趙曦

摘 要：日常工作中，總能聽到結構設計師抱怨工業(yè)設計師天馬行空，不考慮產(chǎn)品結構約束性，做一些不能實現(xiàn)的外觀造型；也能聽到工業(yè)設計師鄙視結構設計師呆板，不知變通實現(xiàn)產(chǎn)品造型上的美學特征。筆者認為，二者不能相對立的表現(xiàn)為割裂關系。在不同大小類型的項目設計任務中，二者所占比重會隨著所處設計環(huán)境和節(jié)點而不同。不管結構設計還是工業(yè)設計，其最終目的都是為了能把整個產(chǎn)品的設計做到極致，無論功能、結構或外觀效果呈現(xiàn)上，都能給使用者帶來良好的用戶體驗。

關鍵詞：設計；結構設計；產(chǎn)品設計；工業(yè)設計

工業(yè)設計包含內(nèi)容廣泛，從外觀造型設計概念圖產(chǎn)生，到結構模具設計，手板成型及后期產(chǎn)品工藝處理等，都是工業(yè)設計涉及的范疇。在一個產(chǎn)品研發(fā)周期內(nèi)，究竟是產(chǎn)品結構設計重要還是外觀設計重要，一直是結構設計師和工業(yè)設計師辯論的重點。

工業(yè)設計：產(chǎn)品設計者必須要以滿足消費者的心理審美需求為前提，否則會影響消費者的購買欲望；從產(chǎn)品研發(fā)流程中可以看到，結構設計在產(chǎn)品外觀造型設計之后，設計者只需滿足產(chǎn)品外觀審美即可。結構設計：要求高于外觀設計，產(chǎn)品結構設計的合理性和規(guī)范性會直接決定此產(chǎn)品是否可以投入生產(chǎn)和使用；結構設計中以毫米為單位（并且都是保留小數(shù)點后兩位）可見其精確性，一個小數(shù)點錯誤可能會導致生產(chǎn)的產(chǎn)品厚度增加（或減?。?，從而導致產(chǎn)品不能契合（或者硬度不夠無法使用）；結構設計在不受外觀造型影響的情況下，需要多維度展現(xiàn)產(chǎn)品細節(jié)和功能特征，通過結構的優(yōu)化設計從產(chǎn)品的材料和工藝上實現(xiàn)低成本、高質量。

筆者認為，不應該將工業(yè)設計和結構設計擺在排斥對立面，工業(yè)設計與結構設計之間不能錯誤理解為割裂關系，無論多么優(yōu)秀的產(chǎn)品，必然是團隊合作的結晶。如果工業(yè)設計師具有一定的產(chǎn)品結構設計知識，不僅有利于工業(yè)設計師和產(chǎn)品結構設計師之間的溝通，而且能優(yōu)化工業(yè)設計師的技能，使產(chǎn)品設計更具可行性和實現(xiàn)性。

1 工業(yè)設計專業(yè)為何要學習產(chǎn)品結構設計

討論到工業(yè)設計，一些機械設計（工業(yè)設計）專業(yè)的學生會特意說明自己非藝術類工業(yè)設計，以表明其在產(chǎn)品設計上的邏輯結構能力優(yōu)于藝術類學生，而藝術類工業(yè)設計專業(yè)的學生則強調(diào)自己的藝術性，以突出在產(chǎn)品設計造型上的審美優(yōu)勢。實際上，產(chǎn)品結構設計和工業(yè)設計都不應該只做分內(nèi)事，產(chǎn)品結構設計師需要外觀細節(jié)處理能力，不能照本宣科的做結構，而工業(yè)設計師也必須要了解基礎的結構形式和工藝，尤其是某些結構和特殊工藝對造型的限制，否則設計出來的作品只能紙上談兵，無法成為真正的商品。

1.1 市場對未來工業(yè)設計師的要求

結構設計注重產(chǎn)品的材料、功能及可實現(xiàn)性，而工業(yè)設計注重外觀效果，在設計工作中想要完全區(qū)分外觀與結構，中小型公司是很難實現(xiàn)的。這些年針對工業(yè)設計上外觀和結構之間表面對立關系，衍生出了CMF（色彩、材料、工藝）設計師職位，其主要職責為判斷產(chǎn)品外觀效果的準確性，是工業(yè)設計師和結構設計師之間的溝通橋梁，CMF設計師既能最大化實現(xiàn)ID設計師的外觀審美要求，又能保證結構實現(xiàn)的可行性。目前在手機、家電、汽車行業(yè)等一些大型企業(yè)，基本都有自己的CMF設計團隊，人員3～5個不等，10個以上CMF設計師的團隊不多，但是能夠構建CMF設計師團隊的畢竟是一些大型企業(yè)，中國大部分中小型企業(yè)是少有意識和能力去組建。如何很好地在前期外觀設計時考慮結構的可行性？很多小公司的工業(yè)設計師兼顧設計和結構，因此，市場就對工業(yè)設計師提出不僅有設計能力還要具備與產(chǎn)品結構溝通的能力。

1.2 工業(yè)設計師自身的素質需求

很多工業(yè)設計的學生畢業(yè)進入企業(yè)工作后，發(fā)現(xiàn)設計概念不錯的作品被拒，排除產(chǎn)品外形設計上的設計經(jīng)驗不足外，另一原因是產(chǎn)品結構設計知識的缺失，導致設計作品在結構評估時就死于非命；或者有時一個好想法，例如產(chǎn)品上設計了一條很優(yōu)美的弧線，等到結構設計出來時卻發(fā)現(xiàn)完全沒有感覺，原因可能是結構空間不足，弧度太大或因材料縮水性限制結構設計等等。如何避免此類事件發(fā)生呢？作為一名工業(yè)設計師不能僅僅把產(chǎn)品設計出來，還需要跟蹤產(chǎn)品落地實現(xiàn)和關注市場反應；不只是設計產(chǎn)品的外部形態(tài)，還要有材料、形體構成、人機交互等方面的知識積累，只有預先考慮產(chǎn)品結構，才能增強產(chǎn)品設計實現(xiàn)的可能性，這就對工業(yè)設計師自身能力素養(yǎng)提出了新要求。

2 工業(yè)設計與產(chǎn)品結構設計關系認知

實際上工業(yè)設計和產(chǎn)品結構設計之間有著緊密關系，固定的結構功能和人機因素對造型有制約作用，但是也可在范圍內(nèi)調(diào)節(jié)結構布局，形成新的比例結構而實現(xiàn)不同的視覺美感。

2.1 設計上明顯的區(qū)別特征

從產(chǎn)品開發(fā)流程上看，二者是新產(chǎn)品開發(fā)過程中的兩個環(huán)節(jié)；從工作性能看，工業(yè)設計決定產(chǎn)品的外在審美，結構設計決定產(chǎn)品內(nèi)在的質量優(yōu)劣；從設計手段上看，工業(yè)設計常用PS、AI、3D等設計軟件模擬產(chǎn)品，結構設計常用CAD、PROE、UG、CATIA、SOLIDWORK等設計軟件分解產(chǎn)品細節(jié)。

2.2 設計流程上承接關系

從產(chǎn)品開發(fā)流程上看，工業(yè)設計在前產(chǎn)品結構設計在后，二者存在先后承接關系；從工作性能上看，二者的緊密合作才能使最終的產(chǎn)品表里如一；從設計手段上看，當下的工業(yè)設計師已開始使用PROE、UG、CATIA、SOLIDWORK等軟件做工業(yè)設計，與結構設計采用一致的接口，使結構設計可以在3D表面基礎上，輕松設計與之對應的結構，更好地完成產(chǎn)品設計工作。

2.3 互相影響

一是內(nèi)部基本結構對外形的影響，產(chǎn)品設計原理和技術要素影響內(nèi)部結構，而內(nèi)部結構是外部形態(tài)的骨骼，外部形態(tài)是內(nèi)部結構的衣服，這種關系會由于工作原理的變化影響內(nèi)部結構的變化，從而延伸到產(chǎn)品外形上的變化。如以功能結構為首要元素的探測儀器設計。二是外觀形態(tài)對結構設計的影響，為了能夠較高還原工業(yè)設計師的實際預想，外觀造型影響著結構分件和組裝，如果在造型階段合理考慮結構設計，可以避免后期加工和工藝影響，使外部形態(tài)更接近和實現(xiàn)工業(yè)設計師的創(chuàng)意效果。

3 工業(yè)設計需要學習的產(chǎn)品結構設計基礎知識

在產(chǎn)品研發(fā)過程中，如果工業(yè)設計師進行外觀設計時，參照產(chǎn)品1∶1的尺寸設計，是可以將后期與產(chǎn)品結構銜接的問題點降到最低，但是并非所有的產(chǎn)品在研發(fā)初期就有一個完全固定的尺寸可以指定。或者是在設計初期產(chǎn)品結構能夠參與評估，如果不能實現(xiàn)就修正外觀，或者調(diào)整內(nèi)部結構件布局，最大化的平衡產(chǎn)品外觀和結構之間的沖突。

當然，工業(yè)設計師也沒有必要完全像產(chǎn)品結構去思考問題：空間是否能夠滿足，壁厚是否留足，拆卸組裝是否方便，模具是否能夠實現(xiàn)等等，筆者認為，工業(yè)設計師主要了解產(chǎn)品結構的材料、工藝基礎，就可在產(chǎn)品的設計過程中預見性的避免結構問題。

3.1 材料

塑料、玻璃、鋼、混凝土、瓷器等是構成產(chǎn)品的物質材料，是工業(yè)設計創(chuàng)意落地實現(xiàn)的載體。材料物性決定其塑造能力，不同材料在硬度、韌性及可塑性方面都有差異，不同的結構形式和搭配組合都能使其在設計上產(chǎn)生差異化效果。材料功能和特性都是影響產(chǎn)品設計的因素，設計過程中對材料及加工工藝的合理利用才能創(chuàng)造出美感與功能和諧統(tǒng)一的產(chǎn)品。

產(chǎn)品設計上，材料與外形相輔相成，如骨與肉；材料選取是設計方案實現(xiàn)的保證，合適的材料能完美詮釋外形美感。如果工業(yè)設計師具有一定的材料知識，了解和理解材料各種性能，就能合理利用材料的機械性能，打造自己滿意的設計形態(tài)；比如能在設計中避免造型與材料物性之間的結構沖突，準確選取材料和應用制造，合理傳達造型所要表達的設計情感因素：實用的、極簡的、舒適的、健康的、安全的等等。比如突破材料常規(guī)的應用方式，利用材料固有的物性做造型，比如運用不同材料特性搭配，產(chǎn)生新的創(chuàng)意設計等等。很多優(yōu)秀的創(chuàng)意作品，往往是對材料物性完美應用的結果，如Philippe Starck以聚乙烯旋轉模塑成型制造的泡泡俱樂部沙發(fā)；墨西哥設計師Hector Leon用水泥和木材設計的混搭邊桌。

3.2 工藝

工藝是為了保證產(chǎn)品符合工業(yè)設計要求，利用機械加工的方法，塑造產(chǎn)品毛坯形狀、尺寸等使其成為合格產(chǎn)品的過程。是在基材表面人工形成與基材物性不同的工藝方法，其目標可滿足產(chǎn)品的耐腐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求，完善產(chǎn)品表面硬度和外觀等。隨著現(xiàn)代技術的不斷發(fā)展，表面處理工藝已經(jīng)非常豐富，能夠滿足產(chǎn)品設計的多樣化。

以塑膠產(chǎn)品表面工藝為例，一類是通過模具表面加工處理，如化學腐蝕、激光鐳雕等改變模具表面形態(tài)得到所需的紋理圖案外觀，包括常見的拋光、火花紋、化學蝕紋、拉絲紋、圖案等；一類是對塑膠產(chǎn)品素材進行后期處理，常用方式有噴漆、絲印、燙金、電鍍等。

金屬材質常用的表面處理方式有機械打磨、化學處理、表面熱處理、噴涂表面等，這些處理方式不僅可保護產(chǎn)品外觀，防止生銹，延長使用壽命外，還可以美化產(chǎn)品表面。比如蘋果專業(yè)級電腦Mac Pro一次成型的圓筒鋁金屬機箱，其表面呈現(xiàn)玻璃感的晶瑩剔透，實際上是金屬鋁沖壓而成，經(jīng)過酸洗、切削、拋光、激光切割等多道表面處理工序。

4 結語

工業(yè)設計師在產(chǎn)品設計流程中，利用合理、科學的產(chǎn)品結構設計基礎知識，能創(chuàng)造更完美的產(chǎn)品。首先，工業(yè)設計師在進行產(chǎn)品設計時，已經(jīng)基于3D結構設計基礎上，甚至將2D設計轉化為3D，有利于設計交流。其次，作為工業(yè)設計師，能夠了解產(chǎn)品結構設計和后期工藝基礎知識，在設計過程中就預先考慮進各種材料和工藝的差異，將會減少后期結構開發(fā)過程中不必要影響。因此，作為工業(yè)設計專業(yè)學習產(chǎn)品結構設計是很有必要而且有意義的。

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