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影响新材料在产品设计中的选择因素研究
摘要：新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。伴随着科技的发展和人类对自然的不断探索，科学、技术为设计师提供了更加丰富的设计新材料，这为设计师提供了一个广阔的创作平台，也给设计师提出了更高的要求：要创造符合时代步伐的设计作品，就必须在掌握现代设计观念和设计手段的前提下，充分认识影响新材料选择的因素。本文探讨了影响未来新材料在产品设计中的应用因素，希望能对大家的研究提供帮助。
关键词：新材料产品设计影响因素
前言
材料是人类赖以生存和发展的物质基础，新材料是营造未来世界的基石。新材料和传统材料都可能创造出让人意想不到的新产品。人们不断探索高科技材料，将许多以前的想象变为可能；同时，传统材料的巧妙运用也为产品增添了更多的人为气息。产品形态设计是立足现在，面向未来的设计，是对现实的产品形态和现有的产品的一种超越。新材料的选用是对现有产品形态超越的基础。在设计中，对新材料的属性分析成为产品设计的重要环节，在产品形态设计过程的最早阶段就应该考虑材料问题，选择材料应以产品实际功能要求为准，或采用新材料创造出具有吸引力的外观，或采用低廉的与产品使用寿命相一致的材料，通过精心的设计创造出独特的形象。
在产品设计中，新材料作为组成产品性能的一个重要元素，对于完善产品的功能和丰富产品的内涵有着重要的作用。随着社会经济和信息科技的发展，以及产业面临日益竞争的经营环境，唯有使企业与设计师意识到应用新材料与竞争优势的相互关系，方可促使企业重视发挥材料不同层次上的特征和趋势发展的重要角色。新材料运用的发展确实有助于传统产业提升市场的竞争力。由于人们对材料的真实性和感知特性的要求越来越高，产品设计中选用恰当的新材料的要求也越来越苛刻，同时对现有材料的性能的提升和改善也十分关键。目前，设计师对新材料的选用比较盲目，缺乏一个正确的参考，很多设计师对新材料的选用仍然停留在旧有的经验选材阶段，这就很大程度上限制了设计师的选材思路。本文在影响新材料选择的因素研究上，引入了“需求”这一概念。借助于需求，我们可以将产品世界与材料世界这两个领域连结起来，然后通过需求匹配的方式来进行产品设计创意设计。
1新材料科学的研究现状
新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样，新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类，不同的分类之间相互交叉和嵌套，目前，一般参照应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域：
电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料（含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等）、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。
新材料和产品设计之间到底具有什么样的密切关系，将成为下文研究的重点。
2新材料与产品设计
每一种新材料或者材料的新用途的出现和成功运用，都会引发产品设计领域的一次重大变革。塑料的出现与运用，极大地改变了工业产品的面貌，与金属、木材制造的产品相比，塑料产品的造型几乎变得“随心所欲”。苹果电脑对透明材料的成功运用，使电脑形象焕然一新，成为很多厂家竞相模仿的对象，这也成为了苹果公司发展的一个重要转折点（图1）。1851年英国伦敦第一届世界博览会的场馆建筑一一水晶宫（图2），第一次大规模地使用钢结构和大面积玻璃做为建筑材料，使建筑呈现出前所未有的形象。这座本是为世博会展品提供展示场所的建筑，其本身却成为了第一届世博会最成功的展品，成为人类历史上的里程碑作品，开创了一个全新的局面。
设计与材料是紧密相连，不可分割的，任何设计都需通过材料来实现。作为工业产品造型的物质基础，在产品设计发展的过程中，设计材料同时也在不断发展。产品造型设计的过程实质上是对材料不断加以理解和认识的过程。产品造型设计中有三大要素分别是材料、色彩及形态。其中材料是工业产品造型载体，也是色彩和形态的载体。产品的信息要依靠材料传达给消费者。具体的说是经由视觉和触觉传递给消费者的产品信息和造型语言是材料所承载的，因此，可以说材料是消费者与产品相互沟通和交流的最重要的纽带，是造型设计的立足点。选用材料是否合理，很大程度上决定了产品的市场认可度。
随着科学技术的发展，新材料、新工艺层出不穷。进入二十一世纪以来各种新材料层出不穷，在工业设计领域，新材料对产品造型设计的影响也是不容忽视的。新材料的出现，往往会引起造型设计的变革，而设计变革产生的新的设计理念也使得材料的造型设计中的角色渐渐发生了一些变化，它不仅仅是产品造型的载体，更是提升产品性能，实现特定功能的关键因素。当设计师不断地更新设计理念的同时，也应该意识到学习新材料，利用新材料的重要性，充分利用新材料的优异性能，独特质感，设计出优良的产品，以满足人们日益增长的物质文化需求。
3影响新材料在产品设计中选用的因素
选择材料是一件复杂的事情，影响材料的因素也有很多。对于新材料来说，需要考虑的问题应该更具有时代性，产品是为人们的生活服务的，它必然受用户、市场、环境这三个因素的影响，而这些影响又是建立一定的需求基础之上的。因此，从需求角度对影响新材料选择的因素研究分为以下三个方面：
3.1功能性需求因素
用户对产品的需求是通过产品功能的实现来体现的，新材料是这一功能的物质载体。
（1）安全性需求是最基本的原则：新材料的选择应当按照有关的行业标准正确选用，并充分考虑各种可能预见的危险。例如，小孩的玩具应该考虑材料是否有毒性成分；医院的某些电疗设备与病人接触的部位，其表面应该选择具有抗静电性质的材料。
（2）审美性需求因素：产品的外观在很大程度上受其可见表面材质的影响，表面材质的触感、视觉特性直接影响该材料产品的市场受欢迎程度。因此，外观是新材料选择必要考虑的重要因素。
3.2市场性需求因素
设计者应该通过调研分析对目标消费群的要求进行评估。对于材料，要考虑到消费者的选用习惯往往会受到他们日常接触的各类产品的影响。不同的消费者希望自己使用的产品与众不同；还有些消费者不喜欢改变，他们喜欢自己熟悉的产品和熟悉的材料，这样他会觉得很安全。针对不同的消费诉求，设计师在选择材料时，应该调查研究所设计产品的目标消费群的需求状况，根据情况考虑是否选用新材料。另外此种材料是否可以获得，是否还需要材料工程师开发，在加工成本上是否可被供应商所接受，作为设计师应该胸有成竹。
3.3环境性需求因素
随着全球工业化进程的推进，生态环境受到了极大的破坏。可持续发展的观念深入人心，如何减少环境污染，保护生态环境成为人们关注的焦点，也成为设计师选用材料必须考虑的重要环境需求因素。所以，应尽量选择易处理、可回收的新材料，选择同种类型的材料也会使废物处理变得容易；对于需要消耗能量的产品，应通过减轻质量、提高效率等手段，降低能耗、节能减排。
4未来研究方向与重点
新材料的优异性能为产品造型设计提供技术上的支持，也为设计的艺术性发挥提供了更大的发挥空间，因此，设计师应考虑如何巧妙地利用新材料的特性。但是受各种因素的影响，很多新材料的应用停滞不前，这需要材料工程师与产品设计师共同努力。
4.1新材料工艺性研究
产品设计中材料功能设计的实现，是建立在材料加工工艺可实现的基础上的。新材料所要求的工艺与产品结构件制造的加工工艺线路有密切关系。目前，由于加工工艺的限制，很多新材料的性能都不能更好的被应用到产品中去，未来新技术的开发，必将成为材料工程师研究的重点。
4.2新材料功能性需求研究
任何事物的出现都是建立一定的需求基础之上，新材料也不例外。未来通过用户分析获取用户的材料功能性需求，必能带动新材料产品的迅猛发展。
本文的研究从需求角度，探讨了影响新材料选择的因素，还不能从根本上解决产品设计中新材料应用问题，只是为设计师方便的去选择新材料，应用新材料提供了一个参考。在今后的研究过程中，从专业角度进行新材料应用方法的研究具有非常重要的现实意义。
结语
新材料的不断研发和应用为产品设计提供了广阔的发展空间，带来了新的生机与活力；材料作为产品造型的基础，在产品直观的视觉效果中对形态、色彩和肌理起着决定性的作用，因此在产品设计时对材料的了解应不亚于设计理念的了解。相信新材料的出现以及对已有材料的不断研发应用，将会给我们的设计带来无限的创意，为设计注入新的灵魂。
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