雙行星真空攪拌機外觀創(chuàng)新研究

尹 程，楊 鑫，邱 瑩，周美婷，宋 陽

（柳州工學院，廣西 柳州 545000）

0 引言

近年以來，我國大力推行制造強國的戰(zhàn)略，推動了攪拌機行業(yè)的迅速發(fā)展，攪拌機行業(yè)市場規(guī)模不斷增長。雙行星真空攪拌機特別適合進行從粉體到高黏度、高密度的物料溶解、混合、混煉、反應的工藝，可根據(jù)不同生產(chǎn)工藝及物料特點選擇不同的攪拌槳（如麻花框式、多槳葉式），被廣泛應用于建筑、化工、冶金、醫(yī)藥、食品、飼料、新材料等領(lǐng)域，其覆蓋行業(yè)范圍極為廣闊。

我國攪拌機行業(yè)經(jīng)過較長時間的發(fā)展，生產(chǎn)能力與工藝技術(shù)不斷進步，但行業(yè)整體水平與發(fā)達國家相比仍存在一定的差距。我國經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)，化工攪拌機行業(yè)發(fā)展水平相對較好，而其他地區(qū)相對發(fā)展緩慢?？偟膩砜矗覈嚢铏C行業(yè)尚處于發(fā)展初期階段，行業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)能力亟待提升。中國機電產(chǎn)品進出口商會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：2021年1—7月我國攪拌機出口23.30億美元，同比增長61.72%，與2019年同期相比增長74.36%；出口數(shù)量為16 201.81萬臺，同比增長49.41%，與2019年同期相比增長59.23%。

工業(yè)設(shè)計師要從提高公司品牌形象的設(shè)計需求出發(fā)，分別對攪拌機形態(tài)、材料、色彩和功能分區(qū)進行人性化因素分析，結(jié)合工程機械產(chǎn)品外觀造型設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計及機械設(shè)計基礎(chǔ)等專業(yè)知識，從結(jié)構(gòu)、造型、色彩等方面對攪拌機進行深入化設(shè)計。將企業(yè)需求和現(xiàn)有基礎(chǔ)機型特征進行外觀造型的創(chuàng)新設(shè)計升級，并與市場上同類產(chǎn)品進行標桿比對，將相關(guān)設(shè)計要素與企業(yè)品牌形象進行融合，突出企業(yè)的產(chǎn)品特質(zhì)，提升企業(yè)品牌形象，在操作功能上則需要更注重人機交互性、便捷性和可操控性。

1 國內(nèi)外攪拌機的研究現(xiàn)狀

國外對于攪拌機的研究相對我國較早，主要是通過解決安全性問題，使設(shè)備更加的智能化和自動化，設(shè)計出更為人性化、功能完善和設(shè)備先進[1]。但是，在功能分區(qū)設(shè)計上不夠細化；國內(nèi)攪拌機外觀的研究雖然起步較晚，但是部分企業(yè)卻可以從自身問題出發(fā)，尋找差距并設(shè)計出具有國際先進水平的攪拌機外觀。現(xiàn)階段，國內(nèi)攪拌機的設(shè)計主要注重產(chǎn)品本身的實用性，也開始有意識地注重攪拌機的外觀造型設(shè)計[2]，嘗試將傳統(tǒng)機械產(chǎn)品與現(xiàn)代美學知識相結(jié)合，通過提升攪拌機的外觀性進而提升用戶使用的舒適感。目前，市場上多數(shù)攪拌機設(shè)計大同小異，對功能設(shè)計關(guān)注較多，造成同質(zhì)化、產(chǎn)品本身缺乏整體性、功能分區(qū)不夠完整等問題[3]。通過調(diào)整攪拌機的電機和電柜位置，以及結(jié)合企業(yè)形象重新對攪拌機進行色彩搭配，既可滿足使用人對攪拌機的外觀設(shè)計，又能在生產(chǎn)時減少操作不便捷的不足。

2 攪拌機問題分析

2.1 整體性不強

攪拌機線路及物料輸送管道走向凌亂，缺乏整體性，功能分區(qū)不夠細化，攪拌機的諸多零件大多直接外露，使攪拌機整機看起來不夠規(guī)整、整潔。

2.2 外觀單一

目前，市場上的攪拌機外觀主要為不銹鋼原色，外觀設(shè)計的造型和配色都較為相似，國內(nèi)攪拌機以滿足功能需求為主，在外觀上的重視度不足，存在較為嚴重的同質(zhì)化，缺乏辨識度等問題。部分攪拌機沒有考慮企業(yè)品牌形象對攪拌機進行個性化外觀造型設(shè)計，導致市場攪拌機缺乏企業(yè)辨識度，用戶在看到這類產(chǎn)品時，無法迅速區(qū)分品牌，在一定程度上也降低了產(chǎn)品的競爭力。

2.3 形象不突出

市面上的雙行星攪拌機側(cè)重功能使用，在外觀設(shè)計上，對企業(yè)品牌各類機型的統(tǒng)一性和系列性不夠注重，對整體簡潔、人機交互等方面的設(shè)計沒有過多的考慮，使消費者很難區(qū)分企業(yè)的系列產(chǎn)品。

3 雙行星攪拌機市場及產(chǎn)品分析

3.1 市場環(huán)境分析

圍繞政策、經(jīng)濟、社會、技術(shù)四大因素展開攪拌機的環(huán)境分析。在政策上，從2021年11月30日工業(yè)和信息化部印發(fā)的《“十四五”信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》和2021年12月29日工信部聯(lián)合科技部、自然資源部發(fā)布的《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》來看，國家政策的支持對攪拌機未來市場發(fā)展利好，預計攪拌機行業(yè)將會迅速發(fā)展，對攪拌機進行外觀造型創(chuàng)新設(shè)計，使其與國際機型相比更具競爭力。在經(jīng)濟上，攪拌機行業(yè)發(fā)展持續(xù)需求火熱，中金企信咨詢數(shù)據(jù)顯示：2019年全球高速分散機市場總值達到了8.8億元，預計2026年可以增長到11億元，年復合增長率（CAGR）為3.4%。若企業(yè)對攪拌機領(lǐng)域進行深入研究與創(chuàng)新，將會引領(lǐng)攪拌機行業(yè)的發(fā)展，助力GDP指數(shù)持續(xù)上升。用戶對攪拌機需求的不斷提高，為攪拌機行業(yè)市場提供創(chuàng)新研究的動力。在社會上，傳統(tǒng)攪拌機行業(yè)市場門檻低，缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標準，而互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與攪拌機行業(yè)的興起，能為用戶提供更高性價比的服務(wù)。在技術(shù)上，科技的進步讓大數(shù)據(jù)、云計算、5G等逐步從一二線城市過渡到三四線城市，實現(xiàn)攪拌機行業(yè)科技智能體驗的普及化。

3.2 產(chǎn)品色彩分析

攪拌機在工業(yè)生產(chǎn)中是混合高分子材料的理想機械，在其外觀設(shè)計上色彩分布尤為重要，通過合理的色彩分布體現(xiàn)區(qū)域的功能、優(yōu)化線條及提示警告，特別是一些需要人長時間面對設(shè)備的操作區(qū)域，更要合理運用色彩減少色光對人生理和心理上的影響，減輕人體在視覺上的疲勞，提高工作人員的工作效率與專注度[4]。

3.3 產(chǎn)品人機分析

設(shè)備操作者由于長時間地操作同一機器，在操作屏幕高度、攪拌桶扶手高度（見表1）上要考慮到人體身高（如圖1），設(shè)計時要充分地考慮人體活動和操作范圍，方便人員的操作使用。

表1 1 500 L型號高速攪拌機尺寸

圖1 人機工程學組合圖 （單位：mm）

4 設(shè)計策劃與構(gòu)思

4.1 方案分析

攪拌機是一款工業(yè)性較強的產(chǎn)品，在功能上有著十分明確的定位，為解決布局凌亂、形象感不強等問題，通過研究對比國內(nèi)外攪拌機現(xiàn)狀和現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)應用（如企業(yè)形象、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與特性、產(chǎn)品的色彩搭配等），得出企業(yè)的文化形象可以作為攪拌機外觀設(shè)計的突破口。

攪拌設(shè)備在生產(chǎn)制造中應用廣泛，隨著人們審美的提高，攪拌機設(shè)備外觀設(shè)計既要滿足公司提升品牌形象的需求，又要符合大眾的審美，在結(jié)構(gòu)和外觀上充分體現(xiàn)企業(yè)文化，確保用戶能一眼識別出企業(yè)的特征，通過機型外殼的改進設(shè)計，將傳統(tǒng)攪拌機的線路、物料運輸管路包裹到外殼中，考慮產(chǎn)品機身的功能分區(qū)設(shè)計，優(yōu)化操作體驗。

在形態(tài)上，以簡約、對稱的為主要設(shè)計理念，并結(jié)合現(xiàn)代化元素在外觀造型上進行創(chuàng)新，從三角形、長方形到龍門形及柱體框架進行鏤空、仿生造型設(shè)計，采取了大膽的形態(tài)嘗試。整體線條簡潔流暢，符合簡約化、智能化、功能化等設(shè)計發(fā)展趨勢（見表2）。

表2 高速分散攪拌機方案草圖

在材質(zhì)上，主要考慮攪拌機作業(yè)環(huán)境，機器長期與腐蝕性化學物質(zhì)接觸，因此攪拌機的攪拌桶區(qū)域需采用不銹鋼材質(zhì)，防腐且易于成型。在非攪拌作業(yè)區(qū)域，我們可以根據(jù)攪拌機的配色和造型需要，在考慮成本和兼顧造型設(shè)計的基礎(chǔ)上，適當選用表面電鍍或拉絲等工藝進行著色處理。

在色彩上，依據(jù)操作者面對單一顏色視覺疲勞的特點，機械設(shè)備采用銀色等淺色色調(diào)為主，對設(shè)備按鈕等重要部位，使用較醒目的顏色加以標識。色彩搭配上盡量不超過3種色彩，注重色彩的均衡，從公司LOGO中提取元素，藍色、銀色等冷色調(diào)的色彩可以使人產(chǎn)生寧靜之感，消除操作者內(nèi)心的緊張煩躁情緒，提高其工作效率，但過于平靜又會導致操作人員的疲倦，所以設(shè)計人員又在藍銀冷色調(diào)的基礎(chǔ)上增加了明快的黃和熱烈的紅，給人一種陽光積極的感覺[5]。

在人機工程上，將屏幕的位置設(shè)置在距地面1 600 mm的位置，符合大眾身高；攪拌桶扶手距地面1 300 mm，方便人員操作使用。在高速分散機外觀設(shè)計問題上盡可能不破壞產(chǎn)品整體框架，避免影響機器功能。

在智能交互要素上，高速分散攪拌機的交互界面是用戶使用操作攪拌機的主要途徑，能夠表達出該產(chǎn)品的科技感，通過人性化的界面設(shè)計、合理的功能規(guī)劃分區(qū)及智能化的輔助手段可以降低用戶操作產(chǎn)品的難度，使設(shè)備的操作更具交互性且更智能。

4.2 設(shè)計實例

本次設(shè)計采取用戶調(diào)研和案例分析法，考慮企業(yè)需求和人機操作要求，在滿足功能需求的同時進行合理化功能布局，通過探析企業(yè)產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計與企業(yè)形象識別，結(jié)合企業(yè)形象進行產(chǎn)品設(shè)計，使產(chǎn)品外觀新穎且有辨識度[6]。由公司定位出發(fā)，最終攪拌機機體的方案采用黑色作為主導，再利用LOGO的顏色進行區(qū)塊分割，產(chǎn)生線條感，在攪拌桶和送料部分，因其易污染，因此保持不銹鋼的材質(zhì)，方便清理和改裝。根據(jù)上述內(nèi)容進行設(shè)計并構(gòu)建攪拌機的三維數(shù)字建模，再對三維模型進行渲染，得出雙行星真空攪拌機外觀造型設(shè)計方案。高速分散攪拌機工程圖見圖2，高速分散攪拌機設(shè)計方案草圖見表2。

圖2 高速分散攪拌機工程圖

上述方案對攪拌機進行了大量的造型與結(jié)構(gòu)整合，考慮機身操作的穩(wěn)定性，以及外觀特色，結(jié)合企業(yè)經(jīng)營理念，最終在以上方案中進行了分階段的實踐應用，在現(xiàn)有機型設(shè)計中將上述方案分步驟實施，不斷完善企業(yè)機型的外觀形象。

5 結(jié)語

產(chǎn)品運用人機工程、工業(yè)設(shè)計等學科知識，結(jié)合企業(yè)理念與企業(yè)形象，對雙行星真空攪拌機的外觀造型進行了創(chuàng)新設(shè)計。創(chuàng)新設(shè)計更好地將簡約化、智能化、功能化等設(shè)計與機械產(chǎn)品進行了融合。在色彩搭配方面，與企業(yè)LOGO相結(jié)合，使設(shè)備外觀與企業(yè)品牌相呼應，并突出企業(yè)個性，增強企業(yè)辨識度。此外，在工藝方面也應考慮產(chǎn)品在投入正常使用后，對于環(huán)境潔凈度的要求和產(chǎn)品需求的產(chǎn)量問題，因而在實現(xiàn)低成本投入的同時，盡可能地減少復雜工藝的設(shè)計。通過改良產(chǎn)品外觀造型，使攪拌機具有更高的企業(yè)識別度，以達到提升企業(yè)產(chǎn)品競爭力的作用。