5大创意材料之塑料表面处理工艺在产品设计中的应用.docx

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5大创意材料之塑料表面处理工艺在产品设计中的应用

5大创意材料之塑料表面处理工艺在产品设计中的应用

王婷麦燕来（北京理工大学设计艺术学院）

理论介绍

塑料是重要的高分子材料，始创于1907年。

经过百年的发展，从人们的日常生活到国家的国防建设，到处都能看到塑料的身影。

这种人工合成材料在人类发展历史上扮演了重要的角色，不仅极大地丰富了人们的物质需求，也潜移默化地影响着人们的消费观念。

毫不夸张地说，当今世界就是一个塑料的世界。

塑料的种类很多，按照用途可分为通用塑料和工程塑料；按照加热时的表现则可分为热固性塑料和热塑性塑料。

与其它材料相比，塑料容易成形、强度高、质量轻、性能稳定、有多种表现形式、适合批量生产，因此成为备受设计师青睐的造型材料。

一般来说，塑料的着色和表面肌理装饰，在塑料成型时可以完成，但是为了增加产品的寿命，提高其美观度，一般都会对表面进行二次加工，进行各种装饰处理。

塑料表面处理分类：

1.表面机械加工处理

磨砂与抛光是常见的表面处理技术，也经常用在其它材料如金属、玻璃等的加工。

设计分析：

产品名称：

"鸡尾酒"可置物帘子

设计者：

奥利维尔·佩里科特（法国）

分析：

这个可置物的帘子，是用高频机将磨砂的聚氯乙烯片热封到整张帘子上，形成了126个正方形的口袋，可以放进各种平的、薄的东西，比如信签、明信片、CD等等。

经过磨砂的塑料有一种朦胧感，同时也可以作为房间的隔断来使用，既分割了空间，又有一定的私密感。

产品名称：

"Tohot"盐和胡椒摇罐

设计者：

琼-玛丽·马绍德（法国）

分析：

该设计采用的材料是半透明的聚丙烯，表面经过了磨砂处理，在光线下给人一种非常柔和的感觉，令人爱不释手。

另外，这两个瓶子是通过内嵌的不锈钢和磁铁连成一体的。

产品名称：

"生态"垃圾桶

设计者：

劳尔·巴别利

分析：

设计师设计这款垃圾桶是想使其成为一个清洁、小巧、有亲和力的产品。

它分为三个部分：

最大的是废料桶，小的是生态桶，可以放在大桶的里面，以及外沿。

使用了不透明的ABS塑料，内壁经过了抛光处理，光滑的表面更加易于清理。

2表面镀覆处理

a.热喷涂

定义：

是一种采用专用设备把某种固化材料加热熔化用高速气流将其吹成微小颗粒加速喷射到基件表面上，形成特制覆盖层的处理技术。

效果：

使基件耐蚀、耐磨、耐高温

b.电镀

定义：

金属电沉积技术技术之一，是一种用电化学在工件表面获得金属沉积层的金属覆层工艺。

效果：

可以改变固体材料的外观，改变表面特性，使材料耐腐蚀、耐磨，具有装饰性和电、磁、光学性能。

种类：

单金属电镀、合金电镀、复合镀、非晶态合金电镀、电刷镀

c.离子镀

定义：

是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质离子化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时，把蒸发物或其他反应物蒸镀到基件上。

效果：

可以延长基件的使用寿命、赋予被镀材料光泽和色彩。

产品名称：

爱国者V1000数码相机

制造商：

爱国者

分析：

这款国产的1000万像素的数码相机，给人的第一感觉比较厚重，不同于其他国外生产的1000万像素的卡片机。

机身采用工程塑料，经过磨砂处理以减少塑料的感觉。

整个机身除了镜头周围的一圈是金属材质外，其余都是电镀了金属层的塑料部件。

从它的材质来看，与它1000万像素的配置有些不符。

产品名称：

镜球灯

设计者：

汤姆·迪克森

分析：

镜球灯看起来像是金属做的，实际上它的材质是塑料，只是它们被进行了金属工艺的处理，形成了镜子般的效果。

这样的表面是灯的外观具有了反射的效果，具有强烈的太空感。

该系列灯具分为吊灯、落地灯、桌面灯和地面灯好几种。

产品名称：

松下时尚耳机

制造商：

松下

分析：

这款耳机的材质为高柔性聚乙烯氨化树脂，耳机表面的装饰线条采用了点电镀工艺体现出金属的感觉，与鲜艳的色彩形成一种对比。

产品名称：

C360安全灯

设计师：

马克·格林

分析：

这款安全灯采用的是电镀发光薄膜，一种不到2毫米厚的塑料薄膜。

产品的外观设计是受卷成一卷的卫生纸筒的启发，它由9伏特的电池供电，然后通过一个驱动器接转变为110伏可以使薄膜发光的交流电。

产品名称：

电镀水龙头

分析：

乍一看这个水龙头，你会以为它是金属的，但实际上它是由塑料做成的，只不过经过了电镀工艺的处理，使得表面看起来更为接近金属的效果。

这样做不仅节约了成本，而且提高了塑料水龙头的产品附加值。

3.表面装饰处理

a.涂饰

定义：

把涂料涂覆到产品或物体的表面上，并通过产生物理或化学的变化，使涂料的被覆层转变为具有一定附着力和机械强度的涂膜。

效果：

着色、获得不同的肌理、防止塑料老化、耐腐蚀。

b.丝网印刷

定义：

丝网印刷就是在丝网上涂一层感光材料，利用其感光前后可溶性的不同，经过感光后将不需要的部分洗去，从而控制何处能透过油墨，何处不能透过。

塑料件的丝印，是塑料制品的二次加工（或称再加工）中的一种。

效果：

改善塑料件的外观装饰

方法：

平面丝印（用于片材和平面体）、间接丝印（异型制品）、曲面丝印（用于可展开成平面的弧面体）。

c.贴膜法

定义：

是将印有花纹和图案的塑料薄膜紧贴在模具上，在加工塑料件时，靠其熔融的原料的热量将薄膜融合在产品上的方法。

效果：

装饰产品外观、传达产品信息

d.热烫印法

定义：

是利用压力和热量将压膜上的粘接剂熔化，并将已镀到压膜上的金属膜转印到塑料件上的方法。

效果：

同贴膜法相似，可以美化产品外观、传达产品信息

设计分析

产品名称：

诺基亚游戏手机N-GAGE

制造商：

诺基亚

分析：

2003年在行货里还找不到N-GAGE手机时，这款手机已经开始在水货市场里销售了，虽说来路不正，但毕竟是好东西，说它是手机还真有点牵强，倒不如直接说它就是一个游戏机，打电话只是它的一个附属功能而已。

该机的3D显示效果在手机中已经算是数一数二的了。

手机屏幕周围的装饰采用了膜内转印技术，可以在复杂的曲面上印刷精美的图案。

产品名称：

"4300"桌

设计师：

安娜.卡斯特丽.法瑞里（意大利）

分析：

这个桌子由9个部分的塑料组成。

采用了先进的制作工艺：

桌面采用热压成型的增强塑料，表面涂以防划痕涂料，桌腿采用增强的聚丙烯塑料。

锥形的插头部件采用ABS。

产品各个部分的装配为过盈配合连接，用户只要用力就可以实现桌子的组装和拆卸。

不需要任何螺钉。

产品名称：

TwinnerTeam（双擎式）自行车赛头盔

设计师：

Fusi-Mollica-ZanottoArchitettiAssociatti和AnatonelloPiredda（意大利）

分析：

这个圆滑的头盔的产生要归功于广泛的新材料的应用和物理技术。

流线型的设计减少了风的阻力，因此有助于提高速度。

外壳的支撑是用GE-CET聚苯乙烯制成的。

聚碳酸酯外壳的图案采用丝网印刷而成。

效果精致，色泽饱满。

产品名称：

"Bombori"吊灯

设计师：

爱德华.凡.费莱特（荷兰）

分析：

单从设计造型来说，这款灯并不简洁。

带子和副翼控制灯光从这个极不寻常的织物做的灯笼中发射出来的。

也可以透过两个彩色或白色的耐热有机玻璃盘投射出来。

灯罩的上半部分和下摆是用涂银的尼龙（也有彩色的、白色的）制作而成。

产品名称：

"E.T.A外太空提案天使"落地灯

设计师：

古利艾尔莫.伯奇西（意大利）

分析：

这款灯具通过各种手工的生产方法，如：

注塑成型、焊接、激光切割等，用树脂模具制成。

产生的结果是迷人的、细长、高挑的灯具。

有各种明亮的色彩。

可拆卸的中央电缆柱心，使维护工作变得容易。

生产中要在灯体上涂饰两层保护性的烘干漆，对树脂灯体作特殊的无毒处理。

产品名称：

软件盘

设计师：

"人与机器"设计公司

分析:

软件盘是用柔软的、易弯曲的聚氨酯泡沫制成。

聚氨酯被公认为有高度的隔热性和隔热性。

既可以坚硬的形式，也可以柔软的形式进行生产。

应用领域十分宽广。

键盘由镭射蚀刻而成，省去了不同的语言版本的模具修改成本。

产品名称：

床用弹簧

设计师：

杜邦公司

分析：

从图中，我们似乎可以看出这是一个经过了喷漆的金属弹簧。

但这个弹簧不是由金属制造的，而是由热塑人造橡胶--Hytrel制成。

"Hytrel"是杜邦公司旗下在工程塑料型人造橡胶产品上的一个商标。

这种材料有着橡胶的弹性、塑料的强度及可热塑性。

抗拉斯性、抗弯曲断裂性、看蔓延性极高。

经常被用在需要结构力度和耐久性的弹性部件中。

产品名称：

高尔夫球

设计师：

邓禄普国际研发小组

分析：

许多体育用品的设计和生产都将材料学科运用到了极限，比如网球拍中的合成物、保龄球中的氨基物等。

高尔夫球最初是将羽毛包裹在皮质中制成的。

现代的高尔夫球的表皮是用抗高压抗切割的聚乙烯制作的。

在制作的最后，对球体的接合处进行切割和打磨，并涂上油漆。

这样就做好了一个高尔夫球。

产品名称：

塑料钱币

分析:

众所周知世界上的纸币属于美国的质量最好，最能经久耐用。

而这张钱币不是用纸币制作的，而是用一种叫Melinex的塑料制作而成。

丝网印刷工艺并不是这张钱币的亮点。

这种塑料材料才是最吸引人的地方。

这种薄膜可以用于印刷，而且就算是紧紧卷起，它也可以十分平整的恢复到平片状态，另外，它也有良好的抗高温和抗腐蚀性。

小结

塑料虽然是廉价的人造物，但是它所带来的价值一点都不廉价。

经过不同的表面处理，它能体现出丰富多彩的变化，能够模仿其它材质，从而减少不必要的浪费，为产品带来更高的附加值。

科技是在不断进步的，关于塑料表面处理的技术在不断地发展。

同时设计是无止境的，富于创意的设计师会利用不断更新的技术，把塑料的特性发挥地更加淋漓尽致。

参考文献：

（1），江湘芸，设计材料及加工工艺，北京理工大学出版社，2003

（2），（英）克里斯·莱夫特瑞，欧美工业设计5大材料顶尖创意--塑料，上海人民美术出版社，2004

（3），梅尔.拜厄斯，50款产品--设计与材料的革新，中国轻工业出版社

（4），梅尔.拜厄斯，50款桌子--设计与材料的革新，中国轻工业出版社

（5），梅尔.拜厄斯，50款椅子--设计与材料的革新，中国轻工业出版社

（6），梅尔.拜厄斯，50款灯--设计与材料的革新，中国轻工业出版社