論金屬材料在產品設計中的技術美學體現

關鍵詞：金屬材料；產品設計；技術美學本文引用格式：.論金屬材料在產品設計中的技術美學體現[J」.藝術科技，2025，38（11）：38-40.中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2025）11-0038-03

0引言

金屬材料是現代工業產品設計得以實現的最重要的物質條件，可以說眾多現代產品設計活動都涉及金屬材料。從產品設計要素的角度分析，金屬是應用最廣泛的結構材料。它憑借優良的力學、物理學、化學和加工工藝等性能，不僅可以保證產品使用功能的實現，而且可以凸顯產品的美學價值，使其呈現出現代風格的形態美、質地美和工藝美，展現出鮮明的技術美學特征。

油枕等。其中，鐵芯是變壓器的磁路，為了減少鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗，鐵芯由高磁導率硅鋼片疊成，線圈主要由高純度無氧銅組成，可減少銅損。

另一方面，金屬憑借漂亮的外觀、硬朗的線條、特有的光澤在工業產品設計中扮演著重要角色。金屬化學性質活躍，自由電子可吸收、釋放所有頻率的光，所以大多數金屬具銀白色或鋼灰色光澤，少數金屬吸收某些頻率的光而呈現出特殊的顏色，如銅、鉛等。不同的色澤賦予了金屬不同于其他材料的時尚感、現代感與奢華感，使金屬深受人們喜愛。在現代家居空間中，黃銅的潔具、燈具低調而精致。此外，金屬工藝的改善，豐富了現代產品的質感和色彩，強化了產品的設計效果，展現出更鮮明的技術美學特點。

1金屬材料與產品設計

金屬是一種古老又極具現代感的材料，為設計師帶來了諸多啟發。憑借其美學特點，金屬在設計中得到了廣泛應用。

一方面，作為結構材料，金屬憑借優良的物理、化學性能為產品功能實現提供了保障。機械設備中的變速箱齒輪組，其常用材料為鍛鋼，該材料的耐磨性較好，具有較強的韌性。因此，可在高負荷和高轉速的環境中工作。在變壓器結構件中， 80%～90% 為金屬材料，如鐵芯、線圈、夾件、油箱、

2技術美學

技術美學是由科學原理和技術手段所創造的、體現藝術規律和審美價值的應用學科，是技術與美學的融合[1]。技術美學是伴隨科學技術發展而產生的，誕生于20世紀30年代，最初用于工業生產，因而又稱工業美學。1950年代末，捷克斯洛伐克設計師和藝術家佩特爾·圖奇內正式提出了“技術美學”概念[2]，從此，這一名稱被廣泛應用，并為國際組織所承認。1957年國際技術美學協會的成立，標志技術美學正式成為一門學科開始受到學術界的關注。

經過多年發展，技術美學理論研究取得了系統性成果。目前，技術美學基本被界定為與生產過程中的技術、技術美相關的美學研究。著名科學家錢學森認為，技術美學是一門交叉性科學，其主要研究對象是“技術與藝術的和諧統二”[3]。其中，技術美是技術美學最核心的領域。沒有技術美，也就沒有技術美學。工業產品設計大都以科學技術為先導，它們在技術上的表現除了功能越來越強大，越來越智能化以外，還依靠對材料的應用。通過材料的性能特點及工藝表現產品的美古來有之，《考工記》記載：“天有時，地有氣，材有美，工有巧，合此四者，然后可以為良。”[4]

3金屬材料在產品設計中的技術美學體現

技術美學的核心是審美設計。在產品設計中，金屬材料的技術美學主要體現為利用科學技術手段使產品在外觀形態、材料質感及表面處理工藝上呈現出美的特點。但是，在追求審美性的同時，產品首先要具備實用功能。葉朗先生在《美學原理》中提到，技術美不同于藝術美，它不能撇開產品的實用功能去追求純粹的精神享受，必須把物質和精神、功能和審美有機地統一起來[5]。

3.1基于加工成型工藝的形態美

金屬在產品設計中的形態美主要通過不同的加工工藝來體現，傳統或現代的加工工藝可以轉換金屬的形態，鍛造、彎曲成型工藝可實現金屬制品的樣式設計，制作出造型豐富的產品，使產品更具生命力。鍛造是我國傳統金屬工藝之一，利用金屬的延展性進行鍛打，制造各種金屬器血及工藝品。早期以手工鍛造為主，因此各地區也出現了各具特色的民族手工藝，如苗族銀飾。今天，鍛造多通過機械加工完成，更容易實現金屬形態的變化，工藝也更加精湛，技術美學特點突出。彎曲成型工藝將金屬片或金屬絲彎曲，使產品外觀更加自由流暢、簡約時尚，同時又不失金屬的硬朗之感，實現了技術與藝術的有機融合。

3D打印技術可以完全打破傳統生產加工技術的壁壘，制造出結構復雜、形態各異的金屬產品。這不僅大大拓展了金屬在工業產品上的形態可變空間，也大大縮短了生產制造所需的時間，提高了生產效率。

3.2基于材料組分的性能美

材料的性能受材料內部組分的影響各有差異。金屬在性能上有共性，但同時也存在差異性。產品設計中常用的金屬有鋼鐵、鋁及鋁合金、鎂合金、鈦合金等。其中，內部結構常用鋼鐵，產品金屬外殼主要是各種合金材料，如不銹鋼、鋁合金等。鋼鐵中含碳量不同，質地差異較大。因此，純鐵主要作為工業產品中的磁鐵或鐵芯使用，鑄鐵含碳量較高，其流動性、切削性和耐磨性較好，適合鑄造復雜的機械零件，碳素鋼因其含碳量適中成為介于純鐵和鑄鐵的一種常用材料，在其中加入不同的合金元素，便可生產出不同質地和性能的合金鋼，應用于工業產品的不同領域。例如，高碳鋼常用于耐磨性要求較高的刀具、彈簧及耐磨零件，鋒利的美工刀片常用鎢鋼生產，張小泉刀具生產時在高碳鋼的基礎上加入了一定比例的鉻、鉬、釩等合金元素，增強了刀片的耐磨性及韌性，加上精美的拉絲紋理及噴砂工藝，材料性能之優良、技術之高超盡顯。這種對材料性能的精準控制和優化，不僅提高了產品的實用性和美觀度，還推動了金屬材料在工業設計中的廣泛應用。

有色金屬如鋁合金、鎂合金及鈦合金等在產品設計中的應用也很好地體現了材料的質地美。它們都屬于輕金屬，在產品中的應用可以很好地實現設計的輕量化。路虎攬勝新成員星脈、林肯領航員采用了全鋁車身，在整車剛度得到提升的同時，大幅降低了車輛的總重。Phone 15Pro 是首款在設計中采用航空級鈦金屬的iPhone，成就了迄今最輕的Pro機型（見圖1）。鈦金屬除輕量化之外，還非常堅固耐用，不生銹，不斷裂，在任何大氣環境下都不會腐蝕。因此，不需要任何噴漆處理，輕輕摩擦就可以增亮其自然本色，而鈦本色更加能夠體現這種金屬低調奢華的質感。基于突出的性能特點，有色金屬合金在航空航天、汽車、電子產品等領域有著獨特的優勢。

圖1Phone 15Pro

3.3基于表面處理工藝的質感美

金屬的質感美主要通過材料色彩、光澤及肌理效果來體現，產品所需的質感美，除了少數材料所固有的特性外，大多需通過各種表面處理工藝來獲得。中國獨立設計金飾品牌未汲OVGIA憑借超過20年的研發經驗，對黃金加工工藝進行探索與創新，令金屬表面展現出如銀河般細密閃爍的絲絨感。未汲金飾作品中星云飾面和拋光鏡面的交替應用，讓光線在飾面邊緣流轉，展現出微妙含蓄的東方文化氣質（見圖2）。同時，表面涂覆工藝可以使金屬獲得符合需求的色彩及肌理效果。鋁合金因表面處理與色彩呈現的多樣性頗受設計師青睞。蘋果產品尤其鐘情于鋁材的使用，自iphone5開始，鋁合金成了其手機外殼的主要材料，并通過陽極氧化工藝賦予豐富的色彩，質感令人驚艷。

圖2未汲OVGIA“Nebula星云飾面”

3.4新技術帶來的材料新特性

新技術使材料具有了一些新的特性。眾所周知，不銹鋼既堅固又富有美感。AppleWatch在設計中，對不銹鋼合金進行改良，通過特殊的冷鍛工藝，使其硬度提升了 80% 。近年來，筆記本電腦外殼創新應用層出不窮，鎂鋁合金、鎂鋰合金、碳纖維復合材料等都有應用。 LGgram17Z990 就憑借納米碳鎂合金打造的機身榮獲2019年世界最輕17英寸輕薄筆記本，滿足了高強度、低重量的需求。這種高性能的材料就是在新技術的支持下得以實現的。

時內殺滅其表面超過 99.9% 的特定細菌。同時，能最大限度減少接觸面的二次污染，其效果遠遠優于不銹鋼、抗菌塑料等具有抗菌功能的其他材料。該材料的抑菌性能使其可以廣泛應用于家用電器、五金衛浴、公共交通及任何具有傳染可能的地方，為人類的健康保駕護航。

另一方面，創新應用傳統技術可將金屬的特性及美學特點發揮到極致。中國銅文化歷史悠久，青銅熔鑄在青銅器時代就已出現，但在很長一段時間內，青銅工藝以鑄造和雕刻為主。銅雕大師朱炳仁首創的無模可控熔鑄工藝，顛覆了幾千年來一貫延續的鑄銅文化。銅在自由狀態下熔融流淌，再經過焊接、打磨展現出獨具藝術神韻的作品造型。其獨創的“庚彩工藝”不僅保留了金屬的質感，還使其色彩更具視覺沖擊力。該技藝大大拓展了銅制品的創作空間，充分體現了熔銅藝術的“隨機美學”特點，為現代藝術創作提供了新的可能。

4.2合理利用再生金屬，實現生態環保

金屬是不可再生能源。產品整個生命周期會產生一定的金屬廢料，對環境產生污染。對金屬的回收利用是貫徹可持續發展戰略的重要舉措。在產品中使用再生金屬，可以在一定程度上減少對原金屬的使用，達到節約資源和保護環境的目的。目前許多企業已開始關注金屬材料的生態環保問題并在生產領域采取措施。以蘋果公司為例，全新AppleWatch系列產品使用 100% 再生鋁、 100% 再生鈷打造手表表殼，不僅減少了對原生金屬的需求，還降低了碳排放量。

5結語

隨著技術美學在產品設計領域應用的不斷深入，人們對金屬材料的性能、生產加工、表面處理及環保性的要求越來越高。未來需要利用科學技術研發新的金屬材料和工藝，不斷提高金屬材料的綜合性能，拓展金屬材料的應用范圍，以更好地適應產品設計需求。同時，要利用科學技術努力實現金屬材料全周期過程的生態環保，順應可持續發展的趨勢。

4金屬材料技術美學的新發展

4.1利用科技改善性能，創新技藝，拓展創意空間

科技發展對材料的生產、加工及表面處理工藝產生了巨大的推動作用。應用新技術或創新應用傳統技術能有效凸顯材料在形態、性能、質感等方面的美學特點。

一方面，應用新技術可強化金屬材料的性能。銅的天然抑菌性在遠古時期就已經被人們所熟知并應用，《本草綱目》記載：銅具有傷口消炎作用，利用現代科技制造的抑菌銅材料，其殺菌性能更加強大，可全天候抑制細菌生長，在2小

參考文獻：

[1］安天杭.從技術藝術到技術美學［J］.中國傳媒科技，2013（6）：71-72.

[2］田苗子，路五云.技術美學視域下的神話奇觀影像重構［J]：藝術設計研究，2023（5）：90-96.

[3］王謙.基于技術美學的現代家具設計研究［D］.無錫：江南大學，2008.

[4］聞人軍.考工記譯注[M］.上海：上海古籍出版社，2021：4.

[5]葉朗.美學原理［M］.北京：北京大學出版社，2002：308.