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材料与工艺在家居灯具设计中的应用研究 毛磊：TB472 ：A：1003-0069（2021）09-0133-03引言中国的“灯文化”一直享有盛誉，灯在国人心中代表着吉祥。每逢佳节，各家各户皆张灯结彩。故此，灯具在家庭装修采购中往往占据着优先地位，进而促使了灯具行业的繁荣。与此同行的是社会经济和文化的高速发展提升了人们的购买力和审美能力。过去做工粗糙、追求单一实用性的灯具产品已逐渐被家居市场所边缘化。灯具的外观形态、材料质感已逐渐被消费市场着重考虑。灯具产品的材料選用和加工方式是一个综合载体，是决定灯具成型效果的关键因素，往往可以反映一个时代社会生产力的水平。设计本身超出当时材料与工艺的发展水平，会导致产品出现质量问题，最终难以成型，更无法服务大众。材料和工艺与设计之间的关系并非一成不变，应当根据实际情况和环境做出改变。从产品的整个使用周期做综合考虑，分析不同材料之间的特性，有助于设计师优化设计方案，提高方案可行性。然而，作为行业未来的主力军，设计院校部分学生对于材料和工艺与产品之间的关系缺乏全面的认知，造成主观设计上的盲目创新与当前客观工艺与材料的发展水平相冲突，从而导致诸多灯具在概念设计阶段效果抢眼，一旦落地生产实物后，由于对工艺选用的不合理，其质感则会大大的降低，影响了产品的效果或致使产品难以装配生产;甚至由于材料使用不当，产品本身伴随安全隐患。目前学术界关于此领域的研究较多，但多是针对某一材料或工艺进行纵向深入研究，缺乏各类别之间的横向对比与总结。文章基于对行业内大量二手数据的汇总，分析灯具领域中五个主要类别的材料和对应加II艺的特性，探讨其中的价值，使读者对其有一个较为综合的认知，以期引起业内人士对材料和工艺在灯具设计中地位的重视，让设计真正归于现实。一、家居灯具中材料与工艺的价值体现（一）材料和工艺影响灯具市场。人类设计活动以人类与设计物之间的关系为主题，设计通常包含以物与物的关系为主体的设计（工厂加工机器）和以物与人的关系为中心的设计（室内设计和家居产品设计等）。产品的质感是直接展示在消费者眼前的，它会作用于人的视觉并产生心理反应。因此除外观设计外，材质本身的触感、光泽感等也影响着产品的质感表现，而这些表现又会直接影响到消费者的购买欲望。学会让材料去“说话”，让工艺去“表达”是一个具有挑战性的过程。同样的设计，由于后期采用材质的差异化则会呈现不同的视觉效果。因此，材质、工艺、产品和消费者如何实现正向联系，是目前灯具设计行业所需探究的。此外价格因素也是左右消费市场的一个重要方面，熟知各种材料与工艺的加工成本，可以确保设计人员能够准确定位受众群体，根据其消费水平考虑最适宜的材料与工艺。（二）材料和工艺影响灯具美学。在灯具设计中，材料运用的过程实际就是将不同的材料加以组合形成丰富形态的过程。一种新材料、新工艺的出现，往往可以使得设计本身发生重大变化。材料的特性决定了设计师在创作时对整个产品结构的把控，例如金属材料普遍硬度高，但通常制品较重;塑料轻便，但结构强度低等，这些因素无不左右着设计师的设计思路，影响着产品的结构形态。另一方面，灯具作为一种人与物直接交互的产品，其表面处理工艺带来的视觉效果也是影响产品美学的重要因素之一。例如，玻璃的棱角分明会使产品带有未来感;高级灰的塑料材质则会有一种小清新的居家风格;陶瓷则会呈现一种温暖如玉的奶白质感。这些视觉效果在构建产品美学方面，起到了强烈的冲击作用。因此新材料和工艺的诞生，本质上也是产品设计美学的不断提升，同样的，正因为市场有此方面的需求，才会促使制造行业对材质和表面工艺的不断探索与推陈出新。二、现代灯具材料与工艺的比较分析材料是人类生存所需的基本工具，没有材料，设计活动只是存在于人类大脑中的一种思维活动，是无法实现成一个具体的产品。材料有其自身的属性，不同的材质特征决定其如何被应用，工艺则是将材料性能多样化展示的加工方法。任何优秀的灯具产品都离不开设计方案的合理性、材质的选择和加工工艺的搭配，三者有机统一达到最为平衡的组合。随着科技的变革，灯具所用的材料发展成以金属材料（金属、金属合金）、无机非金属材料（陶瓷和玻璃）、合成高分子材料（塑料）和天然有机高分子材料（木材）为主的四大类别。（一）金属材料主要包括金属和以金属为基础的合金材料。加工方式以机械成型为主，制品多是简洁几何造型。包含四种主要的成型工艺，每种都有适宜的材料与之搭配。1.型材挤出工艺：加工成本最低，模具成本适中。由于工艺局限，可生产的造型单一，且制品表面通常较为粗糙，多搭配铝合金生产。铝合金是灯具生产制造中最为常见的材料，具有高强性和可塑性，常用来生产灯具内部的结构支撑件。2.冲压成型工艺：多用于生产薄型金属，例如不锈钢、铝合金和铜等，其造型丰富度良好但模具成本较高，通常用于金属灯罩和壳体等部件的批量生产。不锈钢是现代灯具加工常用材料之一，其良好的防锈防腐、重量轻、可回收利用等特性，使之成为最为炙手可热的材料。常见的表面处理工艺为烤漆和PVD。烤漆是指在金属表面进行多次上漆和烘烤的工艺，具有表面光滑，无纹路的特点，且颜色种类丰富;PVDR名真空镀，是一种应用在金属表面的处理工艺，可使制品外观呈镜面反光，但工艺颜色有限制，多以黑、金和银色为主。铜金属得益于自带的复古质感，兼抗腐蚀能力好、易加工和可回收利用的特性，是许多复古灯具的首选，表面处理以电镀工艺为主，具有涂层较薄的优势，但颜色有限也是其缺陷。铁金属储存量丰富，更兼价格低廉与耐磨性高;缺点是制品较重，通常适用于大型灯具的制作。3.压铸成型工艺：其原理是将金属熔化为液体后，置于模具内，冷却后获得制品。适用材料有锌合金、铝合金和铸铁铸铜等。成本较高但造型丰富，常用于生产高端灯具的支撑件等。锌合金具有流动性好和易熔焊的特点，常与压铸工艺搭配。成型制品搭配喷漆工艺可以处理成任何颜色，缺点是表面有颗粒感，较为粗糙，且随时间流逝表面易生成裂痕。4.CNCI艺：理论上可加工出任意形状的制品。原理是通过编写电脑程序控制机床进行加工，多用于制作具有切边结构的精细灯具外壳。造型丰富度极高，但加工成本和模具成本在上述工艺中最为昂贵。文章通过收集和分析二手资料和对业内相关人士（方工，奥美特设计开发（深圳）有限公司）进行访谈后，总结出表l和表2。（二）材质是色彩的载体，玻璃通过不同的形态和表面肌理，结合光可营造不同的景象，或是感到坚硬、不可接近：或是使人感到温暖、舒适。此外，玻璃因其光泽度极高，且质硬耐刮，故普遍应用在各类室内吊灯和舞台展灯中。1.人造水晶：别称铅品质玻璃，是指在普通玻璃之中加入一定比例的氧化铅（业内常以24%为标准）成型之后打磨抛光的玻璃。因其成本低廉且兼有与天然水晶相近的亮度和光泽度，是许多吊式灯具的首选材料。人造水晶在品质方面的不同，导致价格也随之改变。文章通过对业内人士的进行访谈，归纳整理出一份人造水晶应用在灯具产品中的等级对照表，见表3。2.日用玻璃：成型方法有压制法与吹制法。压制法的特点是制品的形状比较精确，表面可带有花纹，且工艺简便，生产效率较高。吹制法则多用于制作灯泡玻璃壳等部件。3.平板玻璃：是大多数玻璃产品的基础形态，成型方法较多，机械成型法为主流，采用浮法生产工艺，主要用于生产装饰玻璃和高端玻璃灯具等。（三）归功于灯具设计理念的创新以及加工工艺的进步，陶瓷因其温暖如玉的触感，成为接触式灯具外壳的不二之选。目前陶瓷成型工艺较多，主要有注浆成型、可塑成型和压制成型三种。1.注浆成型可以制作厚度仅为l毫米的制品（薄胎陶瓷），具有透光性好、耐高温、耐摩擦和易清洗等诸多优势，为陶瓷广泛应用在现代灯具设计之中提供了基础。其适用于批量生产复杂、薄壁和体积较大的灯罩制品，在美观的前提下保证了足够的透光性。2.可塑成型是指在陶瓷配料中加入一定量的水分（16%-25%的质量分数），调成具有可延展性的坯料，而后用机器挤压或手捏成型。该成型法多以手工拉坯为主，少量地用于生产不具备量产能力的复杂工艺品。3.机器成型法的优势在于操作简便和易于量产，但产出的胎体较厚，无法达到足够的透光性，多用于生产灯具底座这类厚重且无需透光的部件，例如灯泡底座等。厚重的底座使重心降低，也保证了稳定性。图1为三种陶瓷加工方法的成品对比图。（四）塑料作为合成高分子材料的一种，具有良好的低质量、透光性、绝缘性和耐腐锈等特性，是当今产品制造中重复利用率最高的材料。塑料经过几个世纪的发展，衍生的种类十分多样，按照加工性质可分为热固性和热塑性塑料两种。热固性塑料是一种不可回收再加工的材料，其成型之后没有可塑性，但硬度高、具有良好的耐热性;热塑性塑料是一种可回收再融化铸形的塑料，具有良好的循环使用性，造型更加灵活且可塑性强，但耐热性和刚性低于热固性塑料。表4就市面上常见的灯具塑料种类进行了汇总，对它们的特性进行了整合对比。（五）木材属于天然有机高分子材料的一种。具有易加工、质量轻、高强度、绝缘性的特点，且表面富有天然的纹理。面对日渐枯竭的生产资源，木材由于其可再生和低污染的特性，再次被加工制造行业所青睐，今天许多创新艺术灯具往往都采用木材作为其外壳材质。其表面处理方法通常为刷漆工艺;此外在木材表面赋予贴膜是一种新型工艺装饰方法，其优点在于使木材表面更为光滑，常见的贴覆材料为聚氯乙烯膜（PVC）和木纹纸等。目前木材的加工方式有手工和机床加IN种。手工加工一般用于小批量或私人定制产品的生产;机床加工是木材大批量生产的首选。在构件的结合方式上，常见的有榫卯结构、胶粘合和铆钉结合这三类方式。1.榫卯结构是我国古代劳动人民的伟大发明。简单来说，通过榫头和榫孔的结合，在互相牵制之中，既起到连接的作用又兼有外观的美丽。2.胶黏合工艺是指在两块表面光滑的木材之间通过涂抹胶液的方式，将其进行稳固的连接。该方法的特点是制作简单、结构强度高和外形不易损坏。常见的人造三合板便由此工艺制造。3.铆钉结合方法是指将不同的木材通过螺丝钉拧和在一起的工艺，该方法可以确保两块木材间贴合更加紧密，但会在木材表面留下钉帽痕迹，不利于美观。图2为上述加工工艺的成品对比图。三、材料与工艺在设计活动中的应用方向探究产品方案的制订需要设计者充分了解材料与工艺的各方面特性，结合用户需求、制造的价格和生产的可行性等因素进行统筹安排，使设计方案到达最优化。通过前期对于家居灯具设计活动中所涉及的各项材料与工艺进行广泛地定量统计调查，得到了五种主要材料类别及其加工工艺的综合对比结果。文章就该调查结果，探讨其在灯具设计活动中的具体应用维度，最终总结如下：（一）展现产品的文化元素属性。对于日趋完善的灯具市场来说，仅在造型上进行创新已难以获取足够的市场关注度。很多时候，消费者倾向于了解产品背后的灵感来源，追寻产品基于何种文化背景，这一现象在家居灯具产品中格外凸显。关于如何展现文化属性，设计者多从造型方面进行探究，例如用八卦纹样来彰显道家文化等。材料由于其本身的多样性和可塑性，是承接产品实物的基础，因而在彰显产品文化元素上具有得天独厚的优势。例如，采用冲压铝合金技术制成的产品外壳，表面辅以阳极氧化工艺，使制品在阳光照射下有泛蓝的光泽，以此体现产品的海洋元素文化背景。此外，对于一些特殊室内场景（博物馆、主题餐厅等）中的灯具产品，合适的材料选择就显得更为重要，例如在氛围灯具中大面积采用陶瓷、木材外壳制品，则会给人一种铺面而来的文化气息。（二）表达产品的感性特征。发展到今天，灯具不再是仅仅作为满足人类照明需求的物件。灯具产品通常以一个生活伴侣的角色出现在人们的家庭生活之中，使用过程包含一种人与物品之间的情感交流。材料和工艺在这个过程中充当着人与物的交互媒介，作用于情感的传输与表达。在产品的情感化设计中，用户最为直接的关注点是产品的外形、质感等方面。材料与工艺是影响产品质感和外形特征的决定性因素。现代城市的高楼大厦，使得城市居民难以感受自然，设计者可以尝试从构建产品情感化方面入手，通过仿生和再现设计等手段达到目的。例如使用木材或塑料等材质设计类似天然竹子和树根等外形，表面再辅以镀膜工艺，以此体现产品的自然气息，使用户在情感上获得慰藉。（三）促使设计方案更加科学与可持续化。家居灯具产品作为一类在密闭空间内直接与人接触的物品，在产品的原材料选用上更应该科学把握，避免因材料的应用不当造成安全问题。在产品设计方案生成阶段，对于近光源位置的部件，应当避免采用易燃和易因高温而形变的材料（木材和热塑性塑料等），这可以有效地避免因产品选材不当造成的安全隐患，提升设计方案的科学可行性。另一方面，随着环保理念日益深入人心，设计者在实施设计活动时应当尽可能选择可回收材料，将此理念贯彻的到设计方案中，这更有利于迎合消费者的需求。例如在非承重结构部件上采用可回收利用的木材，兼顾价格与环保;在非近光源的低温区域，采用具有高可回收性的热塑性塑料，在控制产品重量的同时，又兼顾可持续发展。结论产品设计是创造过程，也是一种解决问题的过程。因此人与设计物的紧密联系占据了设计的主导地位，产品设计并不是单纯地解决功能与技术上的实现问题，还应该系统地解决产品与人、社会等诸多问题。总的来说，材料和工艺关乎整个产品的用户体验，尤其在家居灯具这类既注重外观颜值又注重实用性的产品门类中。用户体验小到影响灯具的市场销售情况，大到影響消费者对其所属品牌的看法。在设计方面，设计师应根据家居的风格与使用场所选择合适的材料与照明方式，实现合理和美观的照明灯饰设计;在制造方面，设计师应充分了解每种材料的特性，根据其特性设计合理且易于加工的外形，充分考虑可实行性。放弃过分天马星空的造型设计理念，让设计回归到现实，回归到对产品最终能否真正落地生产的研究。没有真实的物理材料去支撑，任何不切实际的创新设计最终只能化为泡沫，国内灯具设计行业对于材料和工艺的探究仍有很长的路要走。 -全文完-