電動自行車設(shè)計(jì)開發(fā)中的表面設(shè)計(jì)研究

孫彪 斯予

摘要：通過對兩輪車實(shí)際開發(fā)流程的梳理，總結(jié)出電動自行車表面設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容、涉及的對象、設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)原則。對表面設(shè)計(jì)所涉及到的具體內(nèi)容進(jìn)行整理，提出針對電動自行車設(shè)計(jì)所細(xì)分出的材質(zhì)庫基本特征。規(guī)范兩輪車設(shè)計(jì)中的表面設(shè)計(jì)具體細(xì)化流程，從色彩、材質(zhì)質(zhì)感工藝、圖形等三個(gè)方面給出可選擇的應(yīng)用方案，并歸納總結(jié)其易錯(cuò)點(diǎn)。系統(tǒng)梳理了設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)邊界，并在應(yīng)用維度給出相應(yīng)的建議和材質(zhì)庫應(yīng)用一般方案。表面設(shè)計(jì)具有一套完整且高效的設(shè)計(jì)流程，可以為電動自行車開發(fā)提供更加直觀、高收益、市場化的方案。

關(guān)鍵詞：電動自行車 表面設(shè)計(jì) 色彩材質(zhì)

中圖分類號：TB47文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2019）10-0019-03

引言

電動自行車作為一種常用的交通工具，在其主體功能明確的同時(shí)還需兼顧外觀裝飾。目前對于電動自行車的研究還主要在于電機(jī)與傳動、控制器與控制技術(shù)、電池、結(jié)構(gòu)分析、新材料與新工藝設(shè)計(jì)上，公開文獻(xiàn)中對于電動自行車表面設(shè)計(jì)的理論研究還較少。

而隨著大眾審美的提升，人們對于兩輪車，尤其是電動自行車的需求也更加多樣化。電動自行車的表面設(shè)計(jì)內(nèi)容發(fā)生了很大變化，具體表現(xiàn)在更加多樣的色彩表皮、滿足功能條件下的皮質(zhì)紋理選型更加豐富，圖案設(shè)計(jì)不僅僅只局限在貼花，防滑條和車架紋理也更加具有創(chuàng)新空間。貼花除商標(biāo)、型號、生產(chǎn)廠家以外，還采用裝飾線條、過渡色彩等面飾方法。整體來看，電動自行車的面飾方法受傳統(tǒng)自行車的面飾影響較大，其面飾還受摩托車、汽車等的影響，使電動自行車的整體視覺感受更加趨于消費(fèi)產(chǎn)品屬性。

一、CMF在電動自行車中的角色

（一）電動自行車表面設(shè)計(jì)流程

在汽車設(shè)計(jì)方面，CMF設(shè)計(jì)被單獨(dú)為一個(gè)COLOR&TRIM科室，由于汽車設(shè)計(jì)相對復(fù)雜，針對內(nèi)外飾部分有大量部件需要開發(fā)設(shè)計(jì)，因此其區(qū)塊分工很詳細(xì)，比如泛亞設(shè)計(jì)中心在內(nèi)飾部門外飾部門分別下轄有各自的色彩材質(zhì)科室。而在兩輪車領(lǐng)域設(shè)計(jì)方面，相較之下就會更加完整，表面設(shè)計(jì)涉獵范圍更大。近幾年在一些兩輪車設(shè)計(jì)公司會將表面設(shè)計(jì)單獨(dú)獨(dú)立出來，而早前雅馬哈的摩托車設(shè)計(jì)的造型設(shè)計(jì)師就會在設(shè)計(jì)過程中連貼花車色與車身造型等全部歸為一體進(jìn)行設(shè)計(jì)。這與產(chǎn)品的復(fù)雜性和人力的統(tǒng)籌都有一定的關(guān)系。在設(shè)計(jì)過程中，表面設(shè)計(jì)師一方面要進(jìn)行材質(zhì)選配，與造型設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通共創(chuàng)，另一方面也涉及到一些平面設(shè)計(jì)的內(nèi)容。

一般的兩輪車設(shè)計(jì)流程包括：商品企劃，草圖設(shè)計(jì)，模型制作，面型設(shè)計(jì)，工程結(jié)構(gòu)，貼花配色，試制對應(yīng)，測試檢驗(yàn)，量產(chǎn)支持，營銷支持。其中表面設(shè)計(jì)幾乎是貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)流程中的。

以常見的兩輪車設(shè)計(jì)開發(fā)流程為例，表面設(shè)計(jì)可以被歸納總結(jié)為：前期競品CMF分析一初期概念方案材質(zhì)顏色板一二維效果圖一色板打樣、PATTERN圖紙、材料包覆組合一模型裝配（車身噴涂材質(zhì)預(yù)附）一質(zhì)量檢查。

（二）電動自行車表面設(shè)計(jì)具體內(nèi)容

基于上述兩輪車開發(fā)流程，可以提取出兩輪車表面設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容就是工業(yè)設(shè)計(jì)中一般統(tǒng)稱的CMF設(shè)計(jì)。在兩輪車的產(chǎn)品定義上面，特指表面貼花，材質(zhì)及顏色的設(shè)定。針對不同位置不同材料的物性，會有不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)。由于電動自行車的整體外觀更接近傳統(tǒng)自行車，僅額外增加了電機(jī)傳動系統(tǒng)和電池箱兩個(gè)部分，既具有自行車線性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，且其部件組成相對摩托車更加簡單，裸露在外的部分也更多，車身覆件的包覆屬性更低，結(jié)構(gòu)支撐作用更強(qiáng)?？傮w而言表面設(shè)計(jì)突出的特點(diǎn)為：型面變化較簡單，材質(zhì)材料依附于功能性，色彩應(yīng)用靈活豐富。

通過對表面設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容進(jìn)行研究，可以相對完整地理解電動自行車設(shè)計(jì)中對應(yīng)的內(nèi)容，進(jìn)一步幫助篩選出設(shè)計(jì)的主次關(guān)系，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)開發(fā)的進(jìn)行。

1.涉及部件：

對于電動自行車而言，首先要對電動自行車的表面區(qū)域進(jìn)行劃分，分為主體支撐部分、附件產(chǎn)品部分、視覺顯示部分、表面裝飾部分。主體支撐部分是從電動自行車的基礎(chǔ)組成部件即必須構(gòu)件出發(fā)進(jìn)行歸納的;附件產(chǎn)品部分是從電動自行車的選配組件角度進(jìn)行歸納的;視覺顯示則是從電動自行車跟電池電量車堵等數(shù)據(jù)顯示角度進(jìn)行歸納的，表面裝飾部分則主要從純造型裝飾角度，如車身顏色、文字貼花、標(biāo)識等進(jìn)行歸納的。

主體支撐組件：車架（前叉、中叉、后叉）、車把、鞍座、電池組、車輪組、傳動組、剎車制動組、腳蹬。

附件產(chǎn)品組件：車筐、車后座、擋泥板、避震、變速器、車前燈、車后燈、輪幅反光燈、功能支架。

視覺顯示：儀表盤文字板、電池電量顯示、電子式儀表液晶屏。

表面裝飾：車身表面貼畫、座椅把套咬花、標(biāo)識、輪邊貼花。

2.材質(zhì)設(shè)計(jì)：

硬質(zhì)材料一電動自行車是機(jī)械和電氣產(chǎn)品，必須保持輕便和靈活。且其具有更多的技術(shù)型設(shè)計(jì)考量因素，例如發(fā)動機(jī)，電池和控制器等。隨著技術(shù)的進(jìn)步，電池正在逐漸縮小，可利用的可見空間越來越大。目前，電動自行車的大多數(shù)部件由輕質(zhì)材料構(gòu)成，例如釬焊合金，鋁合金，用纖維增強(qiáng)的聚合物和其他材料逐漸替代傳統(tǒng)的鋼材料。顆粒增強(qiáng)鋁合金是一種輕質(zhì)復(fù)合材料，可以將整體材料重量減半，除此之外，在汽車中使用塑料部件也是減輕重量的發(fā)展方向。然而，過度使用輕質(zhì)材料會增加車輛的成本和價(jià)格，并且不會導(dǎo)致電動自行車的廣泛使用。

軟質(zhì)材料-一般包含皮革、仿皮、織物這幾個(gè)部分。其中由于收到材料物性限制，皮革使用較少，多為改性仿皮材質(zhì)，例如PVC、PU等，通過改變皮面紋理和襯布使得觸感和物性更加優(yōu)越。除此之外，塑膠和泡沫墊也會在軟質(zhì)材料中廣泛使用，具體作用于把手套及坐墊內(nèi)襯等部分。泡沫墊考慮對整車的密度、壓縮硬度、撕裂強(qiáng)度等多由聚胺酯泡沫塑料制成。在設(shè)計(jì)過程中，軟質(zhì)材料會特別考慮到暴露在戶外的問題。因?yàn)樗煌谒妮嗆嚨膬?nèi)飾，由于被車身封閉包裹，其內(nèi)飾的物性條件需求比較低。而兩輪車的同材質(zhì)例如坐墊設(shè)計(jì)的蒙皮，會受到更多諸如防止蓄水、防老化、防破損等條件的限制，是設(shè)計(jì)過程中的材料選擇需要著重考量的因素。

3.色彩設(shè)計(jì)：

與傳統(tǒng)的自行車相比，電動自行車體量更大，顏色在整體車身的呈現(xiàn)方式更加整體，帶來的感受也更加直觀。電動自行車零件幾乎不暴露，從格式塔視知覺理論角度來講，其更容易使得觀察者的視線聚焦和整體的觀察。色彩是依附于產(chǎn)品形體的包裝，可以說色彩比造型對人更具有吸引力。對于顏色來說，完整而有力的色彩應(yīng)用能更加快速抓取消費(fèi)者的關(guān)注。與此同時(shí)，電動自行車的大多數(shù)部件與傳統(tǒng)自行車相同，當(dāng)在顏色方面對這些部件有特殊要求時(shí)，成本增加并且維護(hù)變得不方便。因此，顏色設(shè)計(jì)在關(guān)注整體顏色的同時(shí)，也要合理考量與其他小配件的色彩配比關(guān)系。

4.紋理及貼畫：

金屬材質(zhì)表面處理一般包括電鍍剖光陽極氧化等方式，除此之外一些新技術(shù)的應(yīng)用，例如電化學(xué)精加工和拋光的同步過程只需要很短的時(shí)間就可以使工件光滑和明亮，也是科技方面的發(fā)展方向。

貼花一般就是常見的電鍍或打印貼紙的方式，主要用于處理商標(biāo)、型號、生產(chǎn)廠家、車架裝飾線條、過渡色彩等面飾內(nèi)容。在噴涂時(shí)，也可以使用計(jì)算機(jī)圖形程序設(shè)計(jì)新的油漆和涂料，而無需制造模具。

除了傳統(tǒng)兩輪車我們常見的貼紙印花，電動自行車由于帶有電子屬性，一般會附帶電子儀表。電子儀表近幾年的發(fā)展方向?yàn)橹悄芷?，用以顯示電池電量、運(yùn)動數(shù)據(jù)等信息，而這部分內(nèi)容普遍也會歸于表面設(shè)計(jì)工作。

紋理具體表現(xiàn)在軟材表面的表皮紋路，也可以通過穿孔、縫線、壓印等方式作出大型面的花紋。例如PP類材質(zhì)上面也會有一些紋理咬花，這個(gè)部分也是可以通過紋樣進(jìn)行設(shè)計(jì)的。例如坐墊通過裁片的式樣，以材質(zhì)組合等方式進(jìn)行表面設(shè)計(jì)創(chuàng)新，如同衣服定制，可以產(chǎn)生不同的風(fēng)格。但需要注意的是，電動自行車是一個(gè)戶外使用的產(chǎn)品，作為工業(yè)產(chǎn)品來說受限會更多，就不會像民用級別的產(chǎn)品那樣變化豐富。

綜上所述：電動自行車的外觀形態(tài)受傳統(tǒng)自行車的影響較大，設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮材料、性能、受力情況、標(biāo)準(zhǔn)要求等情況，其造型設(shè)計(jì)的余地還是比較大的;造型設(shè)計(jì)中應(yīng)系統(tǒng)考慮色彩、材質(zhì)、裝飾由于電動自行車的戶外特性所帶來的物性限制因素;新型材料的發(fā)展是一個(gè)機(jī)會點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行合理的選用從而帶來更新穎的設(shè)計(jì)方案。

二、電動自行車表面設(shè)計(jì)邊界

表面設(shè)計(jì)邊界主要包括：內(nèi)容邊界一表面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)關(guān)注對象;條件邊界一在后續(xù)設(shè)計(jì)中對表面設(shè)計(jì)構(gòu)成主要影響的因素。

設(shè)立邊界的主要目的是為了合理的聚焦。從而對資源和設(shè)計(jì)流程進(jìn)行合理的安排調(diào)控，這也是一種成本控制的方法，同時(shí)避免因?yàn)槟繕?biāo)過多、影響因素復(fù)雜造成的設(shè)計(jì)重點(diǎn)模糊不清，邏輯混亂。

（一）內(nèi)容邊界：由于電動自行車零部件包裹性差，整體構(gòu)成較為零碎，而且由于大多數(shù)零配件都是通用件，在實(shí)際開發(fā)過程中重新設(shè)計(jì)的性價(jià)比較低，視覺呈現(xiàn)效果也不佳。我們可以歸納出體量較大，且必須具備的部分作為重點(diǎn)對象。具體包含：車架造型，蓄電盒，車把，鞍座，車輪貼花，電子顯示屏。

（二）條件邊界：支撐受力，例如車架所必須的穩(wěn)定前中后叉結(jié)構(gòu)，主流電動自行車一般為菱形結(jié)構(gòu)或三角支撐主體結(jié)構(gòu);政策標(biāo)準(zhǔn)，如新國標(biāo)中所要求的前輪、后輪中心距部大于1.25m，車體寬度不大于0.45m等;技術(shù)限制，主要體現(xiàn)在蓄電盒的設(shè)計(jì)，當(dāng)前技術(shù)發(fā)展條件下盡可能參考標(biāo)桿供應(yīng)商的新型電池盒尺寸，例如博世的快充蓄電池等;外觀造型，雖然可以通過色彩材質(zhì)的賦予去影響造型的設(shè)計(jì)，但是需要確定的事，形狀的選擇可以改變物體表面的感知;新材料應(yīng)用或傳統(tǒng)材料改性，結(jié)合在上文提到的不同領(lǐng)域的CMF趨勢應(yīng)用的落地方式，可著重考慮輕型高強(qiáng)度材質(zhì)例如改型鋁合金、纖維加強(qiáng)樹脂等，除此之外也要適當(dāng)結(jié)合其他領(lǐng)域的新材料例如水磨石樹脂、高亮拉絲金屬等;審美和情感訴求，色彩材質(zhì)所帶來的故事性和情感表達(dá)也是在設(shè)計(jì)中應(yīng)該著重考慮的，意為輸出一個(gè)最能體現(xiàn)品牌特質(zhì)、消費(fèi)者審美偏好、色彩場景表達(dá)的設(shè)計(jì)方案。

三、電動自行車CMF設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

由于兩輪車雖然屬于交通工具范疇下，但其體量和組成相對簡單，基于兩輪車設(shè)計(jì)流程，參考汽車內(nèi)外飾色彩材質(zhì)設(shè)計(jì)中的材質(zhì)品類、工程屬性，和消費(fèi)類電子的應(yīng)用模式，可以總結(jié)出電動自行車的CMF設(shè)計(jì)應(yīng)用規(guī)范主要集中在：產(chǎn)品色應(yīng)用規(guī)范、材質(zhì)質(zhì)感工藝應(yīng)用規(guī)范、圖形應(yīng)用規(guī)范三個(gè)部分。

（一）色彩應(yīng)用分析

由于在電動自行車色彩設(shè)計(jì)部分得出需要針對形體較大覆件進(jìn)行著重考慮，同時(shí)兼顧不同組件中的色彩關(guān)系，在應(yīng)用規(guī)范中需要區(qū)分出相應(yīng)的主色和輔色。并進(jìn)行主色與輔色的選取與搭配。

主色為：應(yīng)用面積大，約占產(chǎn)品面積的80%以上的色彩，作為色彩傳達(dá)主體;輔色為：應(yīng)用面積小，約占產(chǎn)品面積的20%以下，作為點(diǎn)綴和強(qiáng)調(diào)。在定義基礎(chǔ)色之后，要對色彩比例進(jìn)行規(guī)范，一般給出3-4個(gè)建議方案，并通過photoshop或illustrator進(jìn)行二維平面展示圖創(chuàng)建。在設(shè)計(jì)過程中，還要針對不同材質(zhì)對于色彩進(jìn)行調(diào)整和搭配，具體原則包括：原則——同樣色相，不同彩度;原則二一同一色度及圖案，不同產(chǎn)品形成一系列產(chǎn)品;原則三一同產(chǎn)品，不同材質(zhì)，形成主題差異性產(chǎn)品。拿杜卡迪歷代的當(dāng)家跑車舉個(gè)例子，我們可以看到從90年代一直到如今的設(shè)計(jì)，最容易識別的首先是他家族性的紅色，如圖1，以及輔色的黑色、金色，通過調(diào)節(jié)彩度和配比實(shí)現(xiàn)家族進(jìn)化。

除此之外品牌色應(yīng)用也是需要考量的因素之一，由于電動自行車設(shè)計(jì)一般是品牌車系主導(dǎo)的，因此品牌色一般不需要過多應(yīng)用，但是在品牌延伸設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行考量，例如配件比如包、支架、電子顯示器液晶色等。

（二）材質(zhì)質(zhì)感工藝應(yīng)用分析

材質(zhì)包括材料和質(zhì)感，材料的性能外在地表現(xiàn)為特定的視覺現(xiàn)象，形成固有規(guī)律，讓人們認(rèn)知和識別。結(jié)合在電動自行車材質(zhì)設(shè)計(jì)部分劃分出的硬質(zhì)材料和軟質(zhì)材料，對應(yīng)其戶外用品的使用場景，可以進(jìn)一步篩選出可以涉及到的材質(zhì)庫及處理方案。

戶外應(yīng)用場景下的電動自行車，在硬質(zhì)材料方面可以以金屬為基材采用陽極氧化、噴粉、噴砂、鍍鎳涂層等工藝;以改性塑料（PC＼ABS＼PP）為基材可采用雙色注塑、免噴涂注塑、啞面噴涂等工藝;以纖維增強(qiáng)塑膠為基材則可直接使用，部分需要做表面高光處理，例如碳纖維材質(zhì);部分高科技材料則傾向于不做表面處理，直接展示其材質(zhì)本身的特點(diǎn)例如鈦合金。當(dāng)前市場使用最多的材料是鋁合金，因?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)成熟，性價(jià)比高。表面紋理處理時(shí)可采用穿孔、表面壓制紋理、表面腐蝕等方式進(jìn)行處理。

在軟質(zhì)材料方面，由于其物性限制較大，一般采用表面防水防曬的人造革，且接縫處要做防水處理或?qū)⑵潆[藏到鞍座底部，或采用雙層或多層疊的方式進(jìn)行拼接。圖2為TRON 1-280R的車座墊設(shè)計(jì)，采用雙層縫線防水處理。

（三）圖形應(yīng)用分析

圖形應(yīng)用方面多為表面咬花，一般以圖形設(shè)計(jì)呈現(xiàn)。由于電動自行車表面設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)其整體性、均衡感、視覺平衡，文章將采用規(guī)則化造型、簡單的基礎(chǔ)元素序列組合的方式來體現(xiàn)這一原則。具體包含組成的基本元素和組合規(guī)則。

基本元素為擴(kuò)散的單個(gè)個(gè)體，一般為：直線、圓點(diǎn)、圓圈、多邊形為主要組成部分。

其組合原則一般包括：等距、錯(cuò)位、分段、漸變大小、消失、高低起伏等。

組合方式一般包含：條紋：線條規(guī)律折彎、分段條紋、錯(cuò)位條紋、雙走向條紋、高低錯(cuò)落的3D條紋;圓圈/圓點(diǎn)/多邊形：CD紋、大小漸變、中心放射、逐漸消失的點(diǎn)、圓點(diǎn)漸變多邊形，如圖3。

結(jié)合不同區(qū)域的物態(tài)特性可以抓取不同的圖案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（四）CMF系統(tǒng)應(yīng)用總結(jié)

在遵循CMF應(yīng)用原則的基礎(chǔ)上，不僅要考慮到色彩、材質(zhì)、紋理的各部分特性，還要綜合考慮整體搭配，例如紋理需要通過加工手段嵌入材質(zhì)表達(dá)中，過小的紋理間隙將無法進(jìn)行金屬打孔和皮革表面切割;民用級別材料僅可作為小面積裝飾，不可作為坐墊以免造成蓄水;免噴涂工藝不適宜戶外使用。

總結(jié)

通過研究可以看出，電動車表面設(shè)計(jì)是具有工業(yè)設(shè)計(jì)CMF設(shè)計(jì)的一般特性但又具有其顯著行業(yè)特征的，只有系統(tǒng)性進(jìn)行梳理，才能更加清晰地對設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)進(jìn)行界定。文章通過表面設(shè)計(jì)所涉及到的具體內(nèi)容進(jìn)行整理，一方面作為現(xiàn)下兩輪車表面設(shè)計(jì)理論薄弱環(huán)節(jié)的補(bǔ)充，另一方面針對性提出電動自行車設(shè)計(jì)所細(xì)分出的材質(zhì)庫，并總結(jié)出其基本特征，作為電動自行車設(shè)計(jì)中表面設(shè)計(jì)的依據(jù)。