新材料與新工藝在工業設計領域的應用探究

張有義

摘要：工業設計中，材料與工藝等元素至關重要，結合工業設計的發展歷程得知，每次新材料與新工藝的使用都使其產生了變革，而每次工業設計的創新也推動了新材料與新工藝的探索。本文首先闡述了工業設計與新材料、新工藝間的關系，隨后探討了工業設計中新材料和新工藝的應用，最后圍繞輕鋼結構進一步分析、討論了房屋建設中的應用，以供參考。

關鍵詞：工業設計;新材料;新工藝

中圖分類號：TB472文獻標識碼：A

文章編碼：1672—7053（2019）05—0144—02

Abstract ： In industrial design， materials and processes are essential. Combined with the development history of industrial design， the use of new materials and new processes has changed， and each innovation in industrial design has also promotedExploration of new materials and new processes. This paper first expounds the relationship between industrial design and new materials and new processes. Then it discusses the application of new materials and new processes in industrial design.Finally， it further analyzes and discusses the application of house construction in light steel structure for reference.

Key Words ： Industrial design; New materials; New processes

我國不斷發展的科學技術和文化藝術背景下，工業設計應運而生，并且在國民經濟水平提升中逐漸占據了更為重要的地位。人們在選擇工業設計材料時，也逐漸提出了更高的要求，所關注的內容更多。而在材料選擇過程中，還需對I業設計經濟性、環保性予以關注，并在工業設計中積極融入各類新工藝，以便工業設計得以實現進一步發展。

1 工業設計領域中的新材料和工藝概述

工業設計發展歷程中，與新材料和新工藝之間存在相互促進與影響的關系。對于工業設計來說，新材料和新工藝是其得以實現發展的重要因素，具體來說材料可以當做是物質基礎，而工藝則發揮著技術支持的作用，而新材料與新工藝的使用水平也能將一定程度的工業設計水平彰顯出來。

工業設計中，材料表示產品設計、生產中使用的客觀存在的物質，工業表示由材料轉化為產品的整個過程，是通過總結得到的解決生產中問題的最佳方法途徑。工業產品先進性既可在功能結構方面體現，也可在材料運用、工藝水平體現。從本質而言，設計是人們有意識地借助工具、手段進行生產，將材料加工成具有使用價值或商品性的有一定形狀的實體。

通過研究新材料、新工藝，有利于設計造物自由度的提升，有利于幫助設計師對性價比更高材料的合理選擇。同時，新材料特別是生態環境材料，可將資源緊缺的壓力緩解，抑制環境污染，實現綠色、環保、節能。

2 新材料在工業設計中的應用

2.1 新型造型結構材料

新型造型結構材料通常來說包含新型玻璃材料、新型復合材料、新型金屬材料、新型高分子材料等。

首先，以新型玻璃材料為例，通常情況下包含超薄玻璃、納米金剛材料及視覺控制玻璃等三種組成。超薄玻璃享有世界最薄玻璃的美譽，由于十分輕薄的緣故，因此各類電子設備屏幕使其主要應用的方向l2。如日益縮小的手持電子設備，將抗劃傷性更佳、表面更清晰且能如膠卷一樣彎曲的超薄光學玻璃將聚合物產品取代，在觸摸屏領域中的應用十分廣泛;納米金剛玻璃因表面涂有一層碳，故而具有極為堅硬的質地，耐磨、防劃，高科技的金屬質感、鏡面效果備受關注。通常是以MP3為主要應用方向，具有金屬質感同時不會有痕跡留下。冰箱、冰柜、微波爐等家用電器的外表面也是其主要應用方向。而視覺控制玻璃由于玻璃中有透明與上色玻璃，液晶在切斷電流后被釋放，朝著各方向打亂光纖，玻璃十分朦朧（如圖1）。采用此類智能玻璃，可使我們的工作、生活環境更為豐富。加之該玻璃僅需撥通開關即可在私人區域與公共區域之間輕松轉變，在商店、展覽館、會議室等公共場所中十分適用。

其次，以新型金屬材料為例，主要由金屬塑料及保節靈超薄鋼片等兩種組成。金屬材料熱穩定性比一般金屬材料更高，由于非晶體結構、聚合物塑料的存在，成形更輕易。借助低溫下材料的超塑性進行形狀復雜的微電子加工;保節靈超薄鋼片能夠折疊、彎曲，如紙張一般，作為塑料包裝替換材料的一種，可使包裝工業中金屬應用范圍更為廣闊。而在其可保持高清晰度印刷效果特點的運用下，進行書籍封面的制作，能夠發揮顯著的保護效果;在其超薄、柔韌性較好、易于成型性質的運用下，進行樣式不一的食品包裝的設計，取代塑料，可將環境污染顯著降低。

最后，以新型高分子材料為例，該類材料通常是由Ecoflex和Ecovio塑料組成。Ecovio材料有著極為強烈的觸摸質感，同時因其內含有凝膠劑聚氨酯材料的緣故，因此能夠以喜好為根據隨時調整其外觀和形態，該類型材料無毒無害，具有豐富的色彩與舒適的觸感，備受人們喜愛。而Ecoflx材料屬于特殊可降解材料，彈性和耐候性相對偏好，故而在包裝領域中得到了較為廣泛的應用。

2.2 新型功能材料應用研究

就新型功能材料而言，目前的分類主要是由能夠自我修復、具有記憶能力、聚異丙基薄膜和高性能納米復合稀：土材料組成。首先，以自我修復型材料為例，該材料是以復合物基底作為基礎，具有自行修復的功能，故而十分適用于飛機和汽車中的各類微型芯片制作中。同時，該材料所具備的自行修復功能，有利于產品使用壽命的增加，能將產品外殼造成的成本耗費顯著降低，既可實現資源緊缺問題的有效緩解，也有利于廢棄物處理等環境負擔的顯著減少;其次，具有記憶能力的材料所選用的材料主要為稀土，能在太陽光或其他光儲存能量的運用下通過釋放實現記憶，在各類線路的照射下即可完成信息的儲存，故而也具備廣泛的用途甲。在發展日益成熟的“激光”技術下，僅靠一塊拇指大小的玻璃晶片也能夠將一套大百科全書內容全部容納在內，而動態三維立體鏡像還能支持長時間、完整且無損的保存，因此應用范圍十分廣泛;高性能納米復合稀土材料可在對薄膜厚度的控制下對軟磁相、硬磁相的晶粒排序進行控制，該材料目前仍需進一步研究，該材料由于具備固有特定的緣故，在電子、電氣、通訊、醫療衛生、儀器儀表等多個領域之中的應用相對廣泛，且發展潛力十分顯著;最后的聚異丙基薄膜材料，融合了水性和疏水性的特點，能以具體的溫度為依據合理進行調整，將該材料用于服裝制作中，能夠發揮出良好的保暖冰涼效果。

3 新工藝在工業設計的應用研究

3.1 新表面處理工藝

工業設計所采用的新工藝之中，相對普及的是新型成型工藝、新型加工工藝和新型表面處理工藝。新型成型工藝又由混動態成型技術和快速成型技術構成。工業設計過程中混動態成型技術的運用，能為材料凝練性提供可靠保障，推動分散效果的提升，因此被廣泛運用于電子業和運輸業中;而工業設計加工中快速成型技術的運用，能將更高的柔韌性賦予工業設計的材料，故而被廣泛運用于工業設計和繪圖之中。

材料成型之后需要做的便是加工材料并進行表面處理。材料加工工藝中，一般情況下仿生電火花加工技術與二氧化碳激光切割技術具有相對頻繁的運用仿生電火花加工技術能夠轉化簡單的彎孔或加工的直孔，使其變為相對復雜的曲線孔。而加工之后得到的曲線空具有極為美麗的外觀，且十分光滑;二氧化碳激光切割技術是以光切割原理分割工業品，具體分割中，能為材料提供清潔性保障，且該過程不會有污染產生，具有良好的環保效應。

3.2 新表面處理工藝的應用研究

工業設計新工藝設計的方面很多，在材料開發與運用中極為關鍵，能使材料大小和結構的發展趨于小型化、仿生智能化，進一步密集材料的開發。傳統材料加工期間，材料本身及結構相對而言都十分簡單、單一，最終不可能完成智能化工業產品的制作。然而現下，工藝和材料的發展趨于多元化，故而工業設計的產品最終發展方向也趨于智能化。而在今后的工業設計中，必然是以精密成型技術為主，表面處理發展也趨于多樣化。

表面處理可對產品現象造成遠超造型、加工工藝的影響。如陶瓷絲網轉印印刷技術，完美結合了科學與藝術，在餐具、瓷磚等陶瓷設計中的應用十分廣泛。其制品可將設計者思想充分表達，凸顯浪漫情調、生活情趣。又如非晶鍍金屬材料處理工藝，在化學沉積法的運用下，在鍍液參數的科學選擇、施鍍工藝嚴格控制之下，被渡于零件表明的鍍層能夠形成均一單相體，有利于鍍層性能的顯著提升1。工藝施鍍期間，無需電流，相對于電鍍工藝而言，成本、能耗節約更顯著，同時有利于環境污染的降低。而零部件在該技術處理之后，耐腐蝕、耐摩擦能力更強，還能避磁、避光。在鋼、銅、鋁等基體上可直接采用非晶鍍施鍍，十分適用。在該工藝的運用下，原有的不銹鋼和合金鋼可采用普通碳鋼直接取代，甚至將鈦合金取代，是發達國家現有應用最為廣泛的一種材料表面改性技術，在石油、化工、汽車、造船、火車、航空、熱力工程、礦山機械、制藥機械、環保工程及食品機械等多個領域之中都實現了應用，且具備極為顯著的發展潛力。

4 結語

在工業設計中，融入新材料與新工藝的意義十分重要。要想確保工業設計發展得以健康、持續，相關人員就必須深入研究新材料、新工藝，將各類新型材料與技術融入工業設計過程中，促使工業產品性能更佳，將工業發展需求有效滿足。

參考文獻

[1]楊娟.當代工業設計中材料角色的轉變[J].工業設計，2016（10）：99—100.

[2]方舒，曹克亮.淺談材料與工業設計的關系及重要性[J].人間，2015，188（29）：128—128.

[3]李欠欠.簡述新技術、新材料與工業設計的關系[J].才智，2015（26）：363.

[4]劉京京，楊小華.面向工業設計的新材料與新工藝的應用分析[J].科技經濟導刊，2016（7）.

[5]張倩倩.面向工業設計的新材料與新工藝的應用研究[J].山東工業技術，2016（2）：19—19.