材料與工藝在家居燈具設(shè)計中的應(yīng)用研究

毛磊

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）09-0133-03

引言

中國的“燈文化”一直享有盛譽，燈在國人心中代表著吉祥。每逢佳節(jié)，各家各戶皆張燈結(jié)彩。故此，燈具在家庭裝修采購中往往占據(jù)著優(yōu)先地位，進(jìn)而促使了燈具行業(yè)的繁榮。與此同行的是社會經(jīng)濟(jì)和文化的高速發(fā)展提升了人們的購買力和審美能力。過去做工粗糙、追求單一實用性的燈具產(chǎn)品已逐漸被家居市場所邊緣化。燈具的外觀形態(tài)、材料質(zhì)感已逐漸被消費市場著重考慮。燈具產(chǎn)品的材料選用和加工方式是一個綜合載體，是決定燈具成型效果的關(guān)鍵因素，往往可以反映一個時代社會生產(chǎn)力的水平。設(shè)計本身超出當(dāng)時材料與工藝的發(fā)展水平，會導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題，最終難以成型，更無法服務(wù)大眾。材料和工藝與設(shè)計之間的關(guān)系并非一成不變，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況和環(huán)境做出改變。從產(chǎn)品的整個使用周期做綜合考慮，分析不同材料之間的特性，有助于設(shè)計師優(yōu)化設(shè)計方案，提高方案可行性。然而，作為行業(yè)未來的主力軍，設(shè)計院校部分學(xué)生對于材料和工藝與產(chǎn)品之間的關(guān)系缺乏全面的認(rèn)知，造成主觀設(shè)計上的盲目創(chuàng)新與當(dāng)前客觀工藝與材料的發(fā)展水平相沖突，從而導(dǎo)致諸多燈具在概念設(shè)計階段效果搶眼，一旦落地生產(chǎn)實物后，由于對工藝選用的不合理，其質(zhì)感則會大大的降低，影響了產(chǎn)品的效果或致使產(chǎn)品難以裝配生產(chǎn);甚至由于材料使用不當(dāng)，產(chǎn)品本身伴隨安全隱患。目前學(xué)術(shù)界關(guān)于此領(lǐng)域的研究較多，但多是針對某一材料或工藝進(jìn)行縱向深入研究，缺乏各類別之間的橫向?qū)Ρ扰c總結(jié)。文章基于對行業(yè)內(nèi)大量二手?jǐn)?shù)據(jù)的匯總，分析燈具領(lǐng)域中五個主要類別的材料和對應(yīng)加II藝的特性，探討其中的價值，使讀者對其有一個較為綜合的認(rèn)知，以期引起業(yè)內(nèi)人士對材料和工藝在燈具設(shè)計中地位的重視，讓設(shè)計真正歸于現(xiàn)實。

一、家居燈具中材料與工藝的價值體現(xiàn)

（一）材料和工藝影響燈具市場。人類設(shè)計活動以人類與設(shè)計物之間的關(guān)系為主題，設(shè)計通常包含以物與物的關(guān)系為主體的設(shè)計（工廠加工機器）和以物與人的關(guān)系為中心的設(shè)計（室內(nèi)設(shè)計和家居產(chǎn)品設(shè)計等）。產(chǎn)品的質(zhì)感是直接展示在消費者眼前的，它會作用于人的視覺并產(chǎn)生心理反應(yīng)。因此除外觀設(shè)計外，材質(zhì)本身的觸感、光澤感等也影響著產(chǎn)品的質(zhì)感表現(xiàn)，而這些表現(xiàn)又會直接影響到消費者的購買欲望。學(xué)會讓材料去“說話”，讓工藝去“表達(dá)”是一個具有挑戰(zhàn)性的過程。同樣的設(shè)計，由于后期采用材質(zhì)的差異化則會呈現(xiàn)不同的視覺效果。因此，材質(zhì)、工藝、產(chǎn)品和消費者如何實現(xiàn)正向聯(lián)系，是目前燈具設(shè)計行業(yè)所需探究的。此外價格因素也是左右消費市場的一個重要方面，熟知各種材料與工藝的加工成本，可以確保設(shè)計人員能夠準(zhǔn)確定位受眾群體，根據(jù)其消費水平考慮最適宜的材料與工藝。

（二）材料和工藝影響燈具美學(xué)。在燈具設(shè)計中，材料運用的過程實際就是將不同的材料加以組合形成豐富形態(tài)的過程。一種新材料、新工藝的出現(xiàn)，往往可以使得設(shè)計本身發(fā)生重大變化。材料的特性決定了設(shè)計師在創(chuàng)作時對整個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的把控，例如金屬材料普遍硬度高，但通常制品較重;塑料輕便，但結(jié)構(gòu)強度低等，這些因素?zé)o不左右著設(shè)計師的設(shè)計思路，影響著產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)。另一方面，燈具作為一種人與物直接交互的產(chǎn)品，其表面處理工藝帶來的視覺效果也是影響產(chǎn)品美學(xué)的重要因素之一。例如，玻璃的棱角分明會使產(chǎn)品帶有未來感;高級灰的塑料材質(zhì)則會有一種小清新的居家風(fēng)格;陶瓷則會呈現(xiàn)一種溫暖如玉的奶白質(zhì)感。這些視覺效果在構(gòu)建產(chǎn)品美學(xué)方面，起到了強烈的沖擊作用。因此新材料和工藝的誕生，本質(zhì)上也是產(chǎn)品設(shè)計美學(xué)的不斷提升，同樣的，正因為市場有此方面的需求，才會促使制造行業(yè)對材質(zhì)和表面工藝的不斷探索與推陳出新。

二、現(xiàn)代燈具材料與工藝的比較分析

材料是人類生存所需的基本工具，沒有材料，設(shè)計活動只是存在于人類大腦中的一種思維活動，是無法實現(xiàn)成一個具體的產(chǎn)品。材料有其自身的屬性，不同的材質(zhì)特征決定其如何被應(yīng)用，工藝則是將材料性能多樣化展示的加工方法。任何優(yōu)秀的燈具產(chǎn)品都離不開設(shè)計方案的合理性、材質(zhì)的選擇和加工工藝的搭配，三者有機統(tǒng)一達(dá)到最為平衡的組合。隨著科技的變革，燈具所用的材料發(fā)展成以金屬材料（金屬、金屬合金）、無機非金屬材料（陶瓷和玻璃）、合成高分子材料（塑料）和天然有機高分子材料（木材）為主的四大類別。

（一）金屬材料主要包括金屬和以金屬為基礎(chǔ)的合金材料。加工方式以機械成型為主，制品多是簡潔幾何造型。包含四種主要的成型工藝，每種都有適宜的材料與之搭配。

1.型材擠出工藝：加工成本最低，模具成本適中。由于工藝局限，可生產(chǎn)的造型單一，且制品表面通常較為粗糙，多搭配鋁合金生產(chǎn)。鋁合金是燈具生產(chǎn)制造中最為常見的材料，具有高強性和可塑性，常用來生產(chǎn)燈具內(nèi)部的結(jié)構(gòu)支撐件。

2.沖壓成型工藝：多用于生產(chǎn)薄型金屬，例如不銹鋼、鋁合金和銅等，其造型豐富度良好但模具成本較高，通常用于金屬燈罩和殼體等部件的批量生產(chǎn)。不銹鋼是現(xiàn)代燈具加工常用材料之一，其良好的防銹防腐、重量輕、可回收利用等特性，使之成為最為炙手可熱的材料。常見的表面處理工藝為烤漆和PVD。烤漆是指在金屬表面進(jìn)行多次上漆和烘烤的工藝，具有表面光滑，無紋路的特點，且顏色種類豐富;PVDR名真空鍍，是一種應(yīng)用在金屬表面的處理工藝，可使制品外觀呈鏡面反光，但工藝顏色有限制，多以黑、金和銀色為主。銅金屬得益于自帶的復(fù)古質(zhì)感，兼抗腐蝕能力好、易加工和可回收利用的特性，是許多復(fù)古燈具的首選，表面處理以電鍍工藝為主，具有涂層較薄的優(yōu)勢，但顏色有限也是其缺陷。鐵金屬儲存量豐富，更兼價格低廉與耐磨性高;缺點是制品較重，通常適用于大型燈具的制作。

3.壓鑄成型工藝：其原理是將金屬熔化為液體后，置于模具內(nèi)，冷卻后獲得制品。適用材料有鋅合金、鋁合金和鑄鐵鑄銅等。成本較高但造型豐富，常用于生產(chǎn)高端燈具的支撐件等。

鋅合金具有流動性好和易熔焊的特點，常與壓鑄工藝搭配。成型制品搭配噴漆工藝可以處理成任何顏色，缺點是表面有顆粒感，較為粗糙，且隨時間流逝表面易生成裂痕。

4.CNCI藝：理論上可加工出任意形狀的制品。原理是通過編寫電腦程序控制機床進(jìn)行加工，多用于制作具有切邊結(jié)構(gòu)的精細(xì)燈具外殼。造型豐富度極高，但加工成本和模具成本在上述工藝中最為昂貴。

文章通過收集和分析二手資料和對業(yè)內(nèi)相關(guān)人士（方工，奧美特設(shè)計開發(fā)（深圳）有限公司）進(jìn)行訪談后，總結(jié)出表l和表2。

（二）材質(zhì)是色彩的載體，玻璃通過不同的形態(tài)和表面肌理，結(jié)合光可營造不同的景象，或是感到堅硬、不可接近：或是使人感到溫暖、舒適。此外，玻璃因其光澤度極高，且質(zhì)硬耐刮，故普遍應(yīng)用在各類室內(nèi)吊燈和舞臺展燈中。

1.人造水晶：別稱鉛品質(zhì)玻璃，是指在普通玻璃之中加入一定比例的氧化鉛（業(yè)內(nèi)常以24%為標(biāo)準(zhǔn)）成型之后打磨拋光的玻璃。因其成本低廉且兼有與天然水晶相近的亮度和光澤度，是許多吊式燈具的首選材料。人造水晶在品質(zhì)方面的不同，導(dǎo)致價格也隨之改變。文章通過對業(yè)內(nèi)人士的進(jìn)行訪談，歸納整理出一份人造水晶應(yīng)用在燈具產(chǎn)品中的等級對照表，見表3。

2.日用玻璃：成型方法有壓制法與吹制法。壓制法的特點是制品的形狀比較精確，表面可帶有花紋，且工藝簡便，生產(chǎn)效率較高。吹制法則多用于制作燈泡玻璃殼等部件。

3.平板玻璃：是大多數(shù)玻璃產(chǎn)品的基礎(chǔ)形態(tài)，成型方法較多，機械成型法為主流，采用浮法生產(chǎn)工藝，主要用于生產(chǎn)裝飾玻璃和高端玻璃燈具等。

（三）歸功于燈具設(shè)計理念的創(chuàng)新以及加工工藝的進(jìn)步，陶瓷因其溫暖如玉的觸感，成為接觸式燈具外殼的不二之選。目前陶瓷成型工藝較多，主要有注漿成型、可塑成型和壓制成型三種。

1.注漿成型可以制作厚度僅為l毫米的制品（薄胎陶瓷），具有透光性好、耐高溫、耐摩擦和易清洗等諸多優(yōu)勢，為陶瓷廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代燈具設(shè)計之中提供了基礎(chǔ)。其適用于批量生產(chǎn)復(fù)雜、薄壁和體積較大的燈罩制品，在美觀的前提下保證了足夠的透光性。

2.可塑成型是指在陶瓷配料中加入一定量的水分（16%-25%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)），調(diào)成具有可延展性的坯料，而后用機器擠壓或手捏成型。該成型法多以手工拉坯為主，少量地用于生產(chǎn)不具備量產(chǎn)能力的復(fù)雜工藝品。

3.機器成型法的優(yōu)勢在于操作簡便和易于量產(chǎn)，但產(chǎn)出的胎體較厚，無法達(dá)到足夠的透光性，多用于生產(chǎn)燈具底座這類厚重且無需透光的部件，例如燈泡底座等。厚重的底座使重心降低，也保證了穩(wěn)定性。

圖1為三種陶瓷加工方法的成品對比圖。

（四）塑料作為合成高分子材料的一種，具有良好的低質(zhì)量、透光性、絕緣性和耐腐銹等特性，是當(dāng)今產(chǎn)品制造中重復(fù)利用率最高的材料。塑料經(jīng)過幾個世紀(jì)的發(fā)展，衍生的種類十分多樣，按照加工性質(zhì)可分為熱固性和熱塑性塑料兩種。熱固性塑料是一種不可回收再加工的材料，其成型之后沒有可塑性，但硬度高、具有良好的耐熱性;熱塑性塑料是一種可回收再融化鑄形的塑料，具有良好的循環(huán)使用性，造型更加靈活且可塑性強，但耐熱性和剛性低于熱固性塑料。表4就市面上常見的燈具塑料種類進(jìn)行了匯總，對它們的特性進(jìn)行了整合對比。

（五）木材屬于天然有機高分子材料的一種。具有易加工、質(zhì)量輕、高強度、絕緣性的特點，且表面富有天然的紋理。面對日漸枯竭的生產(chǎn)資源，木材由于其可再生和低污染的特性，再次被加工制造行業(yè)所青睞，今天許多創(chuàng)新藝術(shù)燈具往往都采用木材作為其外殼材質(zhì)。其表面處理方法通常為刷漆工藝;此外在木材表面賦予貼膜是一種新型工藝裝飾方法，其優(yōu)點在于使木材表面更為光滑，常見的貼覆材料為聚氯乙烯膜（PVC）和木紋紙等。目前木材的加工方式有手工和機床加IN種。手工加工一般用于小批量或私人定制產(chǎn)品的生產(chǎn);機床加工是木材大批量生產(chǎn)的首選。在構(gòu)件的結(jié)合方式上，常見的有榫卯結(jié)構(gòu)、膠粘合和鉚釘結(jié)合這三類方式。

1.榫卯結(jié)構(gòu)是我國古代勞動人民的偉大發(fā)明。簡單來說，通過榫頭和榫孔的結(jié)合，在互相牽制之中，既起到連接的作用又兼有外觀的美麗。

2.膠黏合工藝是指在兩塊表面光滑的木材之間通過涂抹膠液的方式，將其進(jìn)行穩(wěn)固的連接。該方法的特點是制作簡單、結(jié)構(gòu)強度高和外形不易損壞。常見的人造三合板便由此工藝制造。

3.鉚釘結(jié)合方法是指將不同的木材通過螺絲釘擰和在一起的工藝，該方法可以確保兩塊木材間貼合更加緊密，但會在木材表面留下釘帽痕跡，不利于美觀。

圖2為上述加工工藝的成品對比圖。

三、材料與工藝在設(shè)計活動中的應(yīng)用方向探究

產(chǎn)品方案的制訂需要設(shè)計者充分了解材料與工藝的各方面特性，結(jié)合用戶需求、制造的價格和生產(chǎn)的可行性等因素進(jìn)行統(tǒng)籌安排，使設(shè)計方案到達(dá)最優(yōu)化。通過前期對于家居燈具設(shè)計活動中所涉及的各項材料與工藝進(jìn)行廣泛地定量統(tǒng)計調(diào)查，得到了五種主要材料類別及其加工工藝的綜合對比結(jié)果。文章就該調(diào)查結(jié)果，探討其在燈具設(shè)計活動中的具體應(yīng)用維度，最終總結(jié)如下：

（一）展現(xiàn)產(chǎn)品的文化元素屬性。對于日趨完善的燈具市場來說，僅在造型上進(jìn)行創(chuàng)新已難以獲取足夠的市場關(guān)注度。很多時候，消費者傾向于了解產(chǎn)品背后的靈感來源，追尋產(chǎn)品基于何種文化背景，這一現(xiàn)象在家居燈具產(chǎn)品中格外凸顯。關(guān)于如何展現(xiàn)文化屬性，設(shè)計者多從造型方面進(jìn)行探究，例如用八卦紋樣來彰顯道家文化等。材料由于其本身的多樣性和可塑性，是承接產(chǎn)品實物的基礎(chǔ)，因而在彰顯產(chǎn)品文化元素上具有得天獨厚的優(yōu)勢。例如，采用沖壓鋁合金技術(shù)制成的產(chǎn)品外殼，表面輔以陽極氧化工藝，使制品在陽光照射下有泛藍(lán)的光澤，以此體現(xiàn)產(chǎn)品的海洋元素文化背景。此外，對于一些特殊室內(nèi)場景（博物館、主題餐廳等）中的燈具產(chǎn)品，合適的材料選擇就顯得更為重要，例如在氛圍燈具中大面積采用陶瓷、木材外殼制品，則會給人一種鋪面而來的文化氣息。

（二）表達(dá)產(chǎn)品的感性特征。發(fā)展到今天，燈具不再是僅僅作為滿足人類照明需求的物件。燈具產(chǎn)品通常以一個生活伴侶的角色出現(xiàn)在人們的家庭生活之中，使用過程包含一種人與物品之間的情感交流。材料和工藝在這個過程中充當(dāng)著人與物的交互媒介，作用于情感的傳輸與表達(dá)。在產(chǎn)品的情感化設(shè)計中，用戶最為直接的關(guān)注點是產(chǎn)品的外形、質(zhì)感等方面。材料與工藝是影響產(chǎn)品質(zhì)感和外形特征的決定性因素?，F(xiàn)代城市的高樓大廈，使得城市居民難以感受自然，設(shè)計者可以嘗試從構(gòu)建產(chǎn)品情感化方面入手，通過仿生和再現(xiàn)設(shè)計等手段達(dá)到目的。例如使用木材或塑料等材質(zhì)設(shè)計類似天然竹子和樹根等外形，表面再輔以鍍膜工藝，以此體現(xiàn)產(chǎn)品的自然氣息，使用戶在情感上獲得慰藉。

（三）促使設(shè)計方案更加科學(xué)與可持續(xù)化。家居燈具產(chǎn)品作為一類在密閉空間內(nèi)直接與人接觸的物品，在產(chǎn)品的原材料選用上更應(yīng)該科學(xué)把握，避免因材料的應(yīng)用不當(dāng)造成安全問題。在產(chǎn)品設(shè)計方案生成階段，對于近光源位置的部件，應(yīng)當(dāng)避免采用易燃和易因高溫而形變的材料（木材和熱塑性塑料等），這可以有效地避免因產(chǎn)品選材不當(dāng)造成的安全隱患，提升設(shè)計方案的科學(xué)可行性。另一方面，隨著環(huán)保理念日益深入人心，設(shè)計者在實施設(shè)計活動時應(yīng)當(dāng)盡可能選擇可回收材料，將此理念貫徹的到設(shè)計方案中，這更有利于迎合消費者的需求。例如在非承重結(jié)構(gòu)部件上采用可回收利用的木材，兼顧價格與環(huán)保;在非近光源的低溫區(qū)域，采用具有高可回收性的熱塑性塑料，在控制產(chǎn)品重量的同時，又兼顧可持續(xù)發(fā)展。

結(jié)論

產(chǎn)品設(shè)計是創(chuàng)造過程，也是一種解決問題的過程。因此人與設(shè)計物的緊密聯(lián)系占據(jù)了設(shè)計的主導(dǎo)地位，產(chǎn)品設(shè)計并不是單純地解決功能與技術(shù)上的實現(xiàn)問題，還應(yīng)該系統(tǒng)地解決產(chǎn)品與人、社會等諸多問題?？偟膩碚f，材料和工藝關(guān)乎整個產(chǎn)品的用戶體驗，尤其在家居燈具這類既注重外觀顏值又注重實用性的產(chǎn)品門類中。用戶體驗小到影響燈具的市場銷售情況，大到影響消費者對其所屬品牌的看法。在設(shè)計方面，設(shè)計師應(yīng)根據(jù)家居的風(fēng)格與使用場所選擇合適的材料與照明方式，實現(xiàn)合理和美觀的照明燈飾設(shè)計;在制造方面，設(shè)計師應(yīng)充分了解每種材料的特性，根據(jù)其特性設(shè)計合理且易于加工的外形，充分考慮可實行性。放棄過分天馬星空的造型設(shè)計理念，讓設(shè)計回歸到現(xiàn)實，回歸到對產(chǎn)品最終能否真正落地生產(chǎn)的研究。沒有真實的物理材料去支撐，任何不切實際的創(chuàng)新設(shè)計最終只能化為泡沫，國內(nèi)燈具設(shè)計行業(yè)對于材料和工藝的探究仍有很長的路要走。