1新材料在企业产品设计中的应用
研究进入二十一世纪以来，人们的物质文化生活水平迅速提高，在产品设计领域，随着设计研究的更加深入，一些设计师开始从“以人为本”的角度出发，积极评价各种材料在设计中的价值，挖掘材料在产品造型设计中的潜力，有意识地运用新材料来创造新的产品形态，从而出现了形成了一种新的设计理念——材料设计，这同时也说明材料运用已成为产品造型设计中一个必不可少的部分。设计师深知：任何一种新材料只有落实到设计应用中，才算有价值。为了进一步明确新材料与产品设计的关系，作者先后走访了多家企业与设计公司，针对材料与产品设计，新材料与产品设计这两个问题并与他们的设计师进行了深入交流，通过交流发现现在很多公司对材料的应用比较保守，多年来一直沿用一套产品生产工艺，对新材料的应用可能性很少考虑。有些设计师在选择材料还以经验选材为主，这些情况都抹杀了新材料在产品设计中的应用，以及新产品附加值的产生。通过调研分析，对目前企业新材料的应用状况总结为以下3点：（1）设计公司在应用材料时，主要按照客户要求来操作，缺乏引导客户选择新材料的理论支持，主要缺少新材料知识的积累；（2）设计师在选用材料时缺乏环境保护方面的考虑；（3）有些设计师选择材料时，主要考虑成本对设计的限制，缺乏创新性，其原因还是缺乏新材料知识的积累。在以上研究的基础上，结合访谈分析，对新材料在产品设计中的应用方法进行了如下总结：（1）新材料在产品设计中的应用应该遵循产品的功能需求。假如一款手机产品，设计师需要它的按键材料具有杀菌功能，那我们选择新材料时就需要寻找具有杀菌功能的材料，来满足设计师的最初设计意图。（2）新材料的应用会增加产品的附加成本，所以产品设计在选用新材料时必然以产品的成本为依托，以产品所能实现的最大收益为尺度。（3）新材料的应用要考虑该材料对环境的影响。（4）新材料在产品设计中的应用并不是一个顺时针方向，也就是说新材料的选用有时也是被动的。设计师设计一个新产品，他需要一种新材料来满足自己的设计意图，但是如果这种新材料市面上是没有的，这就需要材料工程师去开发新材料来满足设计师的设计需要。工业设计的对象是产品，但是设计的目的并不是产品，而是为了满足人们的需要，即设计是为人的设计，设计可以说是人的需要的产物，是为了满足人们对产品及其非产品的需要的产物。产品设计的出发点和归宿是以促进人的全面发展为导向，不断地满足人们日益增长的物质的和精神的需要。然而，产品设计的基础是材料，科技发展所出现的各种材料是一切设计的载体，每一个设计最终都要落实到材料的应用上去。产品的功能和形态必须经过特定的材料来维持。
2建立需求——材料选择原则
任何一项设计产品的产生，既包括造型也包括选材，都是建立在一定需求基础上。结合实例分析和设计师访谈的结论，对产品设计中新材料的应用原则进行了归纳，从而建立了需求-材料选择原则：（1）新材料的选择首先考虑产品的功能需求功能是产品设计中居于主导地位的因素，要实现这些功能，所选材料必须具备能够满足这种功能需求的性能。包括材料的常规力学性能、疲劳断裂性能、抗复杂环境侵蚀的性能等等。材料性能指标往往受当前材料科学发展的局限，设计选材时必须了解材料的各种性能。例如：联想Y650笔记本电脑，使用16:9宽屏显示器，机身采用了碳纤维原料，以轻、薄为主要卖点。随着人们生活水平的提高，市场需要更轻的、更容易散热的笔记本电脑外壳材料。碳纤维材料不但强韧性高，而且碳纤维材料的散热效果很好。碳纤维材料还是一种导电材质，可以起到屏蔽作用，保护人体不受辐射的危害。（2）新材料的选用要考虑用户的情感需求当今社会是一个注重人性化的时代，人们的感受，体验，情感越来越受到重视。科技的进步促进了各种新材料被陆续开发使用。材料是构成产品的物质基础，除了具备功能特性外，还具有特有的材质感与情感。当市场上同类的产品越来越多的时候，人们对于产品的选择从过去单纯的功能考虑转化为精神层次上的追求。同样的产品，采用不同的色彩材质，往往可以使产品呈现出截然不同的面貌。设计中，充分运用材料的感觉特性，可以使产品在充分发挥功能特性的同时，提升产品的审美价值。（3）新材料的选择要考虑材料的环境需求材料在使用过程中对环境的影响、废弃后的可降解性等是全生命周期设计必须考虑的因素。绿色环保材料应该能够提高效能，延长生命周期，减少产品的淘汰率；减少对环境有破坏和污染材料的使用。在低碳、健康、环保这个时代主题的号召下，作为产品设计师在应用材料时，应减少产品的淘汰率；减少对环境有破坏和污染材料的使用，避免使用有毒材料；材料的使用单纯化、少量化，尽量避免多种不同材料混合使用；选用废弃后能自然分解并为自然界吸收的材料；选用可回收或者能重复使用的材料等。手机制造商NEC生产过一款型号为701iECO的环保产品，该产品除液晶显示屏和按钮外，全部采用一种以植物为原料的塑料：主要从玉米中提炼的聚乳酸，并添加洋麻纤维作为加固材料。其在耐燃性和坚实度等方面与传统手机相比毫不逊色，而生产上述塑料排放的二氧化碳量约为生产传统手机所用的化学树脂的一半。而且在2006年12月之前，这款手机的用户交纳的通信费有1%将用于植树等环保活动。（4）新材料的选择要具有创新需求在产品设计中，蕴含着很多创新元素，如形态、色彩、肌理等，他们都可以创新，但是，对于设计师而言，这些因素的创新实现的难度系数较大，所能起到的作用又不能立即显现。而选材的创新却为产品设计开启了一扇崭新的大门。选用新材料，不但可以赋予产品更优良的性能，而且可以提升产品的质感，从而吸引更多的消费者。我们知道利用新材料是实现产品创新的一种方法，我们还可以通过将一些传统材料以新的形式应用到新的领域中的方法来实现创新。如图所示的NECN705i木质手机，将木材的典雅与手机的科技感相结合，提升了手机的附加价值。
3总结
21世纪新材料技术的突破将在一定程度上使材料产品实现智能化、多功能化、环保、复合化、低成本化、长寿命及按用户进行订制。同时新材料的开发与应用联系更加紧密，针对特定的应用目的开发新材料加快研制速度提高材料的使用性能，便于新材料迅速走向实际应用并且可以减少材料的浪费，从而节约了资源。这些材料所生产出的产品会产品设计带来革命性进展，最大程度地体现人性化，也能够给制造业及人们生活方式带来重要影响。总体来说，新材料的发展正从革新走向革命，开发周期正在缩短，创新性已经成为新材料发展的灵魂。产品设计就是要依据对产品的功能和外观的需求选择适当的新材料，设计他们的结构与形式，确立他们的组合方式。使该产品的功能得到最大的发挥，满足消费者日常生活的需要，改变人们的生活环境，提高人们的生活质量，是以人为根本任务和目标的，产品的非物质因素也是产品设计中要考虑的关键，实现产品设计的情感化，以产品这一物的形态来实现人们的沟通，营造良好的社会生活环境，让产品成为情感的依托，这也是产品设计师所追求的设计目标。新材料的不断研发和应用为产品设计提供了广阔的发展空间，带来了新的生机与活力；材料作为产品造型的基础，在产品直观的视觉效果中对形态、色彩和肌理起着决定性的作用，因此在产品设计时对材料的了解应不亚于设计理念的了解。相信新材料的出现以及对已有材料的不断研发应用，将会给我们的设计带来无限的创意，我们的生活必将变得更加美好。正如丹麦著名设计师克林特所说“:运用适当的技艺去处理适当的材料，才能真正解决人类的职称论文发表需要，并获得率直和美的效果。”
作者：屈新波 单位：郑州轻工业学院
