基于竹集成材的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計初探

夏寸草

(1.上海視覺藝術(shù)學院，上海 201620；2.上海大學 美術(shù)學院，上海 200444)

早在春秋戰(zhàn)國時期，《詩經(jīng)·斯干》中就有對竹制品的記載——“上莞下簟，乃安斯寢”，可見我國竹制品的歷史悠久。我國的竹制品，根據(jù)竹子整體形態(tài)的加工，有使用原竹的加工，也有將竹子撇成竹篾進行竹編等加工方式，而將竹子這一基材重新加工成新的材料，再用這一材料加工成其他產(chǎn)品，是現(xiàn)代竹制品較為廣泛的一種加工方式。

1　中國竹集成材產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)的現(xiàn)狀與困境

圖1　竹集成材產(chǎn)品銷售類目匯總——以浙江天竹工貿(mào)有限公司網(wǎng)絡(luò)銷售為例 Fig.1　The bamboo glulam product category illustrated by the example of Zhejiang Tianzhu Industry & trade co.ltd

竹集成材竹板是由毛竹拼接壓制而成的，在中國的加工已有一段時間，但是目前產(chǎn)品相對比較單一，形態(tài)原始，產(chǎn)品較多為中低端家居用品，從浙江麗水慶元縣的幾家大型加工企業(yè)的銷售類目來看，目前銷售以廚房用品類、置物架類和小家具為主要銷售方向(圖1)。廚具類為主銷售方向，內(nèi)容涵蓋了以筷子、砧板和果盤為主的主要產(chǎn)品；置物架類以鞋架為主；小家具類是近幾年熱門的方向，主要內(nèi)容有懶人桌、茶幾、茶盤等。企業(yè)加工以粗放型企業(yè)為主，小型的作坊式的企業(yè)數(shù)量較多，企業(yè)缺乏產(chǎn)品的研發(fā)能力，產(chǎn)品缺乏附加值和競爭力，產(chǎn)品的類型也較為雷同。大部分企業(yè)前期以出口外貿(mào)為主，由于加工成本和人民幣匯率的影響，外貿(mào)代加工的利潤越來越低，企業(yè)在近幾年逐漸增加了內(nèi)銷的比例，淘汰了傳統(tǒng)的粗加工以人力為主的生產(chǎn)流水線，引進先進的機器流水線，同時也增加了對研發(fā)的投入，較為大型的企業(yè)逐漸開始重視設(shè)計的重要性，以及產(chǎn)品設(shè)計為產(chǎn)品帶來的附加值。

2　竹集成材的材質(zhì)特征及設(shè)計要素

2.1　物理特征

竹集成材的抗彎強度、抗壓強度和抗拉強度均較大，濕漲干縮變形較小[2]，收縮率低，同時幅面大、變形小、尺寸穩(wěn)定、強度大、剛度好、耐磨損，成品封閉性好，也可以有效地防止蟲蛀和霉變[3]，幾乎可以和木材相媲美。

由于竹集成材和木材在物理特征上極為相似，我們在產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用時，常常會有“以竹代木”的思想，但實際在設(shè)計過程中，我們發(fā)現(xiàn)竹集成材和木集成材還是有很大差距的。這種差距首先體現(xiàn)在質(zhì)量上。竹的密度較高，等體量的竹集成材比木集成材在質(zhì)量上要重很多，從而導致如果我們用竹集成材來制作大體量物品，質(zhì)量會比同體積的木集成材重很多，增加了物體的穩(wěn)定性，但是同時增加了使用者使用和運輸?shù)碾y度。因此，我們在設(shè)計中，必須考慮和判斷，何種產(chǎn)品適合用這一材料。

2.2　加工工藝特征

竹集成材產(chǎn)品的整個加工步驟是從粗到精、從方到圓、從實心到空心的過程。大部分產(chǎn)品的加工均是將竹集成材切割成小的立體塊，再將這些體塊粘合成所需產(chǎn)品的大體塊，再經(jīng)過銑、打磨等步驟，最終形成最后的形態(tài)。這種典型的實心結(jié)構(gòu)形態(tài)，特別容易塑造和切削形體，達到理想的形態(tài)，同時無需封邊，可以保留材質(zhì)在邊緣處的原始形態(tài)，表面處理也非常簡單，只需噴透明清漆或者食用油，便可以起到表面的處理效果。

由于竹集成材料在加工方式上和木集成材的加工方式非常類似，均是由大到小、由粗到細的過程，當我們在考慮物體零件與零件結(jié)合的時候，非常容易考慮到木材中使用較多的卯榫結(jié)構(gòu)。實踐證明，在某些設(shè)計中，的確可以使用卯榫結(jié)構(gòu)以增加產(chǎn)品零部件之間的結(jié)構(gòu)強度，但是光憑借竹集成材的卯榫結(jié)構(gòu)是不夠的，因為竹不像木一樣具有張力，達不到嚴密扣合、天衣無縫的程度，因此還是會使用部分膠質(zhì)的粘合劑，增加結(jié)構(gòu)之間的咬合力度。

2.3　色彩和肌理特征

竹集成板胚料的種類，根據(jù)壓制方式和顏色的不同，主要有平壓本色板、平壓碳化板、側(cè)壓本色板、側(cè)壓碳化板、斑馬紋竹板、重竹竹板等。從壓制方式上來看，平壓的紋理趨于緩和，側(cè)壓的紋理密集，視覺上感覺更牢固；從顏色上看，本色是竹子最原始最天然的顏色，清新而亮麗；碳化板是經(jīng)過烘培后顏色變深色的竹板，顏色類似于木材中的黑胡桃木色，但是在未上清漆時比黑胡桃木色略淺，給人的感覺厚重而沉穩(wěn)；斑馬紋竹板是用本色和碳化的竹條拼接而成，因其色彩類似于斑馬表皮的條紋，固稱斑馬紋，其整體色彩黑白對比大，大多為產(chǎn)品的局部使用；而重竹竹板，其顏色厚重，顯得古樸而高雅。

3　竹集成材的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計初探

雖然竹集成材的應(yīng)用已有一段時期，但是它在材料的領(lǐng)域，依然屬于比較新興的材料。在其產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計開發(fā)的階段，可從材料本身出發(fā)，并注意產(chǎn)品設(shè)計過程中最為重要的形態(tài)和功能的要素，以及其文化方面的考量。

3.1　基于材料的創(chuàng)新應(yīng)用

3.1.1新技術(shù)的介入隨著科技的不斷發(fā)展，新技術(shù)的不斷涌入，任何新技術(shù)的介入，都會引起產(chǎn)品形態(tài)的變化。新技術(shù)在竹集成材中的應(yīng)用，主要的方面體現(xiàn)在CAM(Computer Aided Manufacturing)計算機輔助制造的方面，即使用計算機數(shù)據(jù)控制機械的操作和管理，目前常用的有激光雕刻技術(shù)，CNC數(shù)控加工技術(shù)，3D打印技術(shù)等。目前的竹集成材的加工，部分已使用CNC數(shù)控加工技術(shù)的方式，但大部分以平面切割的方式，在CNC加工期雕刻二維的平面形狀，再通過膠合的方式將多個二維平面組合成三維的產(chǎn)品，最后打磨噴漆成成品。新技術(shù)的介入，尤其是在CNC數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，一方面可以幫助竹集成材更快速、更高效、更精準地切割平面二維形態(tài)的形體；另一方面CNC的多軸技術(shù)發(fā)展，促進了立體形態(tài)的切割，產(chǎn)品可通過CNC加工技術(shù)一次成型為三維形態(tài)的產(chǎn)品，為竹集成材的加工提供了更豐富的形態(tài)實現(xiàn)的可能性。

3.1.2新材料的介入雖然竹材本身有天然和質(zhì)樸的肌理，但是和高檔木材如紅木類相比，總有廉價之感。當我們在尋找其他材料和竹材相結(jié)合的時候，首先考慮的是這種材料本身有較高端的質(zhì)感，另外又能襯托出竹的原生態(tài)感覺。因此，皮革、金屬以及亞克力均是較好的結(jié)合材質(zhì)。皮革，在手感和視覺上屬于軟性的材質(zhì)，和竹集成材的結(jié)合，可以減少竹集成材的堅硬感，尤其是辦公用品類的產(chǎn)品，更可以增加產(chǎn)品的高檔感；金屬，是完全和竹集成材成對比的材料，適合局部和少量使用，使其在竹集成材的產(chǎn)品中形成視覺亮點；亞克力，雖然和竹集成材一樣呈現(xiàn)堅硬的特征，但是亞克力在視覺上有透明或半透明的特征，和竹集成材一起使用，可以在視覺上減少物體的質(zhì)量，讓產(chǎn)品變的更輕盈和通透。當然，使用多材料的混合應(yīng)用設(shè)計手法，在其應(yīng)用比例上，依舊是以竹集成材為主體的，這種混合材料的設(shè)計方法也可以增強技術(shù)壁壘，避免競爭對手在短時間內(nèi)仿制產(chǎn)品，加強對創(chuàng)新產(chǎn)品的專利保護。

3.2　基于形態(tài)的創(chuàng)新應(yīng)用

3.2.1新體量的考量原有竹集成材的產(chǎn)品，大多為小型產(chǎn)品。由于竹集成材密度高、質(zhì)量重，由竹集成材制作的產(chǎn)品穩(wěn)定性極高，因此，可考慮在產(chǎn)品形態(tài)上，開發(fā)相對中大型的產(chǎn)品。在中大型的日用產(chǎn)品中，小型家具是其新體量的首選設(shè)計方向。目前我國有幾十家公司在規(guī)?；赝茝V系列化的竹集成材家具產(chǎn)品，但規(guī)模都不大[4]，從家具的使用空間來看，室內(nèi)使用的家具和室外使用的家具，均可作為設(shè)計的方向。以室內(nèi)家具兒童座凳的設(shè)計(圖2)為例，設(shè)計師選擇了模塊化組合拼接的方式，將兒童座凳的腳部，設(shè)計成可交叉拼接的十字結(jié)構(gòu)，最后將椅面放置其上，依靠竹集成材零部件之間的結(jié)構(gòu)來相互穩(wěn)定，同時提供了不同季節(jié)的軟性坐墊作為可選配件，弱化了竹集成材給人堅硬的感覺，讓這個產(chǎn)品更具有親和性。以室外家具戶外座椅的設(shè)計(圖3)為例，在形態(tài)和比例上選擇了優(yōu)美的流線型結(jié)構(gòu)，同時增加了椅背的傾斜度更符合戶外人群休閑狀態(tài)中的人機工程狀態(tài)。在色彩上，椅面的主體選擇深色和淺色相間的斑馬紋，以突出座椅的材料美感。

圖2　兒童座椅的設(shè)計Fig.2　Child seats

圖3　戶外座椅的設(shè)計Fig.3　Outdoor seats

3.2.2新肌理的使用竹集成材在平壓和側(cè)壓不同加工方式，以及色彩上本色和碳化的不同色彩處理方式，類似數(shù)學中基本元素的排列組合，選擇不同的元素用不同的排列組合方式構(gòu)成了千變?nèi)f化的竹集成板。在形態(tài)的肌理處理上，可以充分利用這一點，將這些元素形成美麗而有秩序的平面基材，再將平面的基材運用到立體的產(chǎn)品中，將材料和肌理，立體與平面有機的融合在一起，尋求材料本身的天然美感。這種做法的優(yōu)勢在于，可以非常好地體現(xiàn)竹集成材本身的材質(zhì)美感，但是也相對較耗人工，因此在設(shè)計過程中，設(shè)計師往往需要尋找簡單而又美觀的組合方式，既利于加工又增加產(chǎn)品的美感；或者在產(chǎn)品中局部使用較為復(fù)雜的圖案，讓局部和大體產(chǎn)品形成對比。同時，由于竹材本身是一種偏米黃色和偏中性的顏色，我們在設(shè)計中也發(fā)現(xiàn)，我們可以加入其他的色彩來和原始的材質(zhì)形成對比。最簡單的方式，便是在產(chǎn)品中局部使用彩色的鮮艷的油漆，如白色、藍色等色彩明度亮的顏色均能將淳樸的竹材體現(xiàn)出來。例如組合式果盤的設(shè)計(圖4)，由于在材料選擇上選擇了碳化側(cè)壓板，色彩較穩(wěn)重，因此在部分區(qū)域嘗試著做了白色的噴漆處，既襯托了竹材本身的面貌，又增加了產(chǎn)品的活潑性。

圖4　果盤設(shè)計Fig.4　Fruit traies

3.3　基于功能的創(chuàng)新應(yīng)用

圖5　刀架設(shè)計Fig.5　Knife shelves

竹集成材在使用功能上的創(chuàng)新，主要為在舊的領(lǐng)域?qū)ζ湫鹿δ艿奶剿骱屯卣?。例如，刀架和砧板的設(shè)計一直是竹集成材傳統(tǒng)的但又主打的領(lǐng)域，設(shè)計師們一直試圖在這個領(lǐng)域能有一些突破。以刀架為例，在設(shè)計刀架時，通常會考慮刀架自身的穩(wěn)定性，以及刀和刀架之間的關(guān)系。以(圖5)的刀架設(shè)計為例，設(shè)計師改變了傳統(tǒng)刀架全包圍的結(jié)構(gòu)，而是讓刀在插入刀架時露出部分，一方面增加了刀架的美感，另一方面減少了刀長期存放在刀架中產(chǎn)生的霉變，同時，在刀架的底部，增加了小塊的磨刀石，在刀架不用的時候?qū)⑵涞怪?，成為一個簡易磨刀設(shè)備。以(圖6)砧板設(shè)計為例，作者設(shè)計了2塊砧板，可分別用作切肉類以及水果等不同性質(zhì)的物品，兩塊砧板之間用吸鐵石相吸可組合成一個刀架，將砧板和刀架巧妙地結(jié)合起來。

圖6　砧板設(shè)計Fig.6　Chopping blocks

3.4　基于文化的創(chuàng)新應(yīng)用

圖7　上海概念刀架設(shè)計Fig.7　A Shanghai-Concept knife shelf

竹集成材作為具有自然而清新的新型材料，在文化語意上也是東方文明的一種象征，隨著文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也較適合應(yīng)用于文創(chuàng)產(chǎn)品。以概念刀架設(shè)計(圖7)為例，作品打破了原有的傳統(tǒng)的刀架結(jié)構(gòu)和形態(tài)，提取了上海幾座典型高樓的特征，并將其結(jié)合刀架的功能有效組織起來，增加了產(chǎn)品的趣味性；在色彩上，在局部的區(qū)域添加了淺藍的海洋色調(diào)，和淺色的竹集成材形成對比，讓產(chǎn)品更貼近人們的生活。從使用功能來說，竹茶盤的設(shè)計也是近年較流行的趨勢。以茶盤的設(shè)計(圖8)為例，形態(tài)上選擇了傳統(tǒng)樂器琵琶的造型特征，并將其提煉，色彩上選擇深色和淺色兩種竹集成材作為簡潔的搭配，以保持茶盤和大部分的茶杯共同使用中的色彩和諧性。

圖8　茶盤設(shè)計Fig.8　A tea tray

4　結(jié)語

竹材作為一種天然的材料，在經(jīng)過人工的加工和處理后，雖然成為了一種新興材料，但仍有其自身的材質(zhì)特征和加工規(guī)律，“與其說是工藝選擇材料，還不如說是材料選擇工藝[5]”，因此，在產(chǎn)品設(shè)計中首先需要從竹集成材本身的材料特性出發(fā)，同時考慮產(chǎn)品設(shè)計中最重要的形態(tài)和功能兩大設(shè)計要素，尋求更多的設(shè)計可性能，通過設(shè)計的力量來增加竹集成材產(chǎn)品的附加值。

[1] 傅菂. 中國傳統(tǒng)竹文化在現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用與研究[D].上海：上海交通大學,2007.

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[3] 李吉慶,吳智慧,張齊生. 新型竹集成材家具生產(chǎn)工藝的研究[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版),2004,25( 2):95-99.

[4] 林立平,黃圣游. 竹集成材家具的市場化設(shè)計研究[J]. 竹子學報,2016,35(2):35-39.

[5] 柳宗悅. 工藝之道[M]. 南寧：廣西師范大學出版社, 2011:69.