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

理論介紹
塑料是重要的高分子材料,始創于1907年。經過百年的發展,從人們的日常生活到國家的國防建設,到處都能看到塑料的身影。這種人工合成材料在人類發展歷史上扮演了重要的角色,不僅極大地豐富了人們的物質需求,也潛移默化地影響著人們的消費觀念。毫不夸張地說,當今世界就是一個塑料的世界。

塑料的種類很多,按照用途可分為通用塑料和工程塑料;按照加熱時的表現則可分為熱固性塑料和熱塑性塑料。與其它材料相比,塑料容易成形、強度高、質量輕、性能穩定、有多種表現形式、適合批量生產,因此成為備受設計師青睞的造型材料。

一般來說,塑料的著色和表面肌理裝飾,在塑料成型時可以完成,但是為了增加產品的壽命,提高其美觀度,一般都會對表面進行二次加工,進行各種裝飾處理。

塑料表面處理分類:

1.表面機械加工處理
磨砂與拋光是常見的表面處理技術,也經常用在其它材料如金屬、玻璃等的加工。

設計分析

產品名稱:”雞尾酒”可置物簾子


設計者:奧利維爾·佩里科特(法國)

分析:這個可置物的簾子,是用高頻機將磨砂的聚氯乙烯片熱封到整張簾子上,形成了126個正方形的口袋,可以放進各種平的、薄的東西,比如信簽、明信片、CD等等。經過磨砂的塑料有一種朦朧感,同時也可以作為房間的隔斷來使用,既分割了空間,又有一定的私密感。

產品名稱:”Tohot”鹽和胡椒搖罐


設計者:瓊-瑪麗·馬紹德(法國)

分析:該設計采用的材料是半透明的聚丙烯,表面經過了磨砂處理,在光線下給人一種非常柔和的感覺,令人愛不釋手。另外,這兩個瓶子是通過內嵌的不銹鋼和磁鐵連成一體的。

產品名稱:”生態”垃圾桶


設計者:勞爾·巴別利

分析:設計師設計這款垃圾桶是想使其成為一個清潔、小巧、有親和力的產品。它分為三個部分:最大的是廢料桶,小的是生態桶,可以放在大桶的里面,以及外沿。使用了不透明的ABS塑料,內壁經過了拋光處理,光滑的表面更加易于清理。

2 表面鍍覆處理

a.熱噴涂
定義:是一種采用專用設備把某種固化材料加熱熔化用高速氣流將其吹成微小顆粒加速噴射到基件表面上,形成特制覆蓋層的處理技術。
效果:使基件耐蝕、耐磨、耐高溫
b.電鍍
定義:金屬電沉積技術技術之一,是一種用電化學在工件表面獲得金屬沉積層的金屬覆層工藝。
效果:可以改變固體材料的外觀,改變表面特性,使材料耐腐蝕、耐磨,具有裝飾性和電、磁、光學性能。
種類:單金屬電鍍、合金電鍍、復合鍍、非晶態合金電鍍、電刷鍍
c.離子鍍
定義:是在真空條件下,利用氣體放電使氣體或被蒸發物質離子化,在氣體離子或被蒸發物質離子轟擊作用的同時,把蒸發物或其他反應物蒸鍍到基件上。
效果:可以延長基件的使用壽命、賦予被鍍材料光澤和色彩。

產品名稱:愛國者V1000數碼相機


制造商:愛國者

分析:這款國產的1000萬像素的數碼相機,給人的第一感覺比較厚重,不同于其他國外生產的1000萬像素的卡片機。機身采用工程塑料,經過磨砂處理以減少塑料的感覺。整個機身除了鏡頭周圍的一圈是金屬材質外,其余都是電鍍了金屬層的塑料部件。從它的材質來看,與它1000萬像素的配置有些不符。

產品名稱:鏡球燈


設計者:湯姆·迪克森

分析:鏡球燈看起來像是金屬做的,實際上它的材質是塑料,只是它們被進行了金屬工藝的處理,形成了鏡子般的效果。這樣的表面是燈的外觀具有了反射的效果,具有強烈的太空感。該系列燈具分為吊燈、落地燈、桌面燈和地面燈好幾種。

產品名稱:松下時尚耳機


制造商:松下

分析:這款耳機的材質為高柔性聚乙烯氨化樹脂,耳機表面的裝飾線條采用了點電鍍工藝體現出金屬的感覺,與鮮艷的色彩形成一種對比。

產品名稱:C360安全燈


設計師:馬克·格林

分析:這款安全燈采用的是電鍍發光薄膜,一種不到2毫米厚的塑料薄膜。產品的外觀設計是受卷成一卷的衛生紙筒的啟發,它由9伏特的電池供電,然后通過一個驅動器接轉變為110伏可以使薄膜發光的交流電。

產品名稱:電鍍水龍頭


分析:乍一看這個水龍頭,你會以為它是金屬的,但實際上它是由塑料做成的,只不過經過了電鍍工藝的處理,使得表面看起來更為接近金屬的效果。這樣做不僅節約了成本,而且提高了塑料水龍頭的產品附加值。

3. 表面裝飾處理

a.涂飾
定義:把涂料涂覆到產品或物體的表面上,并通過產生物理或化學的變化,使涂料的被覆層轉變為具有一定附著力和機械強度的涂膜。
效果:著色、獲得不同的肌理、防止塑料老化、耐腐蝕。
b.絲網印刷
定義:絲網印刷就是在絲網上涂一層感光材料,利用其感光前后可溶性的不同,經過感光后將不需要的部分洗去,從而控制何處能透過油墨,何處不能透過。塑料件的絲印,是塑料制品的二次加工(或稱再加工)中的一種。
效果:改善塑料件的外觀裝飾
方法:平面絲印(用于片材和平面體)、間接絲印(異型制品)、曲面絲印(用于可展開成平面的弧面體)。
c.貼膜法
定義:是將印有花紋和圖案的塑料薄膜緊貼在模具上,在加工塑料件時,靠其熔融的原料的熱量將薄膜融合在產品上的方法。
效果:裝飾產品外觀、傳達產品信息
d.熱燙印法
定義:是利用壓力和熱量將壓膜上的粘接劑熔化,并將已鍍到壓膜上的金屬膜轉印到塑料件上的方法。
效果:同貼膜法相似,可以美化產品外觀、傳達產品信息

設計分析

產品名稱:諾基亞游戲手機N-GAGE


制造商:諾基亞

分析:2003年在行貨里還找不到N-GAGE手機時,這款手機已經開始在水貨市場里銷售了,雖說來路不正,但畢竟是好東西,說它是手機還真有點牽強,倒不如直接說它就是一個游戲機,打電話只是它的一個附屬功能而已。該機的3D顯示效果在手機中已經算是數一數二的了。手機屏幕周圍的裝飾采用了膜內轉印技術,可以在復雜的曲面上印刷精美的圖案。

產品名稱:”4300″桌


設計師:安娜.卡斯特麗.法瑞里(意大利)

分析:這個桌子由9個部分的塑料組成。采用了先進的制作工藝:桌面采用熱壓成型的增強塑料,表面涂以防劃痕涂料,桌腿采用增強的聚丙烯塑料。錐形的插頭部件采用ABS。產品各個部分的裝配為過盈配合連接,用戶只要用力就可以實現桌子的組裝和拆卸。不需要任何螺釘。

產品名稱:Twinner Team(雙擎式)自行車賽頭盔


設計師:Fusi-Mollica-Zanotto Architetti Associatti和Anatonello Piredda(意大利)

分析:這個圓滑的頭盔的產生要歸功于廣泛的新材料的應用和物理技術。流線型的設計減少了風的阻力,因此有助于提高速度。外殼的支撐是用GE-CET聚苯乙烯制成的。聚碳酸酯外殼的圖案采用絲網印刷而成。效果精致,色澤飽滿。

產品名稱:”Bombori”吊燈


設計師:愛德華.凡.費萊特(荷蘭)

分析:單從設計造型來說,這款燈并不簡潔。帶子和副翼控制燈光從這個極不尋常的織物做的燈籠中發射出來的。也可以透過兩個彩色或白色的耐熱有機玻璃盤投射出來。燈罩的上半部分和下擺是用涂銀的尼龍(也有彩色的、白色的)制作而成。www.decodegames.com

產品名稱:”E.T.A外太空提案天使”落地燈


設計師:古利艾爾莫.伯奇西(意大利)

分析:這款燈具通過各種手工的生產方法,如:注塑成型、焊接、激光切割等,用樹脂模具制成。產生的結果是迷人的、細長、高挑的燈具。有各種明亮的色彩。可拆卸的中央電纜柱心,使維護工作變得容易。生產中要在燈體上涂飾兩層保護性的烘干漆,對樹脂燈體作特殊的無毒處理。

產品名稱:軟件盤


設計師:”人與機器”設計公司

分析:軟件盤是用柔軟的、易彎曲的聚氨酯泡沫制成。聚氨酯被公認為有高度的隔熱性和隔熱性。既可以堅硬的形式,也可以柔軟的形式進行生產。應用領域十分寬廣。鍵盤由鐳射蝕刻而成,省去了不同的語言版本的模具修改成本。

產品名稱:床用彈簧


設計師:杜邦公司

分析:從圖中,我們似乎可以看出這是一個經過了噴漆的金屬彈簧。但這個彈簧不是由金屬制造的 ,而是由熱塑人造橡膠–Hytrel制成。”Hytrel”是杜邦公司旗下在工程塑料型人造橡膠產品上的一個商標。這種材料有著橡膠的彈性、塑料的強度及可熱塑性。抗拉斯性、抗彎曲斷裂性、看蔓延性極高。經常被用在需要結構力度和耐久性的彈性部件中。

產品名稱:高爾夫球


設計師:鄧祿普國際研發小組

分析:許多體育用品的設計和生產都將材料學科運用到了極限,比如網球拍中的合成物、保齡球中的氨基物等。高爾夫球最初是將羽毛包裹在皮質中制成的。現代的高爾夫球的表皮是用抗高壓抗切割的聚乙烯制作的。在制作的最后,對球體的接合處進行切割和打磨,并涂上油漆。這樣就做好了一個高爾夫球。www.decodegames.com

產品名稱:塑料錢幣


分析:眾所周知世界上的紙幣屬于美國的質量最好,最能經久耐用。而這張錢幣不是用紙幣制作的,而是用一種叫Melinex的塑料制作而成。絲網印刷工藝并不是這張錢幣的亮點。這種塑料材料才是最吸引人的地方。這種薄膜可以用于印刷,而且就算是緊緊卷起,它也可以十分平整的恢復到平片狀態,另外,它也有良好的抗高溫和抗腐蝕性。

小結
塑料雖然是廉價的人造物,但是它所帶來的價值一點都不廉價。經過不同的表面處理,它能體現出豐富多彩的變化,能夠模仿其它材質,從而減少不必要的浪費,為產品帶來更高的附加值。科技是在不斷進步的,關于塑料表面處理的技術在不斷地發展。同時設計是無止境的,富于創意的設計師會利用不斷更新的技術,把塑料的特性發揮地更加淋漓盡致。


參考文獻
(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–塑料,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款桌子–設計與材料的革新,中國輕工業出版社
(5),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
(6),梅爾.拜厄斯,50款燈–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)