产品造型设计是为了实现产品的功能需求而进行的创造性活动。随着科学技术的发展以及生活水平的提高, 人们对美的追求越发强烈, 使得产品设计日益成为技术与艺术相结合的产物。不难理解, 产品既是功能的承载者, 又是信息传递的载体。简言之, 工业设计师在进行产品设计之初进行的概念设计仅仅是理论上的, 欲使之真正得以实现, 必须在结构化的过程中具有可行性。显然, 产品设计离不开对产品结构的思考以及材料及加工工艺等因素的了解。
由于产品是由若干零部件以某种方式组合连接而成, 那么从产品设计的角度, 可以将结构解释为构成产品的零部件形式及零部件间组合连接的方式。鉴于零件大体分为箱体类、轴套类、叉架类和盘盖类等, 其中箱体类与盘盖类直接关系到零件的外型, 而叉架类可视为内外结合的产物。因此, 产品结构与产品外息息相关。同时, 由于零部件间组合连接的方式多种多样、千变万化, 可想而知, 产品的创新完全可以通过结构的创新来实现。
每件产品都有其自身的结构, 而结构又深深地影响着产品的形态。毋庸置疑, 产品的结构是功能与形态的承担者。产品结构有外部结构、核心结构和系统结构, 核心结构是实现产品功能的关键技术, 属于内部结构, 通常不与人发生直接的关系;而外部结构则与人关系密切, 是构成产品形态的一个重要要素, 不仅是产品功能的外在体现, 也是产品形态的重要载体; 至于系统结构, 就是相关产品之间的关系设计, 注重的是产品的各个环节及相互之间的联系。产品的内部结构很大程度上取决于产品的设计原理, 可以说, 产品的技术要素影响了其内部结构。而内部结构又是外部形态的存在基础, 换言之, 外部形态是内部结构的外在显现。这种关系在箱( 壳) 体类零件的外型设计中体现得相当明显,
除了内部结构外, 产品的内部结构与外部形态之间存在着一种包容的关系, 有时产品的外形本身就是一种结构设计。鉴于工业设计的主要工作都是体现在产品的外观件上, 因此, 外观件的结构和造型设计的联系是非常紧密的。产品的外观件主要是箱( 壳) 体类零件, 其结构设计包括组成外观件的零件分块、零件与零件之间的连接以及零件自身的加强等等。如果在造型设计阶段没有考虑合理的结构设计问题, 那么等造型完成后, 往往给外型的实现带来诸多困难, 不仅延长了开发周期,还会导致外观造型和预想效果图出入很大。
产品结构设计是将设计思想具体化的过程, 受诸多因素的影响。在此, 主要从材料、工艺、环保等方面阐述产品设计过程中需要考虑的结构问题。
构成产品的物质是材料, 使材料在力的作用下维持一定形态的则是结构, 而材料因素的影响很多都体现在外部结构上。不同的材料其特性各异, 促使人们在长期的社会实践中学会了用不同的结构连接和组合它们。因此, 不少新的结构正是在伴随着人们对材料特征的逐步认识和不断加以应用才发展起来的。木材、水泥、金属和塑料并称四大工程材料, 其中, 金属和塑料在工业产品中更为常见。
在产品结构化的过程中, 工艺上的可行性是其必由之路,产品结构设计的工艺性与产品材料及加工方法有很大关系。例如: 塑料产品常用的工艺是注塑, 鉴于塑料在模腔中的不均匀冷却和不均匀收缩以及产品结构设计的不合理, 较容易引起产品的各种缺陷, 故设计过程中产品壁厚大小、壁厚的均匀性、脱模斜度、分型面、圆角及加强筋的设计等等, 都有适合其工艺特点的设计规则和方法; 而金属板材常用工艺为钣金, 钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸等加工中的难易程度。因此, 边距、孔间距、弯曲半径、预留切槽( 口) 等等, 均应符合相应的设计原则。
绿色设计是资源、环境可持续发展的必然要求, 产品结构设计理应贯彻这一先进的理念。如: 结构设计中, 顾及易损件的可更换性, 以利于延长产品的使用寿命; 不同材质构件的可拆分性, 以利回收时的分类处理; 在满足功能要求的前提下, 产品力求小型化、轻量化、薄壁化, 以减少资源和能源的消耗等等。借助科学、合理的造型结构, 达到产品及其组成部件能够物尽其用的效果。
产品结构设计及材料及加工工艺，技术结构等因素对产品造型设计的影响体现在诸多方面, 此处谈到的仅仅是一些粗浅的认识, 旨在进行设计的过程中重视对此些因素的把握, 进而设计出更加科学、合理、完美的新产品。
作者：优知办公
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