表面处理工艺在产品设计中的应用

5大创意材料之木材表面处理工艺在产品设计中的应用

木材是传统的设计材料,自古以来就被用来制作家具和生活器具。由于它是一种天然的材料,所以也是最富有人情味的材料。天然的纹理和色泽具有很高的美学价值,但木材也有一些不可避免的缺点,比如节疤、裂纹、易弄污等,也影响了木材的使用效果。所以,为了达到好的效果,需要对木材进行表面处理来达到满意的设计效果。

从工业设计出发,表面处理的目的首先是美化产品的外观,也即按产品设计的要求调整其表面的色彩、亮度和肌理等。因此,材料本身具有的外观不符合设计要求时,必须采用适当的表面处理方法进行调整,以满足产品设计的要求。

木材表面处理分类

1.表面基础加工处理

a.砂磨
定义:用木砂纸在木材表面进行顺木纹方向的来回研磨的工艺。
效果:去除在木加工过程中由于锯、削、刨时将木纤维切割断裂而残留在木材表面上的木刺,使木材表面更平滑。
手段:机械砂磨(利用机器进行抛光、擦亮)、手工砂磨(利用砂纸)。

b.脱色
定义:用具有氧化-还原作用的化学药剂对木材进行漂白处理。
效果:使木材表面的色泽获得基本的统一。
常用的脱色剂:双氧水、次氯酸钠、过氧化钠。

c.填孔
定义:将填孔料嵌填与木材表面的裂缝、钉眼、虫眼等部位的工艺。
效果:使木料表面平整。

d.染色
定义:为了得到纹理优美、颜色均匀的木质表面,木制品一般需要染色。
手段:木材的染色一般可分为水色染色和酒色染色两种。

设计案例分析

a.产品名称:笛子


制造商:樊迪知制作
分析:关于竹笛的制作问题,在我国历史上曾有不少记载,早在公元前二千多年,黄帝命伐竹斩而为十二筒,后来还有荀氏、丘仲、刘和、刘秀等等造笛之说。在制作过程中将竹皮削去,将竹节打通,用细砂纸将内壁通刷干净,以便发音畅通,使气流振动统一,音色纯正。最后,在笛身上缠上丝线圈,涂上生漆,保护笛子以免干裂,或磨光,上蜡漆,两头接骨等以作装饰。有的笛子外表刻有山水、花草、鸟兽、虫鱼或诗文等图饰,工艺精细,音色优美动听。

b.产品名称:”螳螂”可调节桌


设计师: 阿尔伯托.列沃雷(阿根廷)
分析: 这张桌子实用性强,机动性能好,设计讲究,形状奇特。令人想起与它同名的昆虫。倾斜的支架,能垂直升降,使圆盘桌面保持水平。桌面可以用不锈钢,也可以与底部一样的由铬染成黑色的高级木材,或者涂成樱桃木色。

c.产品名称:竹制西餐具


设计者:胡超群
分析:这是获得2002年法国ST-ETIENNE国际双年设计大展国际ECO-DESIGN设计竞赛金奖的作品。这套餐具采用了中国的竹子作为材料来制作精美的西式餐具,完美地实现了中西文化的融合和沟通。竹材的再生周期短,坚韧耐用,经过加工、打磨上清漆之后,不仅美观,而且非常环保。

d.产品名称:干酪磨碎机


设计公司:阿列西公司
分析:  这件产品使用的是梨木。梨木具有美丽柔和的色彩,经过砂磨和抛光处理后,显露出柔和的光泽,与金属的高反光形成了一种对比,同时也增加了质感。该产品虽然是很平常的家庭用具,但是经过精细的表面处理,显得极为精致。

e.产品名称:捷豹汽车内饰板


设计公司:捷豹汽车
分析:汽车的豪华与品味常常能从它的内饰上体现出来。这辆捷豹X型汽车的内饰采用了胡桃木这种能够体现奢华的木料。经过精细抛光处理的内饰板显得格外光滑,非常漂亮,让人有想要触摸一下的冲动,很好地诠释了捷豹品牌的豪华与品质。

f.产品名称:悬壁套椅


设计师:彼得·斯特曼
分析:这是用榉木胶合板为材料制作的椅子。胶合板的制作过程本身就需要进行砂磨和刨光,以保证表面的平滑。光滑的胶合板在涂上黑漆之后,在光线的照射下呈现出了亚光的效果,给人感觉比较细腻。

g.产品名称:NXT套椅

设计师:皮特·卡朋
分析:这把椅子也是用胶合板制作的。为了使制作出来的胶合板颜色均匀一致,用漂白剂对木料进行了脱色处理。可以看到,这把椅子的色彩成淡淡的奶白色,给人干净舒适的感觉。

h.产品名称:”双爱”床具


设计师:克里斯托弗·博舍
分析:由坚硬的山毛榉木做成,经过脱色的木料使得床具的整体色彩协调、柔和。

i.产品名称:祭坛家具


设计师:黛比·威思
分析:这是为一座新修复的教堂设计的祭坛家具,采用的自然的材质大槭树来制作。大槭树本身就是奶白色,经过脱色后,这一特点更加突出,与教堂内的其他黑色的家具形成了鲜明的对比。

j.产品名称:滑板


分析:用来做滑板的枫木有着漂亮的纹理,染色工艺可以强调这一特点,增加其装饰性,不仅突出了表面的纹理,而且使整个木料的色彩更加一致。

k.产品名称:Mobiado Professional Executive Model手机


分析:这款手机采用了珍贵的可可波罗木和洪都拉斯紫檀木,表面经过了精细的打磨。这款产品不仅在材料的应用上出奇制胜,也显示出了精湛的木材加工技术。

2.表面被覆处理

a.涂饰
定义:是用涂敷这一方法把涂料涂覆到产品或物体的表面上,并通过产生物理或化学的变化,使涂料的被覆层转变为具有一定附着力和机械强度的涂膜。产品的涂饰也称为产品的涂装或产品的油漆。
效果:涂饰的功效就是使涂料的潜在功能转变成为实际的功能,使工业产品能得到预期的保护和装饰效果,以及某些特殊的效能。
手段:透明涂饰(用于木纹漂亮、底材平整的木制品)、不透明涂饰(采用具有遮盖力的彩色涂料和油漆)

b.覆贴
定义:将面饰材料通过粘合剂粘贴在木制品表面而成一体的一种装饰方法。
效果:增加外观装饰效果,满足消费者的使用要求和审美要求
常用的覆贴材料:PVC膜、人造革、木纹纸、薄木等

c.化学镀
定义:化学镀是指在没有外加电流的条件下,利用处于同一溶液中的金属盐和还原剂可在具有催化活性的基体表面上进行自催化氧化还原反应的原理,在基体表面形成金属或合金镀层的一种表面处理技术,亦称为不通电镀或自催化镀。木材主要是镀铜或金。
效果:不仅能够使木材具备电磁屏蔽性能,而且由于铜和金的镀膜色泽,能够显示木制品华丽的装饰性,增加木制品的附加值。

设计案例分析

a.产品名称:”安特”圆桌


设计师;马克.哈里森(新西兰)
分析:这款桌子造型别致,看上去像只飞碟。其所有的部件只靠四个螺钉连接在一起。桌面采用澳大利亚本地的木材制成 。表面涂以环氧树脂。造型比较简单,却很时髦。这款桌子的产量较小。

b.产品名称:”Arqua”桌


设计师:卡洛.比木比,保罗.拉莫里(意大利)
分析:这是以简制繁的范例。这张风格不俗的桌子,由插入木孔的管状支架支撑。结实的樱桃木,涂上溶剂、丙烯涂料,或者取其天然色泽打蜡即可。使得桌子给人视觉上的清新和淡雅。用户安装时,使用圆筒拉杆工艺将管状桌腿固定,桌子牢固结实。

c.产品名称:科斯林系列桌


设计师:路加.斯喀切蒂(意大利)
分析:这是一款行政办公桌或者是会议桌。 这一构思卓越的系列配有多种零配件、组建以及设备。可以组成不同的造型。桌面用梨木或桃木贴面,有的喷了清漆。形式多样。基于后现代的构想,该款设计的审美反映了古典风貌。

d.产品名称:伦敦尼斯顿的斯里–斯瓦米纳雷扬寺庙的镀金木头


分析:大家不要被该产品的表面所迷惑。那其实是一块木头。同时也说明了表面处理工艺的厉害之处。该木头采用了电镀技术。电镀技术可以提升表面装饰效果,增强防腐性能,增强导电性,保护材料,避免电磁以及无线电频率辐射。不过主要是用于金属镀层。通过这种手段,产品的价值通常是成倍增长。www.dolcn.com

e.产品名称:红蓝椅


设计师:特维德(荷兰)
分析:这张椅子在设计历史上可以说是留下了一笔的。从功能上说,这把椅子是不舒服的,但是通过展示,它证明了产品的最终形式取决于结构。椅子的靠背为红色,坐垫为蓝色,木条全漆成黑色,木条得端面全漆成黄色。它的与众不同的现代形式,终于摆脱了传统风格家具的影响,成为独立的现代主义趋势的预言。因此,集中体现了风格派哲学精神和美学追求的”红蓝椅”成为现代主义在形式探索上的一个非常重要的里程碑性的作品。对于整个现代主义设计运动产生了深刻的影响。

f.产品名称:书架


设计师:索特萨斯(意大利)
分析:这件作品集中体现了”孟菲斯”开放的设计观。色彩艳丽、造型奇特,渗透出一种显见的波普风格,受到战后成长起来的青年一代的喜爱。力图破除设计中的一切固有模式,以表达丰富多样的情趣。以物美价廉的木质材料为主,造型别出心裁,色彩上更以夸张、对比为特色,喜用明快、亮丽的色彩如明黄、粉绿、桃红等。这样的设计似乎在向我们暗示∶设计的功能并不是绝对的,而是具有可塑性的,它是产品与生活之间的一种可能的关系。而且,功能不仅是物质上的,也是精神上的、文化上的。产品不仅要有使用价值,更要表达一种文化内涵,使之成为特定文化系统的隐喻。

g.产品名称:彩绘云凤纹尊(漆器)
年代:西汉

分析:这是西汉时期的一个一薄木为胎的漆樽,是一种酒具。漆器是古代人们日常生活中应用十分广泛的物品,早在我国的原始社会时期就已经开始使用漆器了。最早的漆器是以木为胎,再加以漆饰的。由于漆有耐酸碱、耐热、防腐的特性,因此可以很好地保护木质的器具。

小结
木材有着良好的加工性能,易于造型,同时它又有着美丽的纹理色彩和清新的香气,在人性化设计、情感化设计日益受到人们重视的今天,木材的这些特点得到了充分的发挥,应用的范围扩展到了高科技产品的领域。随着人们对自然的回归和向往,使得对木材的需求不断增加。正因为人们需要木材,所以肯定会有更为先进的表面处理工艺出现,使得这一天然材料得到更深入的挖掘,在产品设计上有更出色的表现。www.dolcn.com


参考文献
(1),江湘芸,设计材料及加工工艺,北京理工大学出版社,2003
(2),(英)克里斯·莱夫特瑞,欧美工业设计5大材料顶尖创意–金属,上海人民美术出版社,2004
(3),(英)克里斯·莱夫特瑞,欧美工业设计5大材料顶尖创意–木材,上海人民美术出版社,2004
(4),程能林,产品造型材料与工艺,北京理工大学出版社,2002
(5),梅尔.拜厄斯,50款产品–设计与材料的革新,中国轻工业出版社
(6),梅尔.拜厄斯,50款桌子–设计与材料的革新,中国轻工业出版社
(7),梅尔.拜厄斯,50款椅子–设计与材料的革新,中国轻工业出版社

作者:王婷 麦燕来 (北京理工大学设计艺术学院)