設計學術論文(2)
設計學術論文
副標題#設計學術論文篇二
機床設計中的現代工業設計理念探析
[摘 要]數控機床廣泛應用于國防、航空航天和國民經濟各部門,是自動化加工最基本的裝備。進入21世紀以來,制造業的研究重點和發展趨勢是“柔性化、集成化、智能化、網絡化、全球化、敏捷化、虛擬化、綠色化”。因此,談談機床設計中現代工業設計理念。
[關鍵詞]機床設計;現代工業;設計理念
通俗說來，設計是從內心深處挖掘構思并表露于形式的過程。設計的主題是基本不變的,其中蘊涵著設計的情感訴求,而表達的形式卻不固定,可以體現為不同的形式美。我們可以在產品的造型、色彩、材質等方面進行創新,通過它們來寄托情感、彰顯形式美感。產品的造型因其在空間中占有一定的位置和形狀,所以勢必會給使用者造成一定的生理和心理感受,造型的形式美和環境相協調可以增強產品的親和力,產品設計中的“仿生”就是對這一原理的應用;色彩的形式美是最大眾化的,人們對色彩的情感體驗最為直接。它可以增強對產品的識別記憶,對于色彩冷、暖色的區分就能說明這一理論;材質的形式美反映到情感的表達主要來自于人們對材質質感的感受。
1 機床工具行業的發展現狀
2011年機床工具行業進出口將繼續增長,進出口產品結構會有所改善。進口方面,大重型機床和價格貴的機床進口額的比重可能會繼續有所下降,國內企業研制開發高檔機床、大重型機床所需的關鍵零部件進口會增加。出口方面,除了少量高檔和大重型機床可能繼續有所突破進入國際市場外,中低檔數控機床、適合用戶需求的優質普通機床、金屬切削工具和磨具、鍛壓和沖壓工具、機床零附件等,仍將會受到國際市場和用戶的歡迎。機床工具行業的發展主要依靠機械工業固定資產(所需設備主要是機床)和出口的拉動。預計2011年我國機械工業固定資產增速,不會有往年增長40%左右的水平(2010年1—9月機械工業固定資產完成1.34萬億元,同比增長30.35%),因此,擴大出口就成為拉動行業發展的重要方面。而出口產品不僅要有功能上的滿足,更要有設計理念上的突破。
2 機床設計中的美學技術應用分析
2.1 人體操縱有關的界面設計
機床技術美學設計的造型,除滿足功能、結構的要求外,還必須考慮到符合正常人體各部分尺寸、關節運動所能達到的空間范圍、肌力大小以及人體在不同姿勢下的反應速度和操作所需的空間等。否則,可能造成操作者使用不方便、工作效率低下或影響操作者的身心健康。所以機床造型設計中,應充分考慮到機床調整的高低,工人更換零部件的位置及姿勢,操作系統的分布與位置,需要維護保養的地方是否便于操作者接近等。這一系列的結構尺度問題,都與使用者的人體結構尺寸有密切的關系。設計者必須兼顧各方面的因素,才能合理地確定機床各部分的尺寸。
2.2 心理感受對人機界面設計影響
操縱器、指示器的造型設計部件與人體尺度操作空間有關,還與人的直覺(視覺、觸覺)、生理和心理特點有關。其造型、布置和方位應與人在操作和觀察操縱器中的感知特性相適應,要形狀新穎、美觀大方,而且其顏色的選擇要符合人的視覺生理特征,易于辨認。
2.3 技術美學與機床的外部裝飾設計
機床的外部裝飾設計與機床的結構造型設計一樣是機床技術美學設計中的重要部分。例如操縱器的排列如何適應人的視覺特性和習慣,才能使操作者的反應快速而準確;多個儀表的知識信息如何使人最方便獲得信息,最快、最準確地予以調節控制;操縱方向應與控制的信息指示燈相配合等有關問題。這樣,才能使控制器的造型設計達到感知特性好、準確、方便可靠、高效。具體體現在：儀表的配置應當符合操作活動的邏輯;不同形式的操縱按鈕、開關等的運動方向與指示燈運動方向應一致：指示燈的設計能很有效地提高機床的認知與審美功能,因此在某種程度上機床的外部裝飾設計直接影響機床的形象和生命力。
(1)機床的整體配色
機床的色彩設計在一定程度上受功能、材質、加工方法和工藝條件的制約,因此在設計時要考慮多方面的因素。作為機械設備的機床其色彩特點一般是：單純、簡潔、明快并富于裝飾性。從技術美學角度考慮,機床是固定安置,工作氣氛平靜,因此色彩不宜過于刺激與興奮,但又不宜過于沉悶,應當使操作者在工作期間心情愉快,所以顏色以純度低而明度高,較為鮮艷的冷或暖色為宜,不宜大面積采用刺激和興奮作用強的熱色調色彩,以免使操作者心神不安。
(2)標志與裝飾線
對于任何產品的設計,標志與裝飾線是不可或缺的要素,線型裝飾可以加強總體造型的統一、協調、分割、聯系、平衡等造型的藝術效果。而且對于機床,一般不采用不同材質的裝飾鍍條,當必須采用線型裝飾時,多利用自身的凸線或凹線來進行線型裝飾。標志不僅是產品質量、信譽的標記,同時對產品的外觀美化也起到十分重要的裝飾作用。標志的位置一般放在視覺中心點處,而且也要同時考慮與機床的整個面及裝
飾線的總體布局相互搭配。技術美學已經成為較成熟的一門學科,但作為一種涉及 實踐的理論 總結,一定要 應用于實踐,讓設計實踐與技術美學相互補充,才能使設計生產更快的 發展。
3 現代工業設計理念的引入與應用
現代工業設計理念在機床產品設計中的運用主要有以下幾個方面。
3.1 環保化的設計
綠色設計源于人們對現代技術 文化所引起的 環境 及生態的破壞的反思。對于工業設計來說,3R原則是綠色設計的核心。所謂的3R是指：Reduce、Recyclegu、Reuse。綠色設計要求考慮產品在生命周期內的每一個環節：從產品的創意構思到制造、運輸,從產品被消費者使用到最后產品的回收，確保每一個環節對環境的影響最小。對于機床產品來說,綠色設計最主要最常見的體現在以下兩個方面：第一,可拆卸性設計。可拆卸性設計是一種使產品容易拆卸并能從材料回收和零件重新使用中獲得最高利潤的設計方法,是綠色產品設計的主要內容之一。例如,在機床設計中可以用螺紋連接來代替焊接和鉚接等。螺紋連接不僅易于拆裝而且聯結可靠,即具有重復使用的特點。為了減少零件數量,還可使用螺釘集成結構來代替普通螺釘和墊片、防松墊圈等。可拆卸性設計原則：一是減少拆卸的 工作量;二是易于拆卸、分離;三是多用標準件。第二,可回收性設計。可回收性設計也是綠色設計的主要內容之一,就是在產品設計初期時考慮其零件回收及再利用的可能性,即在其他新產品中可以利用使用過的或廢棄產品中的零部件及材料。
3.2 人性化的設計
人性化設計,就是要求設計以人為本。這是針對功能主義設計思想的缺陷,提出設計不應該以機器的功能為出發點,而應該把人作為設計的出發點。以人對產品的使用為基礎,使機器能夠很好的為人服務。隨著技術的發展, 社會的進步,人們對產品的人性化要求也越來越高,尤其是一些關乎人們使用安全的設計,因此機床產品的設計在這個方面的要求更高。以人為本,注重人性化有兩個概念：一是符合人的尺度;二是要有很好的操作界面。這兩個概念要求在機床產品設計過程當中,需運用人機工程學所提供的數據,對操作的空間大小、操作臺面的高低等進行綜合考量。比如設計數控機床的操作空間時,就要根據人在操作時的動態關系來確定空間的大小合理與否。
3.3 文化特色的設計
產品語意學告訴我們,產品除有它的物質功能之外,還體現了一定的文化特征。機床的造型設計猶如給新娘做嫁衣,新娘的嫁衣不僅可以使新娘子漂亮起來,而且最能體現民族特征和深厚的文化內涵,在追求機床科學價值的同時不能忽視 藝術和文化價值的追求,甚至要將民族的個性特征融入其中,因此機床造型是可以體現一個國家、一個行業的形象和設計水平的。同時機床造型風格的形成受兩方面因素的影響：一是當時的科技水平,二是當時的時尚風格。要想實現其科學價值與藝術文化價值的融合,恰當地應用文化元素顯得尤為重要。
3.4 品牌特性的設計
產品系統設計理論告訴我們,設計不再是一個單純的造型活動,而應該把其納入生產制造、宣傳和使用到最后產品廢棄回收這一大的循環過程當中,是品牌經營的一個手段。很多企業忽視了這一點。比如,很多市場上的機床產品,如果除去上面的銘牌,你無法確定它是哪個廠商生產的,造型上缺少品牌的獨特性。因此,在產品造型設計時要注意的問題是：產品的造型能否體現品牌的特性。要體現品牌的特性需注意兩點：一是要注重產品整體要素的統一。即是要求機床產品在形態、色彩、材料、細節方面的選擇有利于企業形象的識別;二是系列產品品牌形象要保持統一。這是項長期的系統工程,需要生產企業不僅要有長遠的戰略目標,更要有持之以恒的努力。
4 結束語
國內以往的機床設計取得了一定的成績,值得肯定。自從加入WTO以后,中國的機床企業面臨了更多的壓力,其中最主要的壓力是來自國外的企業。新的環境,需要新的設計理念,不斷創新才能有出路。著名科學家楊振寧指出：“21世紀將是工業設計的世紀,一個不重視工業設計的國家將是落伍者”。對于國家而言是這樣,對于機床設計工業而言也是同樣的道理。
參考文獻：
[1]吳瓊.提升中國制造業價值的重要途徑[J].工業 機械,2010(1)：60-61.
[2]何人可.工業設計史[M].北京：北京理工大學出版社,2006.
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