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摘要：工業設計離不開形形色色材料的支撐，材料的選擇與運用將會對最終的工業成品產生一定的影響，因此，在進行工業設計時首先需要做好材料選用分析工作，明確不同類型材料的性能特點，充分考慮工業設計產品最終設計出來的效果，這樣才能更好的發揮工業設計的價值和作用。為此，文章嘗試結合自身對工業設計的理解，探究材料選用應當遵循的原則，以便設計出更加科學合理的產品，展現工業設計的價值和魅力。
關鍵詞：產品智能化；工業設計；材料；選用分析
工業設計是一項極為復雜的行為，其與設計師的設計理念，材料的選擇運用以及設計需求等都存在著千絲萬縷的聯系，材料選擇的好與壞，將會直接對產品的內在以及外觀質量等產生影響。如果材料選擇不當或者是考慮不周，勢必會對產品的后期使用產生消極影響。那么在具體的工業設計中，又該如何科學合理的選用材料呢？下面，筆者將對其進行詳細的分析和論述。
一、工業設計中材料選用的功能性因素
任何一種工業產品，在進行設計時，其功能作用的發揮往往是人們最為關心的內容，通常情況下，對功能性因素的分析主要包含有以下方面的內容：
（一）材料的安全性能
安全是工業設計中選料選用首先應當考慮的問題，在選擇材料時，必須要按照相關標準，正確選擇和運用，事先對材料運用期間可能會出現的各種危險進行預測。如在進行醫療設備設計時，醫院中的電療設備可能會直接與病人的身體部位接觸，如果產品設計沒有充分考慮到安全方面的問題，那么最終所設計出來的產品，可能會對患者的安全造成較大的危害，醫院也容易因此而陷入到醫療糾紛中。因此，在設計者設計產品時，選擇材料首先應當考慮選擇一些具有抗靜電性質的材料，針對設備的暴露位置，如果配置的是普通的平板玻璃，就容易碰撞裂，因此而造成人身傷害事故。在涉筆內部如果選用容易起潮的塑料周晨，這樣設備被腐蝕的機率將會大幅度增加，其甚至可能會導致設備的控制器失靈。基于這樣的原因，工業設計中材料的選用，最好是結合產品使用需求、使用對象等科學合理的選用[1]。
（二）工業設計的外觀需求
不同類型的工業設計由于其性能、用途等存在差異，因此它們的外觀設計也可謂是千差萬別，產品的外觀在很大程度上會受到可見表面的影響。在工業設計中，材料選用環節，產品的外觀也是應當重點考慮的因素之一。結合材料的表面效果來看，材料將會對產品的表面光澤、反射率、紋理等產生影響，同時外觀還將會對工業設計中所采用的表面涂飾材料與方式、涂飾的外觀效果，使用期限內的惡化程度和惡化速度等產生一定的影響。產品外觀的形成方式往往是由多種工藝和手段決定的，比如說，澆鑄、模鑄、沖壓、彎折或者是切削，不同類型的材料所能夠應用的設計工業方式也手段也存在有一定的差異，因此在具體的工作中，工作人員選用材料必須要慎重，要結合產品的實際外觀需求，有選擇性有針對性的選擇合適的材料，同時還需充分的考慮到所選用材料在產品造型制作方面的經濟可行性。
（三）工業設計的工藝性能
材料所要求的工藝性能與零部件制造的加工工藝路線之間存在有千絲萬縷的聯系。在材料加工時，一般金屬材料的加工工藝路線相對于工程塑料和工業陶瓷來說更加的復雜，同時加工時需要變換的工藝類型也比較多，這些不僅會對零部件的成型產生一定的影響，而且還將會對零部件的最終性能產生影響。工程塑料的工藝路線通常都比較簡單，其中變化最多的就是成型工藝。工業陶瓷的工藝路線相對來說也比較簡單，在工藝成型之后，除了可以使用碳化硅或者是金剛石砂輪磨削加工以外，該類型材料基本上不用實施任何其他加工。在工業設計中任何零部件都是由不同類型的材料，借助一定的加工工藝制造出來的，因此在材料選用環節，工作人員必須要全面掌握工業造型材料的制造性能，這對于材料的選用也有著極為重要的影響[2]。
二、工業設計中的材料選用市場因素
任何工業設計產品最終都將會投入市場，面向消費者并被他們購買和使用，這樣才能真正的展現出工業設計的價值，因此工業設計中材料的選用也需要充分的考慮市場因素，分析不同類型產品，消費者可能會喜歡的材料，然后有針對性的進行設計，解決設計中存在的難點和問題，在具體的設計中，選用材料時，應當重點考慮以下方面的問題：
（一）材料的可達性
在工業設計中，選用材料時，設計師首先應當考慮手邊是否有這種材料，如果沒有相關材料，則需要考慮在規定期限內是否能夠拿到所需要的材料，并且不影響設計工作順利開展。如果在完成了工業設計之后，產品設計卻并不是十分的緊急，而是要在數年之后再制造，那么在選用材料時，如果僅僅只是聯系一個供應商才能得到專用的選料顯然是不明智且有著較高風險的，這樣在選用材料時，可能會出現價格以及材料供應量等完全由供應商決定的現象，設計者會因此處在相對比較被動的處境。同時，如果在規定時間內，無法獲得所需要的材料，設計期間則需要考慮其他可替代性材料。可達性是工業產品設計選材中極為重要的因素，在工業設計中，結構與外觀造型等可謂是密切相關，不同的結構方式會對產品造型的布局和細部處理等產生直接性的影響，而結構則將會受材料制約，采用不同的材料，所能夠獲得的結構方式以及由此而生產的產品形體也可謂是各不相同。在材料選用環節，只有正確合理的選用了與產品造型風格和功能要求相適應的材料，才能夠獲得所需要的藝術造型效果。工業設計中，首先工作人員要合理的選用造型材料，不同類型的材料由于硬度和質感不同，其最終成型的產品造型風格往往也有著較大的差異，因此在選用造型材料時，必須要充分考慮多種因素，如針對面向市場的產品，要分析面向產品的受眾群體的年齡、性別等，然后盡可能選用更多大眾會喜歡的材料。在結合產品造型選材之后，還應當按照材料所具有的特點，去塑造產品的藝術外形，這樣既能夠展現材料的特性，同時也能夠展現產品的特征，可謂是一舉多得[3]。
（二）材料選用的經濟性
從市場的角度出發，工業設計中材料選用的經濟性也是相關工作開展期間應當重點關注的話題。在工業設計中選用材料已經充分的考慮了使用要求、藝術造型、工藝和可導性等因素之后，還需從經濟性角度，考慮材料選用可行性。在材料選用時，不能僅僅只是從價廉的角度去考慮，還需充分的分析物是否美，比如說，有的材料價格雖然比較低廉，但是使用性能效果不佳，其也難以有效的滿足使用需求，可能會被受眾所拋棄。一般情況下，市場上材料的價格是選材的關鍵性依據，針對同一批批量生產的產品，如果可以使用工程塑料、工業陶瓷、金屬甚至是復合材料等多種不同類型的材料來制作的話，那么在選材時，則可以同時考慮使用這些材料哪一個的價格最為低廉，這樣可以有效的降低工業設計成本，實現經濟效益的最大。同時，工業設計中，如果使用材料的相對價格是隨著經濟氣候和需求量的變化而出現價格變動的，那么在選用材料時也需要將這些材料考慮進去，以保證選材的經濟性、科學性與合理性[4]。此外，如果所設計的產品使用壽命要求經久耐用，那么在選材時要盡可能選擇強度高、耐磨性比較好的材料，或者是采用具有對產品使用壽命延長具有一定幫助的材料，當然在考慮材料選用經濟性的過程中，生產者必須要對材料的使用性能，市場價格等有充分的認識和了解。
三、工藝設計中的材料選用環境性因素
工業設計所誕生的諸多產品雖然給人們的生活、工作和學習帶來了諸多便利，但實際上這些產品的設計和應用也帶來了諸多意想不到的環境問題，而隨著社會的不斷發展和進步，人們的環境意識不斷增強，在進行工業產品設計時，設計選材的環境性問題也受到了越來越多人的關注，如果保證選材的科學和環保是相關工作開展的關鍵所在。在具體的工業設計中，其應當充分考慮以下方面的問題：
（一）選用同類型材料
工業設計中材料選用時，盡可能保證材料的一致性，選擇同類型的材料，避免同時使用多種不同的材料，這樣做有助于后期對產品材料的回收和再利用，能夠最大限度的降低對環境的污染。比如說，設計一個金屬工具箱的時候，為了在未來能夠更好的回收和利用，在產品結構設計方面就應當盡可能的避免選用不同類型的金屬焊接。而在形式上，工具箱可能是由多個部分組合而成的，因此各個部分往往是單獨完整的結構，而每個完整的結構部分需要采用同一種類型的材料制成，這樣做的主要目的就是為了防止使用材料類型過于復雜，不便回收[5]。
（二）減少表面裝飾
當前許多工業設計為了更好的吸引受眾的注意力，在產品表面往往有著諸多裝飾，這種裝飾雖然一定程度上增加了產品的設計美感，但是要達到這一目標，可能會導致材料選用過于繁瑣，影響材料環保作用。所以說在工業設計環節要盡可能減少表面裝飾，保持材料原本的供應狀態，這樣也可以更好的進行回爐再利用。而且，有些材料在工業設計中，表面裝飾難度大，過多的裝飾甚至是破壞材料本身的美感，這樣也可能會影響產品的使用體驗感。
（三）采用可降解的材料
所謂的可降解材料指的是用廢棄后能自然分解并為自然界所吸收的材料，這一類材料應用于工業設計中，可以更加有效的保護環境。比如說，在工業設計中許多塑料包裝材料往往都是不可回收的，這些不可回收的材料大規模的應用，對環境造成了不小的污染，針對這種現象，筆者認為在材料選用期間，工作人員應當考慮是否有可替代材料能夠使用，進而降低對環境的污染。
（四）加強對廢棄物的再利用
資料的循環利用是工業設計中，材料選用過程中降低污染的有效手段。而在廢棄物再利用環節，首先要加強對廢棄物的回收利用，實際生活中的許多廢棄物都可以作為工業設計中的材料，比如說，易拉罐、塑料瓶、紙箱等都可以二次回收利用，這些材料的回收利用不僅可以有效的節約資源，同時還能降低這些廢棄物給環境帶來的巨大的污染。在加強廢棄物利用的同時，還需積極的開發新型的可再生材料，甚至是可以直接錄用各類廢棄物制作產品，做好相關開發設計工作。比如說，有設計者利用由回爐再生材料制成的雙層波紋值班代替傳統的木板，用于設計制作包裝箱的托架，相較于木材來說，同樣強度的紙板托架重量僅為木托架的1/4，這樣不僅大幅度的節約了運輸成本，同時還有效的節約了木材，有效的減少對于森林資源的浪費，而且相關紙板還能多次循環再利用，可謂是一舉多得?？傊I設計中材料是一切活動開展的基礎所在，當前，隨著科技的不斷創新和發展，可以應用于工業生產的材料類型可謂是越來越多，而在產品設計過程中，要想保證產品設計更加的科學合理，在選材時，必須要慎重要從產品的具體使用效果、價格以及環保等多種因素綜合考慮，這樣才能更好的發揮材料的作用價值，設計出更加優質的產品。
【參考文獻】
[1]池占山.機械設計中的材料選擇及應用探討[J].中國高新技術企業,2015(14):17-18.
[2]郭益君,馮志強.試論如何對機械設計材料進行合理選用[J].環球市場,2019(22):375.
[3]杜艷玲.工業建筑節能設計理念探析[J].中國市場,2015,(30):259,272.
[4]魏賞光.化工機械設計中的材料選用淺析[J].建筑工程技術與設計,2018(7).
[5]李冠效,雷長貴.機械設計中的材料的選擇和應用解析[J].新媒體研究,2014(2):86-87.
作者:王鐵球 單位:東莞理工學院
