侯宇飛 寇俊瑋 （湖南工學(xué)院 421000）

材料課程中新型材料與工業(yè)設(shè)計(jì)未來發(fā)展的關(guān)系和影響研究

侯宇飛 寇俊瑋 （湖南工學(xué)院 421000）

隨著科技的不斷發(fā)展，工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)注點(diǎn)不再局限于造型，而是向著工藝、材料、工程等多維方向不斷深入發(fā)展。生產(chǎn)工藝和材料選擇在工業(yè)設(shè)計(jì)中具有極其重要的意義，新的設(shè)計(jì)理念所提出的要求傳統(tǒng)材料已無法滿足，從而新型材料的研究發(fā)展已為工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展扮演著重要角色，對(duì)概念產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)投放起著關(guān)鍵性作用。與此同時(shí)，新型材料的使用已經(jīng)成為提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，只有掌握了最先進(jìn)的材料，才能在高技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上占有主動(dòng)權(quán)。

新型材料；工業(yè)設(shè)計(jì)；發(fā)展

湖南工學(xué)院大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目《新型材料與工業(yè)設(shè)計(jì)未來發(fā)展的關(guān)系和影響》結(jié)題論文

在產(chǎn)品和設(shè)計(jì)日益更新發(fā)展的大環(huán)境下，對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制成材料二者間的結(jié)合與探討提出了更高和更新的要求，工業(yè)設(shè)計(jì)及材料學(xué)科傳承和創(chuàng)新各自的解決方案，以及二者間傳統(tǒng)和創(chuàng)新的結(jié)合，使得其發(fā)展方向的更加多維和靈活，新的設(shè)計(jì)思想和新型材料的結(jié)合便決定了學(xué)科和行業(yè)整體的發(fā)展水平并引導(dǎo)未來發(fā)展的方向，本文以優(yōu)秀案例為落腳點(diǎn)，著手分析兩者之間的結(jié)合優(yōu)勢(shì)并展望其發(fā)展方向。

一、材料與工業(yè)設(shè)計(jì)的融合

材料深度融合于工業(yè)設(shè)計(jì)中，并應(yīng)用于各類產(chǎn)品組合而成，任何設(shè)計(jì)都必須建立在可選用材料的基礎(chǔ)上，因此設(shè)計(jì)師在美學(xué)理念的驅(qū)動(dòng)下必須同時(shí)考慮現(xiàn)有材料的工業(yè)設(shè)計(jì)延伸性；材料與工業(yè)設(shè)計(jì)的深度銜接，其材料的拓展功能往往會(huì)促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)的深遠(yuǎn)發(fā)展，而新的設(shè)計(jì)理念實(shí)施勢(shì)必會(huì)聯(lián)系應(yīng)用新型材料甚至促進(jìn)新材料的生成應(yīng)用，材料的新發(fā)展也更替了更多的規(guī)則要求，并驅(qū)動(dòng)了材料的各個(gè)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新發(fā)展新型材料。由此，工業(yè)設(shè)計(jì)是材料科學(xué)的應(yīng)用，材料科學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要從工業(yè)設(shè)計(jì)思維著手，考慮設(shè)計(jì)的合理性與可行性，在除美學(xué)要求外還能夠滿足使用性能、加工工藝、價(jià)格合理、環(huán)境友好等各方面要求，也要從材料特別是新型材料的應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行思考應(yīng)用，從而達(dá)到兩學(xué)科之間的良好結(jié)合。

二、新型材料在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用案例分析

1.Uncle Jack沙發(fā)

意大利家具品牌Kartell的Uncle Jack沙發(fā)排在2016年紅點(diǎn)獎(jiǎng)最佳設(shè)計(jì)獎(jiǎng)首位。此款產(chǎn)品摒棄了傳統(tǒng)沙發(fā)的皮革材質(zhì)，采用獨(dú)特的聚碳酸酯塑料制成的，保持了玻璃般的透明質(zhì)感。聚碳酸酯本身是一種具有較高的沖擊韌性和力學(xué)性能的熱塑性樹脂，其弊病在于耐水解穩(wěn)定性不夠高，買刮痕較差，耐有機(jī)化學(xué)品性，缺口長(zhǎng)期暴露于紫外線中會(huì)發(fā)黃。和其他樹脂一樣，聚碳酸酯容易受某些有機(jī)溶劑的浸濁。但Kartell公司利用特殊的方式將其改性，從而使Uncle Jack沙發(fā)觸感柔軟的同時(shí)保證了堅(jiān)固性，經(jīng)久耐用。與普通沙發(fā)相比，無論是從外觀上還是從使用上來說，Uncle Jack無疑在于傳統(tǒng)產(chǎn)品和新型材料的結(jié)合應(yīng)用方面進(jìn)行了成功示范。

2.普林斯頓大學(xué)3D打印耳朵

3D打印技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)中一支快速發(fā)展的技術(shù)分支，普林斯頓大學(xué)的一個(gè)納米科學(xué)家小組通過研究一種化學(xué)物質(zhì)水凝膠，并利用3D打印技術(shù)生成出一只仿生耳朵?？茖W(xué)家們選擇新型的打印材料打印出仿生耳朵，其原理是選取組織工程學(xué)中的水凝膠，并作用在小牛身上的細(xì)胞，加入一種可傳播無線射頻信號(hào)的納米銀粒子聚合物，其成果在于小牛細(xì)胞將變化為軟骨組織，并實(shí)施在線圈天線上。

經(jīng)測(cè)試這只耳朵可接收的信號(hào)超出了人耳的接收范圍。目前影響于無線電波，但科學(xué)家在嘗試?yán)眯碌难芯糠椒ǎ⒖梢酝ㄟ^結(jié)合其它材料進(jìn)一步擴(kuò)大這種人造耳朵的接收范圍。

3.用纖維素做成的免洗餐具

瑞典明日機(jī)器設(shè)計(jì)工作室聯(lián)合科研公司Innventia由一種新型的纖維素材料引發(fā)靈感，設(shè)計(jì)并研發(fā)了一種免洗餐具，此款免洗餐具有兩個(gè)單位的兩種不同新型材料特性結(jié)合而成：Innventia開發(fā)的制作餐具所采用的質(zhì)輕而結(jié)實(shí)可做任意曲面造型的纖維素材料；瑞典皇家工學(xué)院開發(fā)的新型排污、易清理涂料。設(shè)計(jì)師們運(yùn)用纖維素漿的材料，制作成像陶瓷一樣堅(jiān)硬而不會(huì)摔碎的板材。瑞典皇家工學(xué)院開發(fā)的新型涂料采用了一種叫做“超臨界溶液快速膨脹”的技術(shù)，可以模仿荷葉的表面結(jié)構(gòu)，可以排斥水和污物。

四、新型材料與工業(yè)設(shè)計(jì)未來發(fā)展

新型材料以傳統(tǒng)材料為基礎(chǔ)。其經(jīng)組成、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和工藝上的更新，因而高材料性能的新型材料應(yīng)運(yùn)而生。其應(yīng)用范圍廣泛，并同信息技術(shù)、生物技術(shù)一同開啟了二十一世紀(jì)最重要和最具發(fā)展?jié)摿Φ男骂I(lǐng)域。

伴隨著經(jīng)濟(jì)生活的日新月異，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的意識(shí)越來越強(qiáng)，對(duì)產(chǎn)品的購買標(biāo)準(zhǔn)也不斷提升。這些標(biāo)準(zhǔn)要求盡量減少產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響，增強(qiáng)產(chǎn)品的可持續(xù)使用性，提升產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)。因此工業(yè)設(shè)計(jì)們新的設(shè)計(jì)理念驅(qū)動(dòng)著材料整體的創(chuàng)新發(fā)展，也帶動(dòng)著材料研究人員研發(fā)更多的新型材料，推動(dòng)了新型材料的發(fā)展。

同時(shí)新型材料的突起也促進(jìn)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)的發(fā)展。設(shè)計(jì)師利用新型材料來設(shè)計(jì)各種產(chǎn)品，新的材料即滿足了產(chǎn)品的功能方面的要求，也在造型和外觀上獲得了很大的成功。對(duì)于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，新型材料很大程度上豐富了設(shè)計(jì)，也在一定的程度上對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生巨大的沖擊。

五、結(jié)語

工業(yè)設(shè)計(jì)作為一門獨(dú)立完整的現(xiàn)代學(xué)科，它經(jīng)歷了長(zhǎng)期的傳承發(fā)展和探索創(chuàng)新的過程，并且這個(gè)過程還將繼續(xù)伴隨學(xué)科發(fā)展，它的變化投射出物質(zhì)生產(chǎn)的時(shí)代性和社會(huì)科技的延伸性，也形成了一定社會(huì)意識(shí)形態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)。它在一定程度上也反映著材料學(xué)科的蓬勃發(fā)展，日益增長(zhǎng)的產(chǎn)品需求對(duì)材料的要求也越來越高。因此開展材料科學(xué)的研究、掌握相關(guān)知識(shí)，豐富的新型材料應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，是在工業(yè)設(shè)計(jì)中取得成功的關(guān)鍵。材料作為設(shè)計(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)和載體，引領(lǐng)著科學(xué)技術(shù)研究持續(xù)發(fā)展，隨著歷史的推進(jìn)，設(shè)計(jì)材料的多樣性為工業(yè)設(shè)計(jì)拓寬了更為廣闊的視野。工業(yè)設(shè)計(jì)打開了廣闊的天地。

[1] 何人可.工業(yè)設(shè)計(jì)史[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2] 趙占西.產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)材料與工藝[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.