工业产品外观设计对结构设计的影响研究

朱有淋

（厦门冠宇科技股份有限公司，厦门 361028）

不同的工业产品在造型、外部结构以及内部结构上都会存在区别。为了更好地满足消费者以及使用者的需求，工业产品在设计上要注重外观设计对结构设计的影响。只有二者相辅相成，共同进步，才能够更好地提升工业产品的整体质量。

1 工业产品外观设计

在工业产品外观设计上，要始终遵循外观追随用户、情感、策略、功能这4个原则。在产品外观形式表现上，需要始终坚持一定原则，并将其作为核心内容进行融合发展。以外观追随功能原则进行分析发现，所有工业产品均以其功能为最初展现形式，包括外观的设计也始终围绕产品的功能进行设计，这种模式使消费者能够更容易理解产品的功能，从而接受产品。在外观设计上，要求企业站在消费者的角度进行思考，将产品的功能更好地展现在外观上，使消费者能够直观地了解产品性能。另外，为了与市场上其他产品进行区分，工业产品的外观设计需要具有特殊性，以便于消费者通过产品外观直观地了解产品的功能。若外观设计较为隐晦，会降低消费者的购买欲望，延长产品在市场上投入的周期，减缓产品的传播速度，最终对整个行业的发展造成不良影响。

基于此，在工业新产品开发时，需要特别注重产品的功能，同时确保产品的利润点与消费者的思维模式一致。在研发新产品时，还要注意不能与现有的产品类似，以避免影响产品的传播。针对产品的外观设计，国内一些企业在产品研发上都会选择与知名工程师合作。此外，一些企业也会邀请企业内不同部门的员工参与研发设计，以达到产品的多元化。在集思广益后，产品外观的设计理念也会更为新颖[1]。

2 工业产品结构设计

工业产品设计的结构中主要包括支撑、活动、机械以及固定4种结构。对于工业产品来说，在其设计过程中应重点注意对产品结构的设计，这是工业产品的骨骼。只有做好工业产品结构设计工作，才能够为后续工作流程奠定基础。另外，在设计时要考虑到不同工业产品的使用环境存在差异，根据不同的环境设计不同的产品结构，从而确保产品应用的安全性[2]。

工业产品中的支撑结构能够支撑起外部造型，确保工业产品在应用中不会出现断裂以及损坏的情况。结构相对较大的工业产品需要更优的韧度以及强度，从而支撑起体积结构更大的产品。固定结构就是将产品各个部分连接起来，使其能够保持固定的状态，提升其稳定性的结构[3]。在组成工业产品结构的4个部分中，机械结构是较为重要的内容。机械结构不同则其具有的功能和产品的精度也不同。活动结构是指能够灵活转动的产品，能够更好地实现自身的功能。相比于其他结构而言，活动结构的复杂性更高，对稳定性的要求也更高。

3 产品结构设计对外观设计的影响

3.1 内部结构设计影响

工业产品的设计是否合理对产品内部结构设计有一定影响，因此设计产品的过程中需要考虑各方面因素，以保证产品设计的合理性，但是工业产品设计原理会受到当时工业以及技术水平的影响。近年来，我国科学技术水平不断提高，已经研发出许多新的产品，满足了工业发展的需求。随着企业对工业产品要求的提升，人们开始注重产品的外观，希望能够优化外观设计，以满足消费者多方面的需求[4]。工业产品外观形态设计会随着内部结构的变化而变化。

以路灯为例，在早期阶段，受科学技术水平的限制，传统路灯内部大多采用高压钠灯为原材料，其外观结构见图1。高压钠灯的灯光为金白色，耗电较少，发光效率较高，为90～130 Lm·W-1。若使用400 W的高压钠灯，其发光效率就可以达到120 Lm·W-1。随着科学技术的不断发展与进步，为了达到节能的效果，路灯开始改用发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）光源。LED光源不仅尺寸小、光效高，而且寿命长，同时LED配光加透镜，可以制作偏光透镜，从而高效利用光线，将光线聚集到需要的地方。以高压钠灯为光源的路灯和LED路灯相比，二者在外观上也存在很大的差别。高压钠灯在设计上更加圆润，但是体积较大，质量也较大。而LED路灯在设计上更为扁平且偏薄，在外观上设计得更为简单，符合当代人的审美要求[5]，见图2。

图1 高压钠灯

图2 LED路灯

3.2 外部结构设计影响

外部结构即产品的外型，只有外型符合产品需求且造型优美的产品才能够获得消费者的认可。然而，在外部结构的设计上，还需要考虑到内部结构是否合理。例如：LED路灯在应用过程中需要重点考虑LED灯会产生高热，若LED灯珠长期受到高温腐蚀，则其整体寿命以及光效就会受到影响，因此在对LED路灯外部结构进行设计过程中，需要考虑到LED灯的散热问题。但是，为了提高散热效率，散热结构通常会暴露在外部，会对产品的外观设计造成影响。考虑到产品的美观性，外部的结构设计也需要根据产品整体的造型进行调整。

3.3 整体结构设计影响

工业产品设计过程中，需要重点关注结构以及外观设计。当工业产品结构形式不同时，其使用方式也会存在不同。以自行车为例，不同的自行车在造型上存在很大区别，主要原因在于其内部结构存在区别。自行车整体结构如何，会直接影响自行车的承载能力以及轻便程度，甚至自行车的使用方式也会受到影响[6]。另外，自行车结构不同，在视觉上也会给使用者带来不同的感受。导致此种现象的原因在于自行车结构所使用材料的性质不同，材料性质的好坏会直接影响自行车使用年限以及强度。相比于其他产品来说，自行车更注重其整体结构设计，在其结构以及形状上都要能够保持协调一致，同时各个零部件之间也要确保合理受力，才能够保证自行车使用的安全性[7]。当自行车使用者不同时，会对其结构以及强度有不同的要求。例如：对于儿童使用的自行车来说，在自行车外观的设计上要求小巧玲珑，同时在后轮位置可以安装两个辅助轮，避免儿童因不能掌握平衡而出现摔倒的情况，而且辅助轮要求具有可拆卸的功能，当儿童学会骑行后，就可以直接拆下辅助轮。对于成人使用的山地自行车来说，对自行车的结构强度以及材料都有较高的要求。与普通休闲自行车相比，山地自行车的使用环境较为恶劣，因此要求使用强度较高的材料。针对于女性使用的自行车，要求在外观设计上更为女性化，以符合女生的审美要求。对于城市公共自行车而言，因其需要长期暴露于室外，在选材时需要从整体结构出发，保证具有耐腐蚀性功能，如图3所示。

图3 城市公共自行车

3.3 外观造型影响结构构成

产品外观设计主要是将设计师的思想转变为实物的过程，但在实践过程中往往会受到很多因素的影响，如比较常见的材料因素。材料是构成产品的重要载体，不同材料有着不同的性能和特征，会对产品的外观、造型产生直接影响。在漫长的人类社会实践中，人们已经能够将不同的外观、结构和材料联系在一起。人们对材料特性的了解，为材料的广泛应用奠定了良好基础。比较常见的工程材料包括塑料、金属、水泥、木材等，在工业产品当中，比较常见的材料如塑料、金属等。以自行车车轮为例，它主要以塑料和金属两种不同材料为主制作而成。相比于塑料材料，金属材料的强度等力学性能更佳。

3.4 外观创新影响结构创新

在对产品外观进行设计的过程中，一定要确保产品的新颖性，能够在第一时间引起人们的关注。因此，产品的外观设计必须要有一定的美感和新意，使人能够眼前一亮。要想实现上述目标，需要对产品外观进行创新，以更好地满足现代化市场发展的需求，提高产品外观创新性。随着现代化材料种类的不断增加以及技术手段的日益丰富，产品外观设计工作也逐渐开始脱离传统，实现创新。但要注意的问题是，创新绝不能脱离产品本身，而是要在此基础上进行创造。产品主体是由多种要素相互协作、共同构成，因此创新必须要在合理的范围内进行，以免与原有结构元素相脱节。

以新能源汽车设计为例，随着政策环境的不断变化，使用新能源汽车的群体也越来越庞大。由于不同客户对于产品的审美要求不相同，在对这一产品外观进行设计的过程中，必须要注重变化性和创新性，以更好地满足客户的多样化、个性化需求。为实现上述目标，新能源汽车在电池配重、电控方式以及车身等方面都发生了一定变化，尤其是驱动方式，使其外观变化较为显著，但这些变化和创新都要以不影响汽车的实用性能为基础。为了更好地保障产品的功能，还要对产品的内部功能进行合理设计。设计过程中，设计师要能够找到恰当合理的产品设计形式，否则就会对产品应用性能产生直接影响。

3.5 改善冲突的措施

工业产品在外观以及结构设计上，要以结构设计为中心，将外观造型作为基础要求，创新产品的结构。在工业产品设计过程中，要在保证稳定性以及性能的基础上，满足消费者的审美需要。若不能在造型上进行改造，则需要对其结构进行创新，同时与外观设计师共同协商沟通，以修改出更符合消费者需求的工业产品。

4 结语

综合上述分析，在工业产品结构以及外观的设计上，设计师需要认识到二者相互影响、互相制约的关系，同时深入分析影响产品结构以及外观的相关因素，如生产工艺、材料、成本等，以避免在产品设计上出现不必要的问题，有效改善产品设计上产生的冲突。在工业产品内外部结构设计方面，要做好合理规划，优化外观以及结构设计，同时尽可能使用新能源，以达到低碳环保的目的，为工业产品广泛应用奠定良好的基础。无论是结构设计还是外观设计，都是不容忽视的重要部分，二者相互作用、相互影响。在今后的设计工作中，设计师必须要以兼容并蓄为基本原则，从成本、生产工艺、材料等多方面入手，对产品进行科学合理的设计，通过不同的层次设计满足客户的多样化、个性化需求，使产品设计更加完善。