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摘要：工业设计离不开形形色色材料的支撑，材料的选择与运用将会对最终的工业成品产生一定的影响，因此，在进行工业设计时首先需要做好材料选用分析工作，明确不同类型材料的性能特点，充分考虑工业设计产品最终设计出来的效果，这样才能更好的发挥工业设计的价值和作用。为此，文章尝试结合自身对工业设计的理解，探究材料选用应当遵循的原则，以便设计出更加科学合理的产品，展现工业设计的价值和魅力。
关键词：产品智能化；工业设计；材料；选用分析
工业设计是一项极为复杂的行为，其与设计师的设计理念，材料的选择运用以及设计需求等都存在着千丝万缕的联系，材料选择的好与坏，将会直接对产品的内在以及外观质量等产生影响。如果材料选择不当或者是考虑不周，势必会对产品的后期使用产生消极影响。那么在具体的工业设计中，又该如何科学合理的选用材料呢？下面，笔者将对其进行详细的分析和论述。
一、工业设计中材料选用的功能性因素
任何一种工业产品，在进行设计时，其功能作用的发挥往往是人们最为关心的内容，通常情况下，对功能性因素的分析主要包含有以下方面的内容：
（一）材料的安全性能
安全是工业设计中选料选用首先应当考虑的问题，在选择材料时，必须要按照相关标准，正确选择和运用，事先对材料运用期间可能会出现的各种危险进行预测。如在进行医疗设备设计时，医院中的电疗设备可能会直接与病人的身体部位接触，如果产品设计没有充分考虑到安全方面的问题，那么最终所设计出来的产品，可能会对患者的安全造成较大的危害，医院也容易因此而陷入到医疗纠纷中。因此，在设计者设计产品时，选择材料首先应当考虑选择一些具有抗静电性质的材料，针对设备的暴露位置，如果配置的是普通的平板玻璃，就容易碰撞裂，因此而造成人身伤害事故。在涉笔内部如果选用容易起潮的塑料周晨，这样设备被腐蚀的机率将会大幅度增加，其甚至可能会导致设备的控制器失灵。基于这样的原因，工业设计中材料的选用，最好是结合产品使用需求、使用对象等科学合理的选用[1]。
（二）工业设计的外观需求
不同类型的工业设计由于其性能、用途等存在差异，因此它们的外观设计也可谓是千差万别，产品的外观在很大程度上会受到可见表面的影响。在工业设计中，材料选用环节，产品的外观也是应当重点考虑的因素之一。结合材料的表面效果来看，材料将会对产品的表面光泽、反射率、纹理等产生影响，同时外观还将会对工业设计中所采用的表面涂饰材料与方式、涂饰的外观效果，使用期限内的恶化程度和恶化速度等产生一定的影响。产品外观的形成方式往往是由多种工艺和手段决定的，比如说，浇铸、模铸、冲压、弯折或者是切削，不同类型的材料所能够应用的设计工业方式也手段也存在有一定的差异，因此在具体的工作中，工作人员选用材料必须要慎重，要结合产品的实际外观需求，有选择性有针对性的选择合适的材料，同时还需充分的考虑到所选用材料在产品造型制作方面的经济可行性。
（三）工业设计的工艺性能
材料所要求的工艺性能与零部件制造的加工工艺路线之间存在有千丝万缕的联系。在材料加工时，一般金属材料的加工工艺路线相对于工程塑料和工业陶瓷来说更加的复杂，同时加工时需要变换的工艺类型也比较多，这些不仅会对零部件的成型产生一定的影响，而且还将会对零部件的最终性能产生影响。工程塑料的工艺路线通常都比较简单，其中变化最多的就是成型工艺。工业陶瓷的工艺路线相对来说也比较简单，在工艺成型之后，除了可以使用碳化硅或者是金刚石砂轮磨削加工以外，该类型材料基本上不用实施任何其他加工。在工业设计中任何零部件都是由不同类型的材料，借助一定的加工工艺制造出来的，因此在材料选用环节，工作人员必须要全面掌握工业造型材料的制造性能，这对于材料的选用也有着极为重要的影响[2]。
二、工业设计中的材料选用市场因素
任何工业设计产品最终都将会投入市场，面向消费者并被他们购买和使用，这样才能真正的展现出工业设计的价值，因此工业设计中材料的选用也需要充分的考虑市场因素，分析不同类型产品，消费者可能会喜欢的材料，然后有针对性的进行设计，解决设计中存在的难点和问题，在具体的设计中，选用材料时，应当重点考虑以下方面的问题：
（一）材料的可达性
在工业设计中，选用材料时，设计师首先应当考虑手边是否有这种材料，如果没有相关材料，则需要考虑在规定期限内是否能够拿到所需要的材料，并且不影响设计工作顺利开展。如果在完成了工业设计之后，产品设计却并不是十分的紧急，而是要在数年之后再制造，那么在选用材料时，如果仅仅只是联系一个供应商才能得到专用的选料显然是不明智且有着较高风险的，这样在选用材料时，可能会出现价格以及材料供应量等完全由供应商决定的现象，设计者会因此处在相对比较被动的处境。同时，如果在规定时间内，无法获得所需要的材料，设计期间则需要考虑其他可替代性材料。可达性是工业产品设计选材中极为重要的因素，在工业设计中，结构与外观造型等可谓是密切相关，不同的结构方式会对产品造型的布局和细部处理等产生直接性的影响，而结构则将会受材料制约，采用不同的材料，所能够获得的结构方式以及由此而生产的产品形体也可谓是各不相同。在材料选用环节，只有正确合理的选用了与产品造型风格和功能要求相适应的材料，才能够获得所需要的艺术造型效果。工业设计中，首先工作人员要合理的选用造型材料，不同类型的材料由于硬度和质感不同，其最终成型的产品造型风格往往也有着较大的差异，因此在选用造型材料时，必须要充分考虑多种因素，如针对面向市场的产品，要分析面向产品的受众群体的年龄、性别等，然后尽可能选用更多大众会喜欢的材料。在结合产品造型选材之后，还应当按照材料所具有的特点，去塑造产品的艺术外形，这样既能够展现材料的特性，同时也能够展现产品的特征，可谓是一举多得[3]。
（二）材料选用的经济性
从市场的角度出发，工业设计中材料选用的经济性也是相关工作开展期间应当重点关注的话题。在工业设计中选用材料已经充分的考虑了使用要求、艺术造型、工艺和可导性等因素之后，还需从经济性角度，考虑材料选用可行性。在材料选用时，不能仅仅只是从价廉的角度去考虑，还需充分的分析物是否美，比如说，有的材料价格虽然比较低廉，但是使用性能效果不佳，其也难以有效的满足使用需求，可能会被受众所抛弃。一般情况下，市场上材料的价格是选材的关键性依据，针对同一批批量生产的产品，如果可以使用工程塑料、工业陶瓷、金属甚至是复合材料等多种不同类型的材料来制作的话，那么在选材时，则可以同时考虑使用这些材料哪一个的价格最为低廉，这样可以有效的降低工业设计成本，实现经济效益的最大。同时，工业设计中，如果使用材料的相对价格是随着经济气候和需求量的变化而出现价格变动的，那么在选用材料时也需要将这些材料考虑进去，以保证选材的经济性、科学性与合理性[4]。此外，如果所设计的产品使用寿命要求经久耐用，那么在选材时要尽可能选择强度高、耐磨性比较好的材料，或者是采用具有对产品使用寿命延长具有一定帮助的材料，当然在考虑材料选用经济性的过程中，生产者必须要对材料的使用性能，市场价格等有充分的认识和了解。
三、工艺设计中的材料选用环境性因素
工业设计所诞生的诸多产品虽然给人们的生活、工作和学习带来了诸多便利，但实际上这些产品的设计和应用也带来了诸多意想不到的环境问题，而随着社会的不断发展和进步，人们的环境意识不断增强，在进行工业产品设计时，设计选材的环境性问题也受到了越来越多人的关注，如果保证选材的科学和环保是相关工作开展的关键所在。在具体的工业设计中，其应当充分考虑以下方面的问题：
（一）选用同类型材料
工业设计中材料选用时，尽可能保证材料的一致性，选择同类型的材料，避免同时使用多种不同的材料，这样做有助于后期对产品材料的回收和再利用，能够最大限度的降低对环境的污染。比如说，设计一个金属工具箱的时候，为了在未来能够更好的回收和利用，在产品结构设计方面就应当尽可能的避免选用不同类型的金属焊接。而在形式上，工具箱可能是由多个部分组合而成的，因此各个部分往往是单独完整的结构，而每个完整的结构部分需要采用同一种类型的材料制成，这样做的主要目的就是为了防止使用材料类型过于复杂，不便回收[5]。
（二）减少表面装饰
当前许多工业设计为了更好的吸引受众的注意力，在产品表面往往有着诸多装饰，这种装饰虽然一定程度上增加了产品的设计美感，但是要达到这一目标，可能会导致材料选用过于繁琐，影响材料环保作用。所以说在工业设计环节要尽可能减少表面装饰，保持材料原本的供应状态，这样也可以更好的进行回炉再利用。而且，有些材料在工业设计中，表面装饰难度大，过多的装饰甚至是破坏材料本身的美感，这样也可能会影响产品的使用体验感。
（三）采用可降解的材料
所谓的可降解材料指的是用废弃后能自然分解并为自然界所吸收的材料，这一类材料应用于工业设计中，可以更加有效的保护环境。比如说，在工业设计中许多塑料包装材料往往都是不可回收的，这些不可回收的材料大规模的应用，对环境造成了不小的污染，针对这种现象，笔者认为在材料选用期间，工作人员应当考虑是否有可替代材料能够使用，进而降低对环境的污染。
（四）加强对废弃物的再利用
资料的循环利用是工业设计中，材料选用过程中降低污染的有效手段。而在废弃物再利用环节，首先要加强对废弃物的回收利用，实际生活中的许多废弃物都可以作为工业设计中的材料，比如说，易拉罐、塑料瓶、纸箱等都可以二次回收利用，这些材料的回收利用不仅可以有效的节约资源，同时还能降低这些废弃物给环境带来的巨大的污染。在加强废弃物利用的同时，还需积极的开发新型的可再生材料，甚至是可以直接录用各类废弃物制作产品，做好相关开发设计工作。比如说，有设计者利用由回炉再生材料制成的双层波纹值班代替传统的木板，用于设计制作包装箱的托架，相较于木材来说，同样强度的纸板托架重量仅为木托架的1/4，这样不仅大幅度的节约了运输成本，同时还有效的节约了木材，有效的减少对于森林资源的浪费，而且相关纸板还能多次循环再利用，可谓是一举多得。总之，工业设计中材料是一切活动开展的基础所在，当前，随着科技的不断创新和发展，可以应用于工业生产的材料类型可谓是越来越多，而在产品设计过程中，要想保证产品设计更加的科学合理，在选材时，必须要慎重要从产品的具体使用效果、价格以及环保等多种因素综合考虑，这样才能更好的发挥材料的作用价值，设计出更加优质的产品。
【参考文献】
[1]池占山.机械设计中的材料选择及应用探讨[J].中国高新技术企业,2015(14):17-18.
[2]郭益君,冯志强.试论如何对机械设计材料进行合理选用[J].环球市场,2019(22):375.
[3]杜艳玲.工业建筑节能设计理念探析[J].中国市场,2015,(30):259,272.
[4]魏赏光.化工机械设计中的材料选用浅析[J].建筑工程技术与设计,2018(7).
[5]李冠效,雷长贵.机械设计中的材料的选择和应用解析[J].新媒体研究,2014(2):86-87.
作者:王铁球 单位:东莞理工学院
