新材料与新工艺在工业设计领域的应用探究

张有义

摘要：工业设计中，材料与工艺等元素至关重要，结合工业设计的发展历程得知，每次新材料与新工艺的使用都使其产生了变革，而每次工业设计的创新也推动了新材料与新工艺的探索。本文首先阐述了工业设计与新材料、新工艺间的关系，随后探讨了工业设计中新材料和新工艺的应用，最后围绕轻钢结构进一步分析、讨论了房屋建设中的应用，以供参考。

关键词：工业设计;新材料;新工艺

中图分类号：TB472文献标识码：A

文章编码：1672—7053（2019）05—0144—02

Abstract ： In industrial design， materials and processes are essential. Combined with the development history of industrial design， the use of new materials and new processes has changed， and each innovation in industrial design has also promotedExploration of new materials and new processes. This paper first expounds the relationship between industrial design and new materials and new processes. Then it discusses the application of new materials and new processes in industrial design.Finally， it further analyzes and discusses the application of house construction in light steel structure for reference.

Key Words ： Industrial design; New materials; New processes

我國不断发展的科学技术和文化艺术背景下，工业设计应运而生，并且在国民经济水平提升中逐渐占据了更为重要的地位。人们在选择工业设计材料时，也逐渐提出了更高的要求，所关注的内容更多。而在材料选择过程中，还需对I业设计经济性、环保性予以关注，并在工业设计中积极融入各类新工艺，以便工业设计得以实现进一步发展。

1 工业设计领域中的新材料和工艺概述

工业设计发展历程中，与新材料和新工艺之间存在相互促进与影响的关系。对于工业设计来说，新材料和新工艺是其得以实现发展的重要因素，具体来说材料可以当做是物质基础，而工艺则发挥着技术支持的作用，而新材料与新工艺的使用水平也能将一定程度的工业设计水平彰显出来。

工业设计中，材料表示产品设计、生产中使用的客观存在的物质，工业表示由材料转化为产品的整个过程，是通过总结得到的解决生产中问题的最佳方法途径。工业产品先进性既可在功能结构方面体现，也可在材料运用、工艺水平体现。从本质而言，设计是人们有意识地借助工具、手段进行生产，将材料加工成具有使用价值或商品性的有一定形状的实体。

通过研究新材料、新工艺，有利于设计造物自由度的提升，有利于帮助设计师对性价比更高材料的合理选择。同时，新材料特别是生态环境材料，可将资源紧缺的压力缓解，抑制环境污染，实现绿色、环保、节能。

2 新材料在工业设计中的应用

2.1 新型造型结构材料

新型造型结构材料通常来说包含新型玻璃材料、新型复合材料、新型金属材料、新型高分子材料等。

首先，以新型玻璃材料为例，通常情况下包含超薄玻璃、纳米金刚材料及视觉控制玻璃等三种组成。超薄玻璃享有世界最薄玻璃的美誉，由于十分轻薄的缘故，因此各类电子设备屏幕使其主要应用的方向l2。如日益缩小的手持电子设备，将抗划伤性更佳、表面更清晰且能如胶卷一样弯曲的超薄光学玻璃将聚合物产品取代，在触摸屏领域中的应用十分广泛;纳米金刚玻璃因表面涂有一层碳，故而具有极为坚硬的质地，耐磨、防划，高科技的金属质感、镜面效果备受关注。通常是以MP3为主要应用方向，具有金属质感同时不会有痕迹留下。冰箱、冰柜、微波炉等家用电器的外表面也是其主要应用方向。而视觉控制玻璃由于玻璃中有透明与上色玻璃，液晶在切断电流后被释放，朝着各方向打乱光纤，玻璃十分朦胧（如图1）。采用此类智能玻璃，可使我们的工作、生活环境更为丰富。加之该玻璃仅需拨通开关即可在私人区域与公共区域之间轻松转变，在商店、展览馆、会议室等公共场所中十分适用。

其次，以新型金属材料为例，主要由金属塑料及保节灵超薄钢片等两种组成。金属材料热稳定性比一般金属材料更高，由于非晶体结构、聚合物塑料的存在，成形更轻易。借助低温下材料的超塑性进行形状复杂的微电子加工;保节灵超薄钢片能够折叠、弯曲，如纸张一般，作为塑料包装替换材料的一种，可使包装工业中金属应用范围更为广阔。而在其可保持高清晰度印刷效果特点的运用下，进行书籍封面的制作，能够发挥显著的保护效果;在其超薄、柔韧性较好、易于成型性质的运用下，进行样式不一的食品包装的设计，取代塑料，可将环境污染显著降低。

最后，以新型高分子材料为例，该类材料通常是由Ecoflex和Ecovio塑料组成。Ecovio材料有着极为强烈的触摸质感，同时因其内含有凝胶剂聚氨酯材料的缘故，因此能够以喜好为根据随时调整其外观和形态，该类型材料无毒无害，具有丰富的色彩与舒适的触感，备受人们喜爱。而Ecoflx材料属于特殊可降解材料，弹性和耐候性相对偏好，故而在包装领域中得到了较为广泛的应用。

2.2 新型功能材料应用研究

就新型功能材料而言，目前的分类主要是由能够自我修复、具有记忆能力、聚异丙基薄膜和高性能纳米复合稀：土材料组成。首先，以自我修复型材料为例，该材料是以复合物基底作为基础，具有自行修复的功能，故而十分适用于飞机和汽车中的各类微型芯片制作中。同时，该材料所具备的自行修复功能，有利于产品使用寿命的增加，能将产品外壳造成的成本耗费显著降低，既可实现资源紧缺问题的有效缓解，也有利于废弃物处理等环境负担的显著减少;其次，具有记忆能力的材料所选用的材料主要为稀土，能在太阳光或其他光储存能量的运用下通过释放实现记忆，在各类线路的照射下即可完成信息的储存，故而也具备广泛的用途甲。在发展日益成熟的“激光”技术下，仅靠一块拇指大小的玻璃晶片也能够将一套大百科全书内容全部容纳在内，而动态三维立体镜像还能支持长时间、完整且无损的保存，因此应用范围十分广泛;高性能纳米复合稀土材料可在对薄膜厚度的控制下对软磁相、硬磁相的晶粒排序进行控制，该材料目前仍需进一步研究，该材料由于具备固有特定的缘故，在电子、电气、通讯、医疗卫生、仪器仪表等多个领域之中的应用相对广泛，且发展潜力十分显著;最后的聚异丙基薄膜材料，融合了水性和疏水性的特点，能以具体的温度为依据合理进行调整，将该材料用于服装制作中，能够发挥出良好的保暖冰凉效果。

3 新工艺在工业设计的应用研究

3.1 新表面处理工艺

工业设计所采用的新工艺之中，相对普及的是新型成型工艺、新型加工工艺和新型表面处理工艺。新型成型工艺又由混动态成型技术和快速成型技术构成。工业设计过程中混动态成型技术的运用，能为材料凝练性提供可靠保障，推动分散效果的提升，因此被广泛运用于电子业和运输业中;而工业设计加工中快速成型技术的运用，能将更高的柔韧性赋予工业设计的材料，故而被广泛运用于工业设计和绘图之中。

材料成型之后需要做的便是加工材料并进行表面处理。材料加工工艺中，一般情况下仿生电火花加工技术与二氧化碳激光切割技术具有相对频繁的运用仿生电火花加工技术能够转化简单的弯孔或加工的直孔，使其变为相对复杂的曲线孔。而加工之后得到的曲线空具有极为美丽的外观，且十分光滑;二氧化碳激光切割技术是以光切割原理分割工业品，具体分割中，能为材料提供清洁性保障，且该过程不会有污染产生，具有良好的环保效应。

3.2 新表面处理工艺的应用研究

工业设计新工艺设计的方面很多，在材料开发与运用中极为关键，能使材料大小和结构的发展趋于小型化、仿生智能化，进一步密集材料的开发。传统材料加工期间，材料本身及结构相对而言都十分简单、单一，最终不可能完成智能化工业产品的制作。然而现下，工艺和材料的发展趋于多元化，故而工业设计的产品最终发展方向也趋于智能化。而在今后的工业设计中，必然是以精密成型技术为主，表面处理发展也趋于多样化。

表面处理可对产品现象造成远超造型、加工工艺的影响。如陶瓷丝网转印印刷技术，完美结合了科学与艺术，在餐具、瓷砖等陶瓷设计中的应用十分广泛。其制品可将设计者思想充分表达，凸显浪漫情调、生活情趣。又如非晶镀金属材料处理工艺，在化学沉积法的运用下，在镀液参数的科学选择、施镀工艺严格控制之下，被渡于零件表明的镀层能够形成均一单相体，有利于镀层性能的显著提升1。工艺施镀期间，无需电流，相对于电镀工艺而言，成本、能耗节约更显著，同时有利于环境污染的降低。而零部件在该技术处理之后，耐腐蚀、耐摩擦能力更强，还能避磁、避光。在钢、铜、铝等基体上可直接采用非晶镀施镀，十分适用。在该工艺的运用下，原有的不銹钢和合金钢可采用普通碳钢直接取代，甚至将钛合金取代，是发达国家现有应用最为广泛的一种材料表面改性技术，在石油、化工、汽车、造船、火车、航空、热力工程、矿山机械、制药机械、环保工程及食品机械等多个领域之中都实现了应用，且具备极为显著的发展潜力。

4 结语

在工业设计中，融入新材料与新工艺的意义十分重要。要想确保工业设计发展得以健康、持续，相关人员就必须深入研究新材料、新工艺，将各类新型材料与技术融入工业设计过程中，促使工业产品性能更佳，将工业发展需求有效满足。

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