材料與工藝在家居燈具設計中的應用研究

毛磊

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）09-0133-03

引言

中國的“燈文化”一直享有盛譽，燈在國人心中代表著吉祥。每逢佳節，各家各戶皆張燈結彩。故此，燈具在家庭裝修采購中往往占據著優先地位，進而促使了燈具行業的繁榮。與此同行的是社會經濟和文化的高速發展提升了人們的購買力和審美能力。過去做工粗糙、追求單一實用性的燈具產品已逐漸被家居市場所邊緣化。燈具的外觀形態、材料質感已逐漸被消費市場著重考慮。燈具產品的材料選用和加工方式是一個綜合載體，是決定燈具成型效果的關鍵因素，往往可以反映一個時代社會生產力的水平。設計本身超出當時材料與工藝的發展水平，會導致產品出現質量問題，最終難以成型，更無法服務大眾。材料和工藝與設計之間的關系并非一成不變，應當根據實際情況和環境做出改變。從產品的整個使用周期做綜合考慮，分析不同材料之間的特性，有助于設計師優化設計方案，提高方案可行性。然而，作為行業未來的主力軍，設計院校部分學生對于材料和工藝與產品之間的關系缺乏全面的認知，造成主觀設計上的盲目創新與當前客觀工藝與材料的發展水平相沖突，從而導致諸多燈具在概念設計階段效果搶眼，一旦落地生產實物后，由于對工藝選用的不合理，其質感則會大大的降低，影響了產品的效果或致使產品難以裝配生產;甚至由于材料使用不當，產品本身伴隨安全隱患。目前學術界關于此領域的研究較多，但多是針對某一材料或工藝進行縱向深入研究，缺乏各類別之間的橫向對比與總結。文章基于對行業內大量二手數據的匯總，分析燈具領域中五個主要類別的材料和對應加II藝的特性，探討其中的價值，使讀者對其有一個較為綜合的認知，以期引起業內人士對材料和工藝在燈具設計中地位的重視，讓設計真正歸于現實。

一、家居燈具中材料與工藝的價值體現

（一）材料和工藝影響燈具市場。人類設計活動以人類與設計物之間的關系為主題，設計通常包含以物與物的關系為主體的設計（工廠加工機器）和以物與人的關系為中心的設計（室內設計和家居產品設計等）。產品的質感是直接展示在消費者眼前的，它會作用于人的視覺并產生心理反應。因此除外觀設計外，材質本身的觸感、光澤感等也影響著產品的質感表現，而這些表現又會直接影響到消費者的購買欲望。學會讓材料去“說話”，讓工藝去“表達”是一個具有挑戰性的過程。同樣的設計，由于后期采用材質的差異化則會呈現不同的視覺效果。因此，材質、工藝、產品和消費者如何實現正向聯系，是目前燈具設計行業所需探究的。此外價格因素也是左右消費市場的一個重要方面，熟知各種材料與工藝的加工成本，可以確保設計人員能夠準確定位受眾群體，根據其消費水平考慮最適宜的材料與工藝。

（二）材料和工藝影響燈具美學。在燈具設計中，材料運用的過程實際就是將不同的材料加以組合形成豐富形態的過程。一種新材料、新工藝的出現，往往可以使得設計本身發生重大變化。材料的特性決定了設計師在創作時對整個產品結構的把控，例如金屬材料普遍硬度高，但通常制品較重;塑料輕便，但結構強度低等，這些因素無不左右著設計師的設計思路，影響著產品的結構形態。另一方面，燈具作為一種人與物直接交互的產品，其表面處理工藝帶來的視覺效果也是影響產品美學的重要因素之一。例如，玻璃的棱角分明會使產品帶有未來感;高級灰的塑料材質則會有一種小清新的居家風格;陶瓷則會呈現一種溫暖如玉的奶白質感。這些視覺效果在構建產品美學方面，起到了強烈的沖擊作用。因此新材料和工藝的誕生，本質上也是產品設計美學的不斷提升，同樣的，正因為市場有此方面的需求，才會促使制造行業對材質和表面工藝的不斷探索與推陳出新。

二、現代燈具材料與工藝的比較分析

材料是人類生存所需的基本工具，沒有材料，設計活動只是存在于人類大腦中的一種思維活動，是無法實現成一個具體的產品。材料有其自身的屬性，不同的材質特征決定其如何被應用，工藝則是將材料性能多樣化展示的加工方法。任何優秀的燈具產品都離不開設計方案的合理性、材質的選擇和加工工藝的搭配，三者有機統一達到最為平衡的組合。隨著科技的變革，燈具所用的材料發展成以金屬材料（金屬、金屬合金）、無機非金屬材料（陶瓷和玻璃）、合成高分子材料（塑料）和天然有機高分子材料（木材）為主的四大類別。

（一）金屬材料主要包括金屬和以金屬為基礎的合金材料。加工方式以機械成型為主，制品多是簡潔幾何造型。包含四種主要的成型工藝，每種都有適宜的材料與之搭配。

1.型材擠出工藝：加工成本最低，模具成本適中。由于工藝局限，可生產的造型單一，且制品表面通常較為粗糙，多搭配鋁合金生產。鋁合金是燈具生產制造中最為常見的材料，具有高強性和可塑性，常用來生產燈具內部的結構支撐件。

2.沖壓成型工藝：多用于生產薄型金屬，例如不銹鋼、鋁合金和銅等，其造型豐富度良好但模具成本較高，通常用于金屬燈罩和殼體等部件的批量生產。不銹鋼是現代燈具加工常用材料之一，其良好的防銹防腐、重量輕、可回收利用等特性，使之成為最為炙手可熱的材料。常見的表面處理工藝為烤漆和PVD。烤漆是指在金屬表面進行多次上漆和烘烤的工藝，具有表面光滑，無紋路的特點，且顏色種類豐富;PVDR名真空鍍，是一種應用在金屬表面的處理工藝，可使制品外觀呈鏡面反光，但工藝顏色有限制，多以黑、金和銀色為主。銅金屬得益于自帶的復古質感，兼抗腐蝕能力好、易加工和可回收利用的特性，是許多復古燈具的首選，表面處理以電鍍工藝為主，具有涂層較薄的優勢，但顏色有限也是其缺陷。鐵金屬儲存量豐富，更兼價格低廉與耐磨性高;缺點是制品較重，通常適用于大型燈具的制作。

3.壓鑄成型工藝：其原理是將金屬熔化為液體后，置于模具內，冷卻后獲得制品。適用材料有鋅合金、鋁合金和鑄鐵鑄銅等。成本較高但造型豐富，常用于生產高端燈具的支撐件等。

鋅合金具有流動性好和易熔焊的特點，常與壓鑄工藝搭配。成型制品搭配噴漆工藝可以處理成任何顏色，缺點是表面有顆粒感，較為粗糙，且隨時間流逝表面易生成裂痕。

4.CNCI藝：理論上可加工出任意形狀的制品。原理是通過編寫電腦程序控制機床進行加工，多用于制作具有切邊結構的精細燈具外殼。造型豐富度極高，但加工成本和模具成本在上述工藝中最為昂貴。

文章通過收集和分析二手資料和對業內相關人士（方工，奧美特設計開發（深圳）有限公司）進行訪談后，總結出表l和表2。

（二）材質是色彩的載體，玻璃通過不同的形態和表面肌理，結合光可營造不同的景象，或是感到堅硬、不可接近：或是使人感到溫暖、舒適。此外，玻璃因其光澤度極高，且質硬耐刮，故普遍應用在各類室內吊燈和舞臺展燈中。

1.人造水晶：別稱鉛品質玻璃，是指在普通玻璃之中加入一定比例的氧化鉛（業內常以24%為標準）成型之后打磨拋光的玻璃。因其成本低廉且兼有與天然水晶相近的亮度和光澤度，是許多吊式燈具的首選材料。人造水晶在品質方面的不同，導致價格也隨之改變。文章通過對業內人士的進行訪談，歸納整理出一份人造水晶應用在燈具產品中的等級對照表，見表3。

2.日用玻璃：成型方法有壓制法與吹制法。壓制法的特點是制品的形狀比較精確，表面可帶有花紋，且工藝簡便，生產效率較高。吹制法則多用于制作燈泡玻璃殼等部件。

3.平板玻璃：是大多數玻璃產品的基礎形態，成型方法較多，機械成型法為主流，采用浮法生產工藝，主要用于生產裝飾玻璃和高端玻璃燈具等。

（三）歸功于燈具設計理念的創新以及加工工藝的進步，陶瓷因其溫暖如玉的觸感，成為接觸式燈具外殼的不二之選。目前陶瓷成型工藝較多，主要有注漿成型、可塑成型和壓制成型三種。

1.注漿成型可以制作厚度僅為l毫米的制品（薄胎陶瓷），具有透光性好、耐高溫、耐摩擦和易清洗等諸多優勢，為陶瓷廣泛應用在現代燈具設計之中提供了基礎。其適用于批量生產復雜、薄壁和體積較大的燈罩制品，在美觀的前提下保證了足夠的透光性。

2.可塑成型是指在陶瓷配料中加入一定量的水分（16%-25%的質量分數），調成具有可延展性的坯料，而后用機器擠壓或手捏成型。該成型法多以手工拉坯為主，少量地用于生產不具備量產能力的復雜工藝品。

3.機器成型法的優勢在于操作簡便和易于量產，但產出的胎體較厚，無法達到足夠的透光性，多用于生產燈具底座這類厚重且無需透光的部件，例如燈泡底座等。厚重的底座使重心降低，也保證了穩定性。

圖1為三種陶瓷加工方法的成品對比圖。

（四）塑料作為合成高分子材料的一種，具有良好的低質量、透光性、絕緣性和耐腐銹等特性，是當今產品制造中重復利用率最高的材料。塑料經過幾個世紀的發展，衍生的種類十分多樣，按照加工性質可分為熱固性和熱塑性塑料兩種。熱固性塑料是一種不可回收再加工的材料，其成型之后沒有可塑性，但硬度高、具有良好的耐熱性;熱塑性塑料是一種可回收再融化鑄形的塑料，具有良好的循環使用性，造型更加靈活且可塑性強，但耐熱性和剛性低于熱固性塑料。表4就市面上常見的燈具塑料種類進行了匯總，對它們的特性進行了整合對比。

（五）木材屬于天然有機高分子材料的一種。具有易加工、質量輕、高強度、絕緣性的特點，且表面富有天然的紋理。面對日漸枯竭的生產資源，木材由于其可再生和低污染的特性，再次被加工制造行業所青睞，今天許多創新藝術燈具往往都采用木材作為其外殼材質。其表面處理方法通常為刷漆工藝;此外在木材表面賦予貼膜是一種新型工藝裝飾方法，其優點在于使木材表面更為光滑，常見的貼覆材料為聚氯乙烯膜（PVC）和木紋紙等。目前木材的加工方式有手工和機床加IN種。手工加工一般用于小批量或私人定制產品的生產;機床加工是木材大批量生產的首選。在構件的結合方式上，常見的有榫卯結構、膠粘合和鉚釘結合這三類方式。

1.榫卯結構是我國古代勞動人民的偉大發明。簡單來說，通過榫頭和榫孔的結合，在互相牽制之中，既起到連接的作用又兼有外觀的美麗。

2.膠黏合工藝是指在兩塊表面光滑的木材之間通過涂抹膠液的方式，將其進行穩固的連接。該方法的特點是制作簡單、結構強度高和外形不易損壞。常見的人造三合板便由此工藝制造。

3.鉚釘結合方法是指將不同的木材通過螺絲釘擰和在一起的工藝，該方法可以確保兩塊木材間貼合更加緊密，但會在木材表面留下釘帽痕跡，不利于美觀。

圖2為上述加工工藝的成品對比圖。

三、材料與工藝在設計活動中的應用方向探究

產品方案的制訂需要設計者充分了解材料與工藝的各方面特性，結合用戶需求、制造的價格和生產的可行性等因素進行統籌安排，使設計方案到達最優化。通過前期對于家居燈具設計活動中所涉及的各項材料與工藝進行廣泛地定量統計調查，得到了五種主要材料類別及其加工工藝的綜合對比結果。文章就該調查結果，探討其在燈具設計活動中的具體應用維度，最終總結如下：

（一）展現產品的文化元素屬性。對于日趨完善的燈具市場來說，僅在造型上進行創新已難以獲取足夠的市場關注度。很多時候，消費者傾向于了解產品背后的靈感來源，追尋產品基于何種文化背景，這一現象在家居燈具產品中格外凸顯。關于如何展現文化屬性，設計者多從造型方面進行探究，例如用八卦紋樣來彰顯道家文化等。材料由于其本身的多樣性和可塑性，是承接產品實物的基礎，因而在彰顯產品文化元素上具有得天獨厚的優勢。例如，采用沖壓鋁合金技術制成的產品外殼，表面輔以陽極氧化工藝，使制品在陽光照射下有泛藍的光澤，以此體現產品的海洋元素文化背景。此外，對于一些特殊室內場景（博物館、主題餐廳等）中的燈具產品，合適的材料選擇就顯得更為重要，例如在氛圍燈具中大面積采用陶瓷、木材外殼制品，則會給人一種鋪面而來的文化氣息。

（二）表達產品的感性特征。發展到今天，燈具不再是僅僅作為滿足人類照明需求的物件。燈具產品通常以一個生活伴侶的角色出現在人們的家庭生活之中，使用過程包含一種人與物品之間的情感交流。材料和工藝在這個過程中充當著人與物的交互媒介，作用于情感的傳輸與表達。在產品的情感化設計中，用戶最為直接的關注點是產品的外形、質感等方面。材料與工藝是影響產品質感和外形特征的決定性因素。現代城市的高樓大廈，使得城市居民難以感受自然，設計者可以嘗試從構建產品情感化方面入手，通過仿生和再現設計等手段達到目的。例如使用木材或塑料等材質設計類似天然竹子和樹根等外形，表面再輔以鍍膜工藝，以此體現產品的自然氣息，使用戶在情感上獲得慰藉。

（三）促使設計方案更加科學與可持續化。家居燈具產品作為一類在密閉空間內直接與人接觸的物品，在產品的原材料選用上更應該科學把握，避免因材料的應用不當造成安全問題。在產品設計方案生成階段，對于近光源位置的部件，應當避免采用易燃和易因高溫而形變的材料（木材和熱塑性塑料等），這可以有效地避免因產品選材不當造成的安全隱患，提升設計方案的科學可行性。另一方面，隨著環保理念日益深入人心，設計者在實施設計活動時應當盡可能選擇可回收材料，將此理念貫徹的到設計方案中，這更有利于迎合消費者的需求。例如在非承重結構部件上采用可回收利用的木材，兼顧價格與環保;在非近光源的低溫區域，采用具有高可回收性的熱塑性塑料，在控制產品重量的同時，又兼顧可持續發展。

結論

產品設計是創造過程，也是一種解決問題的過程。因此人與設計物的緊密聯系占據了設計的主導地位，產品設計并不是單純地解決功能與技術上的實現問題，還應該系統地解決產品與人、社會等諸多問題。總的來說，材料和工藝關乎整個產品的用戶體驗，尤其在家居燈具這類既注重外觀顏值又注重實用性的產品門類中。用戶體驗小到影響燈具的市場銷售情況，大到影響消費者對其所屬品牌的看法。在設計方面，設計師應根據家居的風格與使用場所選擇合適的材料與照明方式，實現合理和美觀的照明燈飾設計;在制造方面，設計師應充分了解每種材料的特性，根據其特性設計合理且易于加工的外形，充分考慮可實行性。放棄過分天馬星空的造型設計理念，讓設計回歸到現實，回歸到對產品最終能否真正落地生產的研究。沒有真實的物理材料去支撐，任何不切實際的創新設計最終只能化為泡沫，國內燈具設計行業對于材料和工藝的探究仍有很長的路要走。