材料感觉特性共52页

工业设计中材料的感觉特性研究【摘要】材料是任何产品的物质基础，除身为材料自身的基本作用特性外，还应该具有特别的材质并带给人特别的情感。

当前商品消费者个人自主性和个人偏好的多样化，这样就要求工业设计师们要能够掌握消费者的情感需求和心理感受。

【关键词】工业设计；材料；感觉特性一、前言工业设计是人们在工学、美学、经济学等理论指导下，有目的地结合运用人类文化发展的优秀成果，综合考虑结构、工艺、材料等物质条件，用现代化的工业生产流程或新技术将新材料变成具有一定的使用价值或商品价值的工业品的创造活动，满足人类日新月异的精神和物质需求。

在工业设计中，一件完美的工业设计产品应该和谐统一形态、材料和功能三要素。

首先，无论是传统材料、天然材料、单一材料还是现代材料、人工材料、复合材料是构成产品造型的基础，，是产品实现使用功能的前提。

不同的设计材料会对产品的大小、结构和形状，产品的触摸质感、经济效益和装饰效果产生不同的影响。

因此，在选择产品设计材料时，设计师要全面考虑所选材料的性能特点、制作的工艺、成本等，最重要的则是需要考虑材料给消费者带来的心理影响。

二、材料的感觉特性材料的感觉特性是人们的一种心理感觉，它建立在生理感觉的基础上，是人的感觉器官从材料得出的反应信息并对材料做出的反馈。

感觉特性只是相对的判断，人们对于它的反馈是直接的。

如木材的粗糙度、沙发的舒适度、人造皮革的柔软感、金属的冷热感、衣料对人体的舒服度等都属于材料的感觉特性。

产品原材料的感觉特性是非常重要的，设计时如果合理使用和搭配材料的感觉特性，将会增强设计产品的艺术性。

材料的触觉感和视觉感形成了工业设计时材料的感觉特性。

触感是通过触摸材料来感受判别材料的表面特征。

在某些情况下人们由于职业等愿意长期接触相应材料从而等到经验累计，他们都能够凭借自己的经验通过观察就能够判别材料的特性。

视觉感是靠人们的双眼来感知判别材料的表面特征，并在大脑里形成的一种对材料表面特征的综合感觉和印象。

材质的感觉特性摘要：材料是产品构成的重要部分，人类的进步史也可以看做是材料的发展史。

材料是构成产品的物质基础,除具有材料的基本功能特性外,还具有其特有的材质与情感,体现出不同的材质美。

时代的发展，材料的制作加工方式不断发展,各种新材料也被陆续开发使用,材料不仅要具备基本功能特性,还要具备独特的感觉特性与情感.当市场上同类的产品越来越多的时候,消费者对于产品的选择从过去单纯的功能考虑转化为精神层次上的追求,采用不同的感性化的材质,往往可以使产品呈现出截然不同的视觉效果.本文研究了材料的感觉特性,探讨了材料感觉特性在产品设计中运用的方法及作用。

关键字：工业设计；产品设计；产品；材料；感觉特性在工业产品的设计中，材料是不可或缺的基本要素，产品材料的选择已不再单纯满足于功能和造型的需要，而是成为决定产品设计成败的重要角色。

从视觉心理理论出发，分析产品材料的认知方式和选择方法，为设计师进行产品材料选择提供有效的建议。

在产品设计中,设计材料是用以构成产品造型,且不依赖于人的意识而客观存在的物质,它构成了产品设计的基础。

材料除了具有功能特性外,还具有其特有的感觉特性,这些感觉特性隐含着与人们内心相对应的情感信息。

随着时代和社会的发展,人们的物质享受越来越丰富,已逐渐厌倦只能满足物质需求的设计,开始追求能够促进精神生活更加多姿多彩的工业产品。

所以,充分研究材料的感觉特性及其在产品设计中的应用,已经成为当今产品设计的重要内容。

1材料的感觉特性材料感觉特性是人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反映,或由人的知觉系统从材料表面特征得出的信息,是人对材料的生理和心理活动,它建立在生理基础上,是人通过感觉器官对材料产生的综合印象。

产品设计中材料的感觉特性表现为材料的质感,由于人们感受产品的材料主要依靠触觉和视觉,所以主要分析材料的触觉质感和视觉质感。

1.1 材料的触觉质感触觉质感是人们通过手或皮肤触及材料而感知的材料表面的特征,是人们感知和体验材料的主要感受。

1.分析及举例说明材料感觉物性（质感）在产品设计中的应用。

质感设计对产品设计的主要作用质感设计在产品造型设计中具有重要的地位和作用，良好的质感设计可以决定和提升产品的真实性和价值性，使人充分体会产品的整体美学效果。

在产品设计中，良好的触觉质感设计，可以提高产品的适用性。

如各种工具的手柄表面有凹凸细纹或覆盖橡胶材料，具有明显的触觉刺激，易于操作使用，有良好的适用性；良好的视觉质感设计，可以提高工业产品整体的装饰性。

如材料的色彩配置、肌理配置﹑光泽配置，都是视觉质感的设计，带有强烈的材质美感；良好的人为质感设计可以替代或弥补自然质感的不足，可以节约大量珍贵的自然材料，达到工业产品整体设计的多样性和经济性。

质感是工业设计的三大感觉之一（形态，色彩，质感）
质感分为：肌理和质地
肌理：物面的几何细部特征，为形式要素。

如：大理石的自然纹理与仿大理石纹。

质地：物面的理化类别特征，为内容要素。

按照生理和心里的感觉可以将质感分为：触觉质感和视觉质感触觉质感是可以通过手和皮肤的接触面来感知物体表面的特征
皮革表面的纹理
视觉质感是靠眼睛的视觉而感知的物体表面特性视觉质感是触觉质感的综合和补充。

色彩和表面纹理
按照物理和化学特性可以将质感分为：自然质感（有机和无机）和人为质感。

有机自然质感：动物纹和植物纹
动物纹理质感植物纹理质感无机自然质感：金，石等等。

石头质感金质感
人为质感：皮革，玻璃等。

皮革质感
玻璃质感。

材料特性包括两方面：一是材料的固有特性（由组成、结构决定）二是材料的派生特性材料特性的评价分为两部分：一为基础评价，二为综合评价一、材料的固有性能包括：物理性能、化学性能。

1）物理材性能包括：料的密度、力学性能（强度、塑性和弹性、脆性和韧性、刚度、硬度、耐磨性）、热性能（导热性、耐热性、耐火性、热胀性、耐燃性）、电性能（导电性、电绝然性）、磁性能、光性能2）化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性、耐侯性二、材料的派生特性包括：材料的加工特性、材料的感觉特性、环境特性和材料的经济特性、成型加工工艺：去除成成型、堆积成型、塑性成型影响成型工艺因素：工艺方法、工艺水平、新工艺采用、工艺方法的综合运用材料成型工艺的选择原则：高效、优质、低成本1）产品材料种类2）产品的尺寸精度要求3）产品的形状及复杂程度4）产品的批量5）现有生产条件6）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性材料的连接工艺：原理（机械连接、焊接、粘结、）静连接、动连接材料的连接工艺考虑因素：连接件属性、拆装性能、操作性能、产品使用环境、环保因素、经济因素、美学要求表面处理目的：1、保护产品，即保护材料本身赋予产品表面的光泽、色彩、肌理等呈现出的外观美，并提高产品的耐用性，确保产品的安全性，由此有效地利用材料资源。

2、根据产品造型设计意图，改变产品表面状态、赋予表面更丰富的色彩、光泽、肌理等，提高表面装饰效果，改善表面的物理性能、化学性能及生物学性能，使产品表面有更好的感觉特性。

表面处理类型：表面精加工、表面层改质、表面被覆材料表面处理工艺的选择原则：形态的时代性、求简单的单纯性、功能的合理性、情感的审美性、产品的审美性、产品的经济性、环境保护快速成型的原理：是基于离散、堆积原理而实现快速加工原型或零件的加工技术。

过程：CAD模型-Z向离散化（分层）-层面信息处理-层面加工和粘结-层次堆积-后处理特点：1、改变了传统模型的制造方式，设计制造一体化2、设计的易达性3、快速性、材料的广泛性方法：1、光固化成型-SLA成型工艺2、选择性激光烧结成型-SLS成型工艺材料感觉特性的内容：材料的触觉质感、视觉、自然、人为质感设计的主要作用：提高适用性、增加宜人性、塑造产品的精神品味、达到产品多样性和经济性、创造全新的产品风格绿色设计的基本特征：环境协调性、价值创造性、功能全程性绿色设计的基本原则（6R）：研究、保护、减量化、回收、重复使用、再生原则金属材料按构成元素的分类：黑色金属、有色金属、特殊金属材料金属材料按性能和用途分类：金属结构材料和金属功能材料金属材料按加工工艺分类：铸造金属材料、变形金属材料和粉末冶金材料金属材料按密度分类：轻金属、重金属金属的基本特性：1）金属材料表面具有金属所特有的色彩、良好的反射能力、不透明性及金属光泽2)优良的力学性能3）优良的加工性能4）表面工艺性好5）金属材料是电与热的良导体6）金属合金7）金属的氧化金属材料的成型加工分类：铸造、金属塑性加工、切削加工、焊接加工、粉末冶金铸造的特点：1）铸造成型生产成本低2）工艺灵活性大，适应性强，适合生产不同材料、形状和重量的铸件，并适合于批量生产3）铸件的力学性能，特别是抗冲性能较低铸造按铸型所有材料及浇注方式分类：砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造金属塑性加工特点：1）在成型的同时，能改善材料的组织结构和性能，用塑性成型工艺制造的金属零件，其晶粒组织较细，没有铸件那样的内部缺陷，其力学性能优于相同材料的铸件2）产品可直接制取或便于加工，无切削，金属损耗小3）适于专业化大规模生产，但需要专门的设备和工具，不宜加工脆性材料或形状复杂的制品，特别是一些带复杂内腔的零件金属塑性加工分类：锻造、轧制、挤压、拔制和冲压加工锻造按成型是否用模具分类：自由锻和模锻锻造按加工方法分类：手工锻造和机械锻造冲压按温度分类：热冲压和冷冲压冲压按加工功能分类：冲裁加工和成型加工冲压的优点：生产效率高，成品合格率高与材料利用率高，产品尺寸均匀一致，表面光洁，可实现机械化、自动化，适合大批量生产，成本低，广泛应用于航空、汽车、工艺部门切削按加工方式分类：车削、铣削、刨削、磨削、钻削、镗削、钳工焊接方法有：熔焊、压焊、钎焊特点：材料利用率高、工序简单、工艺准备和生产周期短，一般不需要重型与专业设备，产品改型方便粉末冶金的工序：1）粉末原料的制取和准备2）将粉末加工所需形状和坯料3）将坯料在低于主要组元熔点下的温度进行烧结，使之获得最终的性能金属热处理分类：一、普通热处理二、表面处理三、特殊处理1）普通热处理包括：退火、正火、淬火、回火2）表面处理分类：表面淬火、化学热处理金属表面处理技术分类：一、材料表面前处理二、材料表面装饰技术1）表面前处理方法：机械处理、化学处理、电化学处理2）表面装饰处理方法：一、表面着色工艺二、肌理工艺1）表面着色工艺方法：化学、电解、物理、机械、热处理2）肌理工艺方法：表面锻打、表面抛光、表面研磨拉丝、表面镶嵌、表面蚀刻高分子聚合物的特点：1）具有可分割性2）具有弹性3）具有可塑性4）具有绝缘性高分子聚合物分类：按来源：天然、人造、合成按性质：塑料、橡胶、纤维按反应类型：加聚物、缩聚物按热行为：热塑性、热固性按分子结构：碳链、杂链、元素有机高分子聚合物的力学状态：玻璃态、高弹态、黏流态塑料的特性：原料广，性能优良（质轻、具有绝缘性、耐腐蚀性、绝热性），加工成型方便，具有装饰性和现代质感，价格低廉，运用广泛。

木材的特性：1.天然性：木材是种天然材料，在人类常用的钢、木、水泥、塑料四大主材中只有它直接取自自然，这使得木材具有生产成本低、耗能小、无毒害、无污染等特点。

2.质感好：木材具有易为人接受的良好触觉特性，远远优于金属和玻璃等材料。

3.强重比高：木材的某些强度与重量的比值比一般金属的比值都高，是一种质轻而强度高的材料。

4.保温性：木材的导热系数很小，同其它材料相比，铝的导热性是它的2000倍，塑料的导热性是它的30倍。

因此，木材具有良好的保温性能！5.电绝缘性：木材的点传导性差，是较好的电绝缘材料。

6.可加工性：木材软硬程度适中，容易加工。

7.装饰性：木材本身具有天然美丽的花纹，作为家具和装饰材料，具有很好的装饰性。

木材的优点：1.木材较轻较软，使用简单的工具就可以加工支撑各种形状的产品。

木材加工过程消耗的能源少，属节能材料。

2.木材轻而强度高，木材的强度与密度的壁纸一般比金属高。

3.木材超荷这段时不发脆。

因此使木制的家具，增加了一些安全性。

4.木材（干木材）对热、电的传导性弱，对温度变化的反应小，绝缘性强，热胀冷缩的现象不显著。

因此，木材适宜用在隔热保温和电绝缘性要求高的地方。

木材制成的家具能给人以冬暖夏凉的舒适感。

5.木材在高温条件下虽然会燃烧，但大件木结构比金属结构变形小而慢，在逐渐燃烧或碳化时还仍然能保持一定强度，而金属结构会因为高温发生蠕变快速变形倒塌。

6.木材不会生锈，不易被腐蚀。

7.木材容易连接或胶合，这对家具制作、室内装修带来很多方便。

8.木材颜色、花纹美观，同时经过涂饰渲染会更加悦目，适于制作家具，仪器盒、工艺品等。

9.比较容易进行化学处理，可改变或改进木材的性能，如木材塑化、木材防腐、防虫、防火处理等。

10.木材缺陷比较容易发现，利于在加工过程中挑选和剔除。

11.木材是一种可再生的资源，如能合理经营，木材是能做到取之不尽，用之不竭的。

】木材的缺点：1.木材是一种吸湿性材料，因而在自然条件下会发生湿涨、干缩，印象木制品的尺寸稳定，即容易变形。