不再需要將整片金屬全部剪開。該工藝相對于激光切割而言具有相同的加工復雜圖形的能力,但成本卻低廉的多。

產品名稱:BUSLINK PRO2 超高速8G閃存 和?BUSLINK移動電子硬盤


設計師:? BUSLINK(百事靈)
設計講解:外形設計的創新,磨砂效果的應用使其色彩充滿層次和立體感。也使得盤體更具質感。

產品名稱:餐具設計


設計講解:產品采用了表面蝕刻的工藝,使得餐具的表面具有斑駁、滄桑的肌理效果。豐富了設計的細節,使得勺子在滿足人們使用的同時,也滿足了大家的日益挑剔的視覺要求。
加工過程:首先在金屬表面涂上一層瀝青。接著將設計好的紋飾在瀝青上刻畫,將需要腐蝕的部分露出來。下面就可以進行腐蝕了。小型作品一般選擇浸入化學酸溶液中進行腐蝕。由于化學酸具有極強的腐蝕性,在操作中一定要注意安全。

?產品名稱:眼鏡盒


設計師:? 林德伯格公司
設計講解:林德伯格公司為其一款造型簡潔獨特的眼鏡框專門設計了這個眼鏡盒。不銹鋼材料要具有亞光的效果,可以通過研磨、噴砂和化學處理等工藝達到。在這款設計中,研磨工藝的應用,使得眼鏡盒的設計更加樸素,簡潔。整個設計的理念在材料、造型和功能之間達到完美的和諧。

產品名稱:”ZEN”燈具


設計師:? 塞爾希.德維薩.伊.巴杰特(西班牙)
設計講解:這款燈具顯示了”一種神秘的效果”,兩個對稱燈體采用鋅基合金材料鑄造成型,燈體采用圓銷和銷孔結合成一體,金屬表面經拋光處理。大大加強了燈具的藝術性。使金屬的閃爍和溫暖的燈光融合在一起。

產品名稱:昂達VX959 MP3


設計講解:昂達這次一反常態在市場毫無知情而突襲市場,使大家對這款產品更加產生了興趣。這款VX959依然沿襲了前作VX939質感的全不銹剛拉絲工藝外殼,再配以2.0英寸的大屏幕顯得更加大氣。金屬拉絲處理不但在平面上增添更多凸凹有致的質感,更是使產品閃現cool炫金屬光澤.

?(2),表面層改質處理

定義:表面層改質處理是通過化學或者電化學的方法將金屬表面轉變成金屬氧化物或者無機鹽覆蓋膜的過程。
效果:改變金屬表面的顏色、肌理及硬度,提高及金屬表面的耐蝕性、耐磨性及著色性。

設計案例分析

產品名稱:水壺


設計講解:設計師對產品采用的鋁材料應用了陽極氧化工藝處理,使得水壺得到新鮮氧化膜,具有多孔狀結構,使膜層具有極好的吸附性,對各種染料表現出極強的吸附能力,因而再進過一定的工藝處理,就可染上鮮艷的色彩。陽極氧化工藝的應用,使得水壺本身不僅得到了保護,還得到了裝飾,增加了產品的附加值。

產品名稱:韓國Ramos|藍魔


設計講解:Ramos|藍魔RM-808方形全金屬黑色機身,顯得非常有氣質。硬朗的線條,金屬質感,正面采用時尚簡約嵌入式高耐磨納米鏡片,采用高科技陽極氧化處理技術,比時下所謂UV亮面噴漆效果要更時尚前衛,彰顯華麗貴氣。

(3),表面被覆處理

原理:? 通過在紀念樹表面覆蓋一層皮膜,從而改變材料表面的物理化學性質,賦予材料的表面肌理、色彩等。

類別:

A,鍍層被覆
定義: 利用各種工藝方法在金屬材料的表面覆蓋其他金屬材料的薄膜,從而提高制品的耐蝕性、耐磨性,并調整產品表面的色澤、光潔度以及肌理特征,以提高制品檔次。
缺點:鍍層色彩單調,對產品大小形狀有所限制。

B,?涂層被覆
定義:在金屬材料的表面覆蓋以有機物為主體的涂料層的加工工藝,也被稱為涂裝。
目的:保護作用;裝飾作用;特殊作用–隔熱、防輻射、殺菌等。
優點:能賦予產品豐富的色彩和肌理。
缺點:涂層會老化和磨損,容易被劃傷導致保護膜破損,使底層金屬銹蝕。

C,?搪瓷和景泰藍
原理:用玻璃材質覆蓋金屬表面,然后在800度左右進行燒制而成。
效果:使金屬材料表面堅硬,提高制品的耐蝕性、耐磨性。賦予產品表面寶石般的光澤和艷麗的色彩,具有極強的裝飾性。
缺點:脆性高,不耐沖擊,在急冷急熱或變形沖擊下,容易脫落。

D 金銀錯
定義:又稱為錯金銀。市先秦時代發展起來出來的一種用金銀裝飾青銅器物表面的工藝。
原理:在青銅器表面鑄出或者鏨刻出所需要的圖案,銘文的凹槽,然后嵌入金銀絲、片,捶打牢固,再用蠟石錯磨,使嵌入的金銀絲、片表面與青銅器的表面光滑過渡,最后用清水和木炭進一步打磨,使表面光澤更加光艷。
特點:青銅和金銀的不同色澤互相映襯,圖案、銘文透出華麗和典雅。

設計案例分析

產品名稱:吉而諾水龍頭


設計師:? 馬西莫.伊奧薩.吉尼
設計講解:高雅的設計造型,表面裝飾性的鍍鉻層,使得水龍頭具有精致細膩如鏡面一般的拋光效果。將造型和材料表面效果完美的結合在一起,水流出來的時候,水龍頭表面能倒映出水的姿態。

產品名稱: 調羹


設計師:? 馬克.戴伯
設計講解:科羅斯公司的薄片鋼產品質量輕而且具有延展性,這些特點使得它非常適合做書籍的封面。同時具備了審美性和功能性。”調羹”一書的封面使用的是一種新型涂層鋼材promica pristine ,鋼表面的塑料涂層令其可以進行牙花以及切削加工,另外,塑料表面還讓封面具有防污功能。

產品名稱:明月椅


設計師: 倉右四郎(日)
設計講解:該設計像一個閃著光的幻想。設計者通過采用能引起人們好奇心的網狀材料和對部件的巧妙使用,在其詩境中的設計中向人們傳達了精致的空間感和輕盈感。椅子由9部分鍍鎳鋼絲網焊接而成。,各部分的邊緣相交焊接點同時覆蓋環氧樹脂,底部四邊采用鋼條加固,以支撐椅子的框架。

?產品名稱:彈性回火鋼椅


設計師: 羅恩.阿拉德 (Aon Arad)
設計講解:椅子由四部分組成,造型簡單明快,。采用1mm厚的優質鋼材組成,鋼材經過回火處理,具有良好的韌性,彈性優越,就有強烈的視覺效果。給人華麗、精致和現代感。為了椅子發亮的表面在搬運和使用中不留下滑痕,其表面覆蓋有一層塑料膜。

產品名稱:功能瓶


設計師: SIGG瑞士AG
設計講解:SIGG在德語國家中享有70%知名度,其解釋耐用的鋁質飲料瓶產品已經成為不著設計痕跡的典范作品。針對鋁這種有延展性的金屬,設計師采用了沖壓這個冷加工工藝。瓶的內壁噴涂一層搪瓷,既保證飲料存儲的安全,又防止了飲料中的酸對瓶身的腐蝕。最后,對瓶身進行了獨具個性的磨砂效果涂層。使
得這個功能瓶更加精制和高檔次。

產品名稱:景泰藍


設計講解:十幾年前中學課本里的一篇《景泰藍的制作》使得中國人對這種傳統的工藝品既熟悉又親切。在中國,景泰藍,玉器、漆器和牙雕被稱為傳統工藝美術中的”四大名旦”,但令我們痛心的是這些老祖先們傳下來的工藝,至今已是七零八落。多種工藝瀕臨失傳或已經失傳。

產品名稱:黃銅喇叭


設計師:? BJS電鑄
設計講解:這款設計是采用電鑄工藝成型的。大多數的加工方法是通過改變材料的狀態來實現最終的造型。而電鑄工藝則是通過在模具表面緩慢積淀一層具有一定厚度的金屬層來實現造型。該工藝簡單,成本相對低廉。另外,該工藝還有一個優點,即沿著模具表面形成的金屬鍍層厚度十分均勻。

小結

金屬材料是現代工業的支柱,金屬材料的工藝性能優異,能夠按照設計師的構思實現產品的多種造型。廣泛應用于工業產品造型設計中,是設計師快速實現設計構思的重要途徑。隨著科學技術的發展,肯定會有越來越多的處理工藝被發明出來。這些都會對產品設計的發展做出重要影響。


參考書籍
(1),江湘蕓,設計材料及加工工藝,北京理工大學出版社,2003
(2),(英)克里斯·萊夫特瑞,歐美工業設計5大材料頂尖創意–金屬,上海人民美術出版社,2004
(3),梅爾.拜厄斯,50款產品–設計與材料的革新,中國輕工業出版社
(4),梅爾.拜厄斯,50款椅子–設計與材料的革新,中國輕工業出版社

作者:王婷 麥燕來 (北京理工大學設計藝術學院)