機械設備造型設計方法淺析

湖北工業大學 周紅宇 聶東 花雨張 趙麗麗 楊聯欣 任佳楠

1 機械設備審美的評判標準變化及影響審美的因素

1.1 機械設備審美的評判標準變化

過去的機械設備外觀設計中多用較為硬朗的線條，因為硬朗的線條富有力度、給人扎實穩定的感覺，因此也容易產生信賴感。隨著更多關于人機關系的探討的出現，富有親和力的圓潤造型開始博得越來越多的關注。從此人對機械設備的審美開始進入另一個階段。

1.2 影響機械設備類產品的審美因素

圖1 生活電器造型影響設備外觀

人們對機械設備的審美也會受到對其他機電產品的審美的影響，例如電器電子設備。雖然電器電子產品與機械設備有著不同的市場，也有著不同的工藝制作要求，但電器電子產品與日常生活密切相關，它們的造型處理方式及特點已經隨著長久的使用過程深入到了人對設備的審美中。因此，工業設計師可沿用人對電器電子產品的審美來對設備外觀進行設計。

2 設備的外觀造型方法

2.1 鈑金技術條件下影響機械設備形態的基本因素

形態作為機械設備造型的重要特征，有一定的規律性，可分解為基本的點、線、面、體四個基本元素，結合鈑金類產品的整體造型，其形態的構成元素可以從線和面兩個基本點進行研究。

設計過程中除了考慮形態的美感，更需考慮板材原料和成型設備對鈑金件的影響。機械設備類產品一般不采用模具成形，而是利用數控鈑金設備（如數控轉塔沖、數控折彎機等）并輔以必要的手工操作，因而在設計分塊時，分塊過大，會超出設備的加工能力，同時過大的鈑金件對裝配精度要求很高，會導致零件結合縫的寬窄不一，影響設備外觀；分塊過小，增加零件數量，使加工和裝配的累計誤差增大，難以保證鈑金零件都位于設計表面內，造成包裹殼體表面不平整，在視覺上易造成細碎感，影響造型整體性。從線性元素出發，機械設備的整體形態可被概括為直線型、曲線型和曲直結合型。雖然造型風格各異，但對單個鈑金件在整體形態中的造型要求卻是相同的。在對棱邊和分縫的處理上應遵循以下幾點：

（1）采用向內折邊的技術，提高板材剛度的同時將板材毛邊隱藏在殼體內。

（2）分縫不與棱邊重合，否則將會不可避免的把毛邊露在外面。

（3）分縫應避免位于曲面上，以免造成裝配難度增加，拼合后形態規則。

（4）避免三條以上的分縫相交于一點，否則會由于鈑金件精度不夠而造成交匯點的斷裂感。（如下圖2）

圖2 市場現有設備的造型特征

機械設備造型存在一定的獨立性，要表現安全、合理、嚴謹、科學的心理和視覺感受，同時要考慮到內部結構和使用環境，因此在設計過程中只有充分了解其加工成形的過程，以及鈑金件的特性，才能設計出優秀的產品。

2.2 重型設備——清晰的結構關系、明確的功能布局

重型機械設備一般包含很多功能部件和結構部件，容易給人以復雜、笨重、呆板的感覺。若是簡單地對設備進行包裹則會加重這種感覺，因此，需要對護罩進行分割進而達到模塊化、秩序化的目的。

對大型機械設備按照它的各個組成部分的功能來區分，每個部分對應一個模塊，并將局部模塊的風格延伸到整體的造型風格中。這樣用戶能夠通過它的外觀清晰地了解到它的內部構造及使用方式，并在一定程度上規范設備操作的流程，減輕操作者的心理壓力。

2.3 輕型設備——營造飽滿和精致感

輕型機械設備一般結構和功能較為簡單，過去對其護罩的處理過于單薄，會造成設備的單調、低端、使用不安全的形象。通過對設備護罩進行細節的刻畫和營造飽滿的張力感，可以帶來科技、豐富的視覺感受。而要將自然形態中生物的張力感運用到人造形態中，需要從本質上把握張力在塑造空間形態中的作用機制和起承轉合關系，提煉出能夠打動人心的內在作用力。

以往的機械設備外觀僅僅以為滿足操作的可行性和物理安全，對設備進行包裹，造成無序的骨骼感和生硬的視覺形象。將設備的內在結構與護罩有機結合，不僅可以使得設備更為整體，而且通過營造飽滿和精致的產品語義，賦予設備新的生命力與獨特的品牌形象。如圖2，在銑齒機設備的外觀造型中，通過機械設備外觀造型設計實驗的前后對比，可以直觀的發現，設計后的設備外觀，在整體硬朗的外觀造型下，通過柔化轉角輪廓的造型方法，在底座進行了大圓角的處理，使得設備呈現出飽滿圓潤的造型風格，不僅增加了設備整體的體量感，同時硬朗與柔和相結合，兩者之間形成協調的對比效果，有效改善了機械設備以往呆板僵硬的外觀造型特點，同時飽滿圓潤的整體效果提高了產品與使用者的情感互動性。

2.4 綜合因素分析

除了主體形態，機械設備外觀還由許多綜合因素構成，這些綜合因素也是設備外觀的細節之處。機械設備外觀設計上的綜合因素主要有4大類：材質、工藝、色彩、標識。

（1）材質上：不同的材質有不同的屬性，例如粗糙度、透明度、紋理。合理地運用材質的對比會增加設備的層次感。

（2）工藝上：細致的工藝技巧會更生動地表達設計概念。以表面處理為例：

涂飾：把涂料涂覆到產品或物體的表面上，并通過產生物理或化學的變化，使涂料的被覆層轉變為具有一定附著力和機械強度的涂膜。

絲網印刷：絲網印刷就是在絲網上涂一層感光材料，利用其感光前后可溶性的不同，經過感光后將不需要的部分洗去，從而控制何處能通過油墨，何處不能通過。塑料件的絲印是塑料制品二次加工中的一種。這可以使塑料件的外觀得到極大改善。

貼膜法：將印有花紋和圖案的塑料膜緊貼在模具上，在加工塑料件時，靠其熔融的原料的熱量將薄膜融合在產品上的方法。

熱燙印法：是利用壓力和熱量將壓膜上的粘接劑熔化，并將已鍍到壓膜上的金屬膜轉印到塑料件上的方法。

（3）色彩上：大塊的色彩可能會一下子吸引住人們的目光，但一個用于點綴小色塊卻可以引導人們的視覺中心，更體現精致化和品質感。

（4）標識上：是讓一個產品更加完整的應用。標識既包括了標志，也包括了各種絲印圖案等，主要用于識別。尤其對于一些操作性弱，屬性不是很明確的產品更加有利。

2.5 機械設備造型中新材料的應用

由于機械設備整體外觀造型都是建立在鈑金技術的基礎上，所以不難發現以往的機械設備產品的材質應用上都比較單一，一般都是一種或是幾種冷軋板的使用，加上后期不同顏色噴漆的表面處理。在最新的設計實驗中，可以發現，在傳統的材質上，引入新材料，通過不同材料之間的相互對比，可以為機械設備的外觀造型增添特色。

圖3 色彩的合理運用能提高設備的“顏值”

3 結束語

在鈑金技術的基礎上，通過不同的機械設備外觀設計實驗的研究，可以逐漸總結出一套行之有效的產品造型方法，從而指導我們的機械設備的外形設計工作，并在設計工作的進展中不斷地豐富和完善。成功地將這些方法運用到機械設備的產品應用中，對提高機械設備類產品的整體造型的設計感，滿足產品使用者的審美需要，提高產品企業的識別性，在同類產品中脫引而出都具有重要意義。

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