双行星真空搅拌机外观创新研究

尹 程，杨 鑫，邱 莹，周美婷，宋 阳

（柳州工学院，广西 柳州 545000）

0 引言

近年以来，我国大力推行制造强国的战略，推动了搅拌机行业的迅速发展，搅拌机行业市场规模不断增长。双行星真空搅拌机特别适合进行从粉体到高黏度、高密度的物料溶解、混合、混炼、反应的工艺，可根据不同生产工艺及物料特点选择不同的搅拌桨（如麻花框式、多桨叶式），被广泛应用于建筑、化工、冶金、医药、食品、饲料、新材料等领域，其覆盖行业范围极为广阔。

我国搅拌机行业经过较长时间的发展，生产能力与工艺技术不断进步，但行业整体水平与发达国家相比仍存在一定的差距。我国经济较为发达的地区，化工搅拌机行业发展水平相对较好，而其他地区相对发展缓慢。总的来看，我国化工搅拌机行业尚处于发展初期阶段，行业技术水平和生产能力亟待提升。中国机电产品进出口商会统计数据显示：2021年1—7月我国搅拌机出口23.30亿美元，同比增长61.72%，与2019年同期相比增长74.36%；出口数量为16 201.81万台，同比增长49.41%，与2019年同期相比增长59.23%。

工业设计师要从提高公司品牌形象的设计需求出发，分别对搅拌机形态、材料、色彩和功能分区进行人性化因素分析，结合工程机械产品外观造型设计、产品设计及机械设计基础等专业知识，从结构、造型、色彩等方面对搅拌机进行深入化设计。将企业需求和现有基础机型特征进行外观造型的创新设计升级，并与市场上同类产品进行标杆比对，将相关设计要素与企业品牌形象进行融合，突出企业的产品特质，提升企业品牌形象，在操作功能上则需要更注重人机交互性、便捷性和可操控性。

1 国内外搅拌机的研究现状

国外对于搅拌机的研究相对我国较早，主要是通过解决安全性问题，使设备更加的智能化和自动化，设计出更为人性化、功能完善和设备先进[1]。但是，在功能分区设计上不够细化；国内搅拌机外观的研究虽然起步较晚，但是部分企业却可以从自身问题出发，寻找差距并设计出具有国际先进水平的搅拌机外观。现阶段，国内搅拌机的设计主要注重产品本身的实用性，也开始有意识地注重搅拌机的外观造型设计[2]，尝试将传统机械产品与现代美学知识相结合，通过提升搅拌机的外观性进而提升用户使用的舒适感。目前，市场上多数搅拌机设计大同小异，对功能设计关注较多，造成同质化、产品本身缺乏整体性、功能分区不够完整等问题[3]。通过调整搅拌机的电机和电柜位置，以及结合企业形象重新对搅拌机进行色彩搭配，既可满足使用人对搅拌机的外观设计，又能在生产时减少操作不便捷的不足。

2 搅拌机问题分析

2.1 整体性不强

搅拌机线路及物料输送管道走向凌乱，缺乏整体性，功能分区不够细化，搅拌机的诸多零件大多直接外露，使搅拌机整机看起来不够规整、整洁。

2.2 外观单一

目前，市场上的搅拌机外观主要为不锈钢原色，外观设计的造型和配色都较为相似，国内搅拌机以满足功能需求为主，在外观上的重视度不足，存在较为严重的同质化，缺乏辨识度等问题。部分搅拌机没有考虑企业品牌形象对搅拌机进行个性化外观造型设计，导致市场搅拌机缺乏企业辨识度，用户在看到这类产品时，无法迅速区分品牌，在一定程度上也降低了产品的竞争力。

2.3 形象不突出

市面上的双行星搅拌机侧重功能使用，在外观设计上，对企业品牌各类机型的统一性和系列性不够注重，对整体简洁、人机交互等方面的设计没有过多的考虑，使消费者很难区分企业的系列产品。

3 双行星搅拌机市场及产品分析

3.1 市场环境分析

围绕政策、经济、社会、技术四大因素展开搅拌机的环境分析。在政策上，从2021年11月30日工业和信息化部印发的《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》和2021年12月29日工信部联合科技部、自然资源部发布的《“十四五”原材料工业发展规划》来看，国家政策的支持对搅拌机未来市场发展利好，预计搅拌机行业将会迅速发展，对搅拌机进行外观造型创新设计，使其与国际机型相比更具竞争力。在经济上，搅拌机行业发展持续需求火热，中金企信咨询数据显示：2019年全球高速分散机市场总值达到了8.8亿元，预计2026年可以增长到11亿元，年复合增长率（CAGR）为3.4%。若企业对搅拌机领域进行深入研究与创新，将会引领搅拌机行业的发展，助力GDP指数持续上升。用户对搅拌机需求的不断提高，为搅拌机行业市场提供创新研究的动力。在社会上，传统搅拌机行业市场门槛低，缺乏统一的行业标准，而互联网的发展与搅拌机行业的兴起，能为用户提供更高性价比的服务。在技术上，科技的进步让大数据、云计算、5G等逐步从一二线城市过渡到三四线城市，实现搅拌机行业科技智能体验的普及化。

3.2 产品色彩分析

搅拌机在工业生产中是混合高分子材料的理想机械，在其外观设计上色彩分布尤为重要，通过合理的色彩分布体现区域的功能、优化线条及提示警告，特别是一些需要人长时间面对设备的操作区域，更要合理运用色彩减少色光对人生理和心理上的影响，减轻人体在视觉上的疲劳，提高工作人员的工作效率与专注度[4]。

3.3 产品人机分析

设备操作者由于长时间地操作同一机器，在操作屏幕高度、搅拌桶扶手高度（见表1）上要考虑到人体身高（如图1），设计时要充分地考虑人体活动和操作范围，方便人员的操作使用。

表1 1 500 L型号高速搅拌机尺寸

图1 人机工程学组合图 （单位：mm）

4 设计策划与构思

4.1 方案分析

搅拌机是一款工业性较强的产品，在功能上有着十分明确的定位，为解决布局凌乱、形象感不强等问题，通过研究对比国内外搅拌机现状和现有产品的技术应用（如企业形象、产品的结构与特性、产品的色彩搭配等），得出企业的文化形象可以作为搅拌机外观设计的突破口。

搅拌设备在生产制造中应用广泛，随着人们审美的提高，搅拌机设备外观设计既要满足公司提升品牌形象的需求，又要符合大众的审美，在结构和外观上充分体现企业文化，确保用户能一眼识别出企业的特征，通过机型外壳的改进设计，将传统搅拌机的线路、物料运输管路包裹到外壳中，考虑产品机身的功能分区设计，优化操作体验。

在形态上，以简约、对称的为主要设计理念，并结合现代化元素在外观造型上进行创新，从三角形、长方形到龙门形及柱体框架进行镂空、仿生造型设计，采取了大胆的形态尝试。整体线条简洁流畅，符合简约化、智能化、功能化等设计发展趋势（见表2）。

表2 高速分散搅拌机方案草图

在材质上，主要考虑搅拌机作业环境，机器长期与腐蚀性化学物质接触，因此搅拌机的搅拌桶区域需采用不锈钢材质，防腐且易于成型。在非搅拌作业区域，我们可以根据搅拌机的配色和造型需要，在考虑成本和兼顾造型设计的基础上，适当选用表面电镀或拉丝等工艺进行着色处理。

在色彩上，依据操作者面对单一颜色视觉疲劳的特点，机械设备采用银色等浅色色调为主，对设备按钮等重要部位，使用较醒目的颜色加以标识。色彩搭配上尽量不超过3种色彩，注重色彩的均衡，从公司LOGO中提取元素，蓝色、银色等冷色调的色彩可以使人产生宁静之感，消除操作者内心的紧张烦躁情绪，提高其工作效率，但过于平静又会导致操作人员的疲倦，所以设计人员又在蓝银冷色调的基础上增加了明快的黄和热烈的红，给人一种阳光积极的感觉[5]。

在人机工程上，将屏幕的位置设置在距地面1 600 mm的位置，符合大众身高；搅拌桶扶手距地面1 300 mm，方便人员操作使用。在高速分散机外观设计问题上尽可能不破坏产品整体框架，避免影响机器功能。

在智能交互要素上，高速分散搅拌机的交互界面是用户使用操作搅拌机的主要途径，能够表达出该产品的科技感，通过人性化的界面设计、合理的功能规划分区及智能化的辅助手段可以降低用户操作产品的难度，使设备的操作更具交互性且更智能。

4.2 设计实例

本次设计采取用户调研和案例分析法，考虑企业需求和人机操作要求，在满足功能需求的同时进行合理化功能布局，通过探析企业产品系统设计与企业形象识别，结合企业形象进行产品设计，使产品外观新颖且有辨识度[6]。由公司定位出发，最终搅拌机机体的方案采用黑色作为主导，再利用LOGO的颜色进行区块分割，产生线条感，在搅拌桶和送料部分，因其易污染，因此保持不锈钢的材质，方便清理和改装。根据上述内容进行设计并构建搅拌机的三维数字建模，再对三维模型进行渲染，得出双行星真空搅拌机外观造型设计方案。高速分散搅拌机工程图见图2，高速分散搅拌机设计方案草图见表2。

图2 高速分散搅拌机工程图

上述方案对搅拌机进行了大量的造型与结构整合，考虑机身操作的稳定性，以及外观特色，结合企业经营理念，最终在以上方案中进行了分阶段的实践应用，在现有机型设计中将上述方案分步骤实施，不断完善企业机型的外观形象。

5 结语

产品运用人机工程、工业设计等学科知识，结合企业理念与企业形象，对双行星真空搅拌机的外观造型进行了创新设计。创新设计更好地将简约化、智能化、功能化等设计与机械产品进行了融合。在色彩搭配方面，与企业LOGO相结合，使设备外观与企业品牌相呼应，并突出企业个性，增强企业辨识度。此外，在工艺方面也应考虑产品在投入正常使用后，对于环境洁净度的要求和产品需求的产量问题，因而在实现低成本投入的同时，尽可能地减少复杂工艺的设计。通过改良产品外观造型，使搅拌机具有更高的企业识别度，以达到提升企业产品竞争力的作用。