白銘玉 鄭剛強(qiáng) 王武峰
摘要:為探究混凝土產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)規(guī)律與方法,引導(dǎo)混凝土產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的發(fā)展方向。綜合運(yùn)用文獻(xiàn)檢索、交叉研究、案例分析、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等方法。歸納了裝飾混凝土材料的物理與化學(xué)屬性、文化與美學(xué)屙l生以及商業(yè)屬性。提出了以混凝土材料屬性為基礎(chǔ),從市場、美學(xué)、工藝三個(gè)維度共同設(shè)計(jì)推進(jìn),完成產(chǎn)品演化的混凝土產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)流程。闡明了質(zhì)感設(shè)計(jì)法、形態(tài)推敲法、調(diào)色創(chuàng)新法、材料搭配法和工藝分析法五種混凝土產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)方法。
關(guān)鍵詞:混凝土 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 產(chǎn)品開發(fā)
中圖分類號(hào):J05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1003-0069(2019)08-0022-03
引言
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,材料起到承載者的作用,是產(chǎn)品的物質(zhì)基礎(chǔ),對(duì)產(chǎn)品的造型、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)成本、生命周期、精神品味以及使用體驗(yàn)等方面都有直接影響。超出傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材范圍,合理運(yùn)用新材料,可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的革命創(chuàng)新,是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師的一大突破方向。
混凝土材料在土木建筑領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,近年來在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中初有應(yīng)用嘗試。但多數(shù)以景觀裝飾或創(chuàng)意藝術(shù)作品的形式,不具有產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。目前,國內(nèi)外針對(duì)混凝土產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究較少,缺少系統(tǒng)地針對(duì)混凝土產(chǎn)品批量開發(fā)的設(shè)計(jì)方法研究。充分利用裝飾混凝土材料的諸多優(yōu)勢,配合現(xiàn)有工藝技術(shù)基礎(chǔ),融合藝術(shù)與創(chuàng)意思維,通過設(shè)計(jì)與營銷手段,完成面向市場的新產(chǎn)品??梢源蠓嵘牧系母郊觾r(jià)值并開拓新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向,從而帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展、促進(jìn)學(xué)科交叉,具有重要的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)意義。
一、混凝土的材料屬性
混凝土是一種由骨料、凝膠材料(水泥)以及一定比例的水混合組成,通過攪拌生成流質(zhì)物,澆灌于模具,經(jīng)過水合作用在環(huán)境中保持穩(wěn)定狀態(tài)形成的具有一定高耐壓、高耐力的固體。混凝土材料具有良好的耐久性性、抗裂性與沾染性等物質(zhì)屬性;其質(zhì)感、肌理、色彩以及成型方法賦予其獨(dú)特的美學(xué)價(jià)值與藝術(shù)變現(xiàn)力;多年來在土木建筑行業(yè)大量應(yīng)用則使其具有特定的文化與商業(yè)屬性。以混凝土為主要材料進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā),首先應(yīng)對(duì)其材料屬性進(jìn)行探索與分析并充分利用,從而進(jìn)行功能設(shè)定選擇與藝術(shù)創(chuàng)意發(fā)散。
(一)物理與化學(xué)屬性
當(dāng)混凝土處于拌合物階段,具有流動(dòng)性、黏聚性及保水性,可一次性澆注成型且線條順暢,表面平整,利用其良好的可塑性可對(duì)多種造型進(jìn)行嘗試;而當(dāng)混凝土硬化后,則具有較好的力學(xué)性能、抗裂性能及耐磨性能,可應(yīng)用于具有一定強(qiáng)度和耐久性功能需求的產(chǎn)品?;炷敛牧弦彩强裳h(huán)利用的低碳、環(huán)保材料,符合可持續(xù)設(shè)計(jì)要求。
(二)文化與美學(xué)屬性
1947-1952年間,經(jīng)過工業(yè)革命及兩次世界大戰(zhàn),由于大量的建筑重建需求,混凝土因價(jià)格低廉被西方國家開始廣泛應(yīng)用于住宅建筑。隨著科技進(jìn)步,混凝土技術(shù)得到長足發(fā)展,目前已成為國內(nèi)外建筑行業(yè)最重要的工業(yè)材料之一。如今提及水泥混凝土,人們會(huì)條件反射聯(lián)想到土木建筑行業(yè)。因此,產(chǎn)品中混凝土材料的應(yīng)用便無形中附屬了建筑文化與工業(yè)文明?;炷廉a(chǎn)品在其功能與造型的語義設(shè)計(jì)之前,僅憑借其材料本身,即可傳達(dá)出特有的精神語義——建筑與工業(yè)。
混凝土在建筑的應(yīng)用中,往往被包裹于裝飾材料之下。而將混凝土直接暴露出來而舍去多余的裝飾,則非常符合“Less is More”的現(xiàn)代主義設(shè)計(jì)風(fēng)格美學(xué)特點(diǎn)。其材料質(zhì)感、肌理與色澤給人一種剛硬冷漠卻又樸實(shí)沉穩(wěn)的視覺韻味,可賦予產(chǎn)品獨(dú)特的品味格調(diào),有強(qiáng)大的藝術(shù)表現(xiàn)力。
(三)商業(yè)屬性
混凝土產(chǎn)品開發(fā)過程中,成本與銷量在一定程度上是可控的,這使其具有非常良好的商業(yè)屬性?;炷敛牧显谕聊窘ㄖ袠I(yè)中的重要作用決定了其具有完整的一套包括生產(chǎn)、銷售、使用甚至回收等環(huán)節(jié)及周邊產(chǎn)業(yè)的商業(yè)鏈。裝飾混凝土產(chǎn)品憑借其文化屬性以及其對(duì)混凝土產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的積極作用,對(duì)于此商業(yè)鏈中的每個(gè)企業(yè)都具有強(qiáng)大的吸引力。從而獲得相關(guān)技術(shù)支持與合作,并產(chǎn)生一定的訂單銷量。裝飾混凝土產(chǎn)品開發(fā)可以對(duì)合作企業(yè)的余料、廢料進(jìn)行回收利用。通過設(shè)計(jì)加工形成系列產(chǎn)品作為企業(yè)的定制禮品被購買。這樣便形成了綠色可持續(xù)的順應(yīng)混凝土產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的新興產(chǎn)業(yè)。
二、混凝土產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的流程與方法
(一)混凝土產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程
混凝土產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)是通過藝術(shù)設(shè)計(jì)手段,提升混凝土附加值、增強(qiáng)其藝術(shù)感染力,形成商品的過程??纱龠M(jìn)藝術(shù)設(shè)計(jì)與材料科學(xué)交叉融合、完成產(chǎn)業(yè)升級(jí)。由于目前裝飾混凝土產(chǎn)品大批量生產(chǎn)工藝還不成熟,已開拓的市場空間較小。且混凝土材料本身并不適于大規(guī)模取代傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品材料。所以其設(shè)計(jì)開發(fā)方法應(yīng)區(qū)別于傳統(tǒng)的裝飾產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)方法流程,如圖1。而是從材料本身的屬性出發(fā),針對(duì)特定的目標(biāo)用戶的市場需求,選擇具有可行性的生產(chǎn)方式。以設(shè)計(jì)手段充分發(fā)揮混凝土材料的特點(diǎn),以較短的設(shè)計(jì)周期完成低市場風(fēng)險(xiǎn)的、小批量生產(chǎn)的、具有混凝土特色的裝飾產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)。即以材料為基礎(chǔ),從市場、美學(xué)、工藝三個(gè)維度共同設(shè)計(jì)推進(jìn),完成產(chǎn)品演化,如圖2。
(二)混凝土產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定位
根據(jù)混凝土材料的屬性分析,對(duì)混凝土產(chǎn)品購買意愿最強(qiáng)的目標(biāo)用戶可分為兩類:土木建筑行業(yè)者與現(xiàn)代主義美學(xué)喜愛者。前者購買意向源于行業(yè)情懷與商業(yè)背景。針對(duì)此類用戶,產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)意象來源應(yīng)緊密圍繞建筑文化及工業(yè)文明。也可以根據(jù)特定的企業(yè)或產(chǎn)品定制文創(chuàng)紀(jì)念產(chǎn)品。后者購買意向源于混凝土材質(zhì)的藝術(shù)美學(xué)表現(xiàn)力。針對(duì)此類用戶,產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)則應(yīng)盡可能凸顯混凝土的質(zhì)感。使用現(xiàn)代主義的造型語言,使產(chǎn)品可以傳達(dá)用戶的藝術(shù)品位。
(三)裝飾混凝土產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技巧
1.質(zhì)感設(shè)計(jì)法——以獨(dú)特的質(zhì)感確立整體風(fēng)格
從原料的角度,水泥混凝土是水泥、骨料、水及根據(jù)性能要求添加的外加劑等材料的混合物。通過對(duì)原材料的種類和配比的調(diào)整,可以控制產(chǎn)品的粗糙度、色澤、肌理等質(zhì)感效果。從工藝的角度,水泥混凝土通過澆筑成型,且成型后容易進(jìn)行雕刻處理。通過成型模具的造型及紋理設(shè)計(jì)和混凝土固化后的二次處理,也可以形成立體效果的圖案與紋理質(zhì)感?;炷敛牧系氖褂?,由于對(duì)材料質(zhì)感控制的方便、簡易與自由,提供了非常巨大的產(chǎn)品表面質(zhì)感設(shè)計(jì)空間。而產(chǎn)品獨(dú)特的質(zhì)感,可以最先向用戶傳達(dá)出與眾不同的視覺與觸覺感官信息,完成情感轉(zhuǎn)換。所以在裝飾混凝土產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)中,可首先對(duì)混凝土的材料質(zhì)感進(jìn)行設(shè)計(jì),從而確立產(chǎn)品的整體風(fēng)格。
不同的混凝土質(zhì)感可以傳達(dá)出不同的風(fēng)格特點(diǎn),如圖3。如表面粗糙有毛刺的質(zhì)感給人以粗獷狂野之感;骨料暴露的質(zhì)感給人以純真質(zhì)樸之感;磨光處理的質(zhì)感給人素雅柔和之感;紋理規(guī)則的質(zhì)感給人理性冷靜之感等。產(chǎn)品的質(zhì)感就如同產(chǎn)品的性格,通過混凝土的質(zhì)感設(shè)計(jì)可為產(chǎn)品奠定一個(gè)情感風(fēng)格,讓產(chǎn)品與用戶建立第一步交流。
2.形態(tài)推敲法——以優(yōu)雅的形態(tài)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)造型
裝飾混凝土產(chǎn)品的形態(tài)基礎(chǔ)是功能結(jié)構(gòu)。如設(shè)計(jì)一個(gè)香皂碟,首先要求其可以完成盛放一個(gè)香皂的功能。所以在結(jié)構(gòu)上要有一個(gè)合適大小的盛放物,且有瀝水的出口與短期收集瀝出的水的容器。在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,遵循形式美的法則考慮產(chǎn)品的藝術(shù)性。使用優(yōu)雅的形態(tài)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)造型,滿足用戶的審美需求。混凝土材料具有極強(qiáng)的可塑性,既可以塑造剛強(qiáng)硬朗的棱角,也可以塑造靈動(dòng)柔美的曲面。設(shè)計(jì)開發(fā)過程中,可根據(jù)產(chǎn)品的造型語義、使用環(huán)境、人機(jī)工程等因素調(diào)整與協(xié)調(diào)整體的形態(tài)。仍以圖4的香皂碟為例,設(shè)計(jì)的意象來源為江南建筑,則要表現(xiàn)出其檐角青瓦起墊飛翹的輪廓特征;使用環(huán)境較滑,則不應(yīng)使用過于平直的面,須有起伏防滑;與人會(huì)有直接接觸,則不可棱角突出,應(yīng)過渡柔和。
3.調(diào)色創(chuàng)新法——以創(chuàng)新的調(diào)色增加視覺沖擊
混凝土材料可使用水溶性顏料(如常用氧化鐵系列礦物顏料)進(jìn)行調(diào)色處理,如圖5。裝飾混凝土產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí),使用創(chuàng)新的調(diào)色可以增加產(chǎn)品的視覺沖擊,改變大眾對(duì)混凝土是灰色的刻板印象。以白水泥和白砂石為原料的混凝土,本色為白色。相較灰水泥與普通砂石,對(duì)調(diào)色結(jié)果影響較小,可以提供良好的色彩設(shè)計(jì)條件。除了單一顏色變化,通過對(duì)原料的配比、濃度、pH值等因素進(jìn)行控制,配合不同的澆筑比例與手法,可以完成暈染、漸變、溶解等藝術(shù)效果,如圖6。
4.材料搭配法——以材料的搭配提升藝術(shù)效果
混凝土產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)中,也可以使用混凝土材料與其他材料搭配,產(chǎn)生具有美感的藝術(shù)效果。如粗糙渾濁的混凝土與光滑透明的樹脂或玻璃的搭配,會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的質(zhì)感對(duì)比。從而給人-種山水調(diào)和的藝術(shù)美感。圖7的小夜燈設(shè)計(jì),采用了混凝土與白色透光塑料和淺色木材的搭配。純自然材料、人工混合材料、純?nèi)嗽觳牧系倪^渡,配合質(zhì)感的對(duì)比、顏色的調(diào)和。體現(xiàn)了“和而不同”的藝術(shù)哲學(xué),形成了淡雅、理性的美感。
另外,諸如使用透光光纖與混凝土結(jié)合制成的透光混凝土之類的新型嘗試。除了是藝術(shù)美學(xué)的表現(xiàn),還是一種科學(xué)的嘗試。在產(chǎn)品開發(fā)中有重要的開拓意義。
5.工藝分析法——以工藝的分析實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品落地
產(chǎn)品的制作工藝會(huì)為混凝土產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)過程造成一些限制因素。產(chǎn)品能夠順利生產(chǎn)銷售才是設(shè)計(jì)開發(fā)的根本目的。因此了解混凝土產(chǎn)品的制作工藝與保養(yǎng)方法是必要的。這樣才能在設(shè)計(jì)嘗試中少走彎路,理性分析。
混凝土產(chǎn)品的生產(chǎn),多數(shù)情況依靠模具成型小批量生產(chǎn)。模具的材料可以是PP樹脂、金屬、硅膠等。在設(shè)計(jì)開發(fā)過程中,非純平面的產(chǎn)品多使用3D打印技術(shù)制作模型。再通過硅膠翻模,形成模具。將混凝土漿澆筑到模具中,成型后脫出,完成一個(gè)產(chǎn)品的制作。在設(shè)計(jì)過程中,就要充分考慮形態(tài)能否順利脫模、分模線如何設(shè)定、是否需要添加輔助造型后期處理等實(shí)際因素,確保產(chǎn)品可以落地。圖8為為以仕高瑪MAO4攪拌機(jī)為原型設(shè)計(jì)的水泥擺件,其造型非常復(fù)雜,產(chǎn)品落地的工藝難度很大。設(shè)計(jì)過程中,首先要考慮水泥固化后的強(qiáng)度,以藝術(shù)手法簡化原型中的一些細(xì)節(jié),并在部分凸出形態(tài)處做加厚處理。其次考量產(chǎn)品脫模的可實(shí)現(xiàn)性,本產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求中要求保留攪拌機(jī)葉片細(xì)節(jié),而從工藝角度上分析罐體下半部的葉片無法實(shí)現(xiàn)脫模,因此,可以使用設(shè)計(jì)手段將罐體下半部設(shè)計(jì)成有砂漿的狀態(tài),巧妙避免后期工藝難題。然后分析模具的設(shè)計(jì),確立分模線,本產(chǎn)品各個(gè)角度的造型都非常復(fù)雜,無法實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的中部分模,為使各方向的造型均可順利脫模,在頂部和攪拌機(jī)軸頭一側(cè)分別分模,將模具分為三個(gè)部分。再按照模具的設(shè)計(jì),在脫模方向設(shè)計(jì)拔模角;并分別在凸出的葉片、軸頭等造型細(xì)節(jié)沿著脫模方向增加可后期處理掉的支撐薄片,以保證順利脫模。最后確定澆筑口,本產(chǎn)品在四腳澆筑,為方便后期處理增加設(shè)計(jì)加寬加厚的底座細(xì)節(jié)。最終產(chǎn)品不但以藝術(shù)美觀的形式較為完整保留攪拌機(jī)原型的形態(tài)特點(diǎn),更是通過以水泥為原材料暗喻攪拌機(jī)的功能,可作為代表仕高瑪品牌的紀(jì)念禮品批量生產(chǎn),如圖9。
除了模具成型,設(shè)計(jì)開發(fā)中也可以在混凝土處于拌合物階段借助氣球、樹葉、繩子等道具輔助造型;或在混凝土硬化后通過物理加工、化學(xué)反應(yīng)等手段進(jìn)行干預(yù)處理。圖10的掛鐘設(shè)計(jì),其表盤首先通過鋼絲網(wǎng)輔助成型。硬化后通過敲擊使其局部脫落,形成不規(guī)則的隨機(jī)截面,裸露出內(nèi)部的鋼絲網(wǎng)。其形式模仿了拆除的鋼筋混凝土建筑廢料,呈現(xiàn)工業(yè)風(fēng)的設(shè)計(jì)風(fēng)格。隨機(jī)破損的混凝土形態(tài)配合鐘表的功能定位,體現(xiàn)出時(shí)光流逝、滄海桑田的語義。但是這類成型方法隨機(jī)性高,生產(chǎn)效率低,不適合批量生產(chǎn)??捎糜谘b飾藝術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)或模型設(shè)計(jì)。
結(jié)語與展望
混凝土產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)是通過對(duì)混凝土材料進(jìn)行屬性分析,確立準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)定位。然后在符合生產(chǎn)工藝的條件下,使用設(shè)計(jì)手段對(duì)質(zhì)感、形態(tài)、顏色和材料搭配進(jìn)行思維發(fā)散與設(shè)計(jì)創(chuàng)新,最終完成產(chǎn)品開發(fā)的過程。使用質(zhì)感設(shè)計(jì)法、形態(tài)推敲法、調(diào)色創(chuàng)新法、材料搭配法和工藝分析法,將藝術(shù)設(shè)計(jì)融入混凝土產(chǎn)業(yè)。在經(jīng)濟(jì)層面上,可提升混凝土附加值、增強(qiáng)企業(yè)競爭力、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展;在社會(huì)層面上,可促進(jìn)藝術(shù)設(shè)計(jì)與材料科學(xué)融合、提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用水平、加快新材料大國建設(shè)進(jìn)程;在學(xué)術(shù)層面上,可聚焦混凝土產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐應(yīng)用、為混凝土材料創(chuàng)新提供原理和方法論支撐、彌補(bǔ)材料科學(xué)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)藝術(shù)缺位。符合混凝土產(chǎn)業(yè)發(fā)展與社會(huì)需求,有良好的發(fā)展空間與市場前景。