陈 琳 吴 琼

南京工业大学

材料是设计的基础，没有材料支撑的设计将会永远停留于概念的阶段，设计的实现离不开材料的支撑，而设计可以激励材料科学地发展。材料与设计的关系非常紧密、相辅相成。设计师在设计时也应考虑材料本身性能与特点、工艺条件、成本、资源以及对消费者的心理影响。

一、产品造型中材料的特性

（一）物理特性

材料的强度、弹性、可塑性、韧性、硬度、耐磨性都会影响到产品的使用寿命，其中材料的抗压、抗拉强度直接表现为产品能接受的最大破坏作用力；弹性主要表现为在外力作用下发生的形变，在取消外力后材料是否恢复为原状；韧性通常呈现在软质金属、塑料、橡胶中；耐磨性则是材料对磨损的抵抗力。

（二）耐候性

环境耐候性是指材料所处的环境不同，不同的环境因素都会对材料产生不同的影响，一般表现为耐热性、耐燃性、耐火性、耐腐蚀性、抗氧化性等。航天航空领域所需要的材料都用于极端环境下，需要耐高温的同时又散热快的陶瓷作为材料，高温陶瓷的密度低、高温性能好，极佳的耐温性使得陶瓷被应用于航空、外太空与汽车行业中。

智能快递柜在小区随处可见，作为户外公共设施，快递柜一般露天摆放，风吹雨淋，这就要求其材料本身能够承受环境的考验。薄钢板虽弹性、韧性较差，但硬度大、耐磨性好，可以避免柜体倾倒的问题，且不易污损，易于保持表面的清洁，因此钢板成为此类产品的首选材质。

（三）加工成型性

不同的材质有不同的加工方法，其中金属材料主要成型方法包括铸造、塑性加工、焊接等；塑料则有注塑、吹塑、挤出成型等多种成型方式；陶瓷制品一般包括原料配制、坯体成型、窑炉烧制三个工序；玻璃多压制成型、吹制成型、拉制成型等；木质材料一般为锯削、刨削、拼接等。在产品选择材料时，加工成型的方法是否烦琐、成本是否过高都需要考虑，如塑料易于加工，可以通过加工工艺制造出多种不同形态，具有可用模具生产、颜色丰富、方便大批量生产等优势。

（四）表面工艺性

材料的表面工艺处理会加强材料的各项性能，提高材料的寿命和观赏性，起到防腐蚀、防污染作用，选择正确的材料与表面工艺是提升产品使用感受的重要步骤。同种材料通过不同的表面工艺会获得完全不同的视觉效果，不同的材料通过表面工艺也会产生相同的视觉效果。

（五）感觉特性

不同材料往往带给产品不同的感受，质感由材料的色彩、光泽、纹理、形态、冷暖等多方面因素展现，同一种材料通过不同的加工工艺会展现出不同的质感，不同的材料通过特殊的加工工艺也能使其质感看似相同。

质感按照人的生理与心理感受，分为视觉质感与触觉质感。材料的视觉质感是通过视觉即眼睛所感知到的材料的表面特征，如看到石头便觉得坚硬，看到玻璃便知道易碎。材料的触觉感知是人们通过手或是皮肤与材料进行接触而感受到的材料特性。不同材料的温度、硬度、黏性等也各不相同，因此不同的材质也给人不同的触觉感受，如痛觉、温觉、光滑、粗糙等。由于人们长期将视觉感知与触觉感知相结合，使得视觉感觉偶尔带有欺骗性、不真实性。产品材料的选择可以利用各种工艺手段，通过视觉感受达到触觉感受的错觉，以此来提升产品质感、降低成本，让产品从视觉上达到另一种材质的效果。

1.形态美

不同材形的同种材质通常给人不同的感受，不同的材形有不同的特性。线材具有较好的韧性；面材具有较好的弹性和抗压能力，但不如线材节省成本；块材承受能力、抗冲击能力都较强，不易受力变形，但是弹性、韧性较差。一般产品造型都要综合运用，以此满足视觉的层次感，达到美的形式原理。

2.色彩美

色彩无法游离于材质之外。色彩具有衬托材料特性的作用，是富有感性的设计元素之一。无论是材料本身固有的色彩还是后期人为上色，都会大幅度增加材料的美感。色彩也需要按照色彩设计的规律合理地进行组合与协调，以此产生明度、色相、冷暖的对比，给人眼前一亮的视觉效果。

3.肌理美

材料肌理的应用与色彩同样重要。肌理虽然只存在于产品的表面，但对产品的外观影响极大，不同的肌理效果会使同一产品有截然不同的视觉效果。肌理在产品中的运用不仅增加了产品整体的美观性与趣味性，也增加了产品的功能性。例如，电钻在使用过程中容易产生剧烈的抖动，因此手柄处便使用橡胶材料并设计了一定的凹凸纹理，以此来增加手部摩擦力，防止使用时滑落等问题。

4.光泽美

视觉是人们判定材料的主要方式，我们通过眼睛看到材料的色彩、肌理，也能看到材料的光泽。玻璃透光便能反射出各样的光线，使产品晶莹剔透；塑料透光性好，常用于灯具制作且轻便易于悬挂；金属虽本身不透光，但反射性极佳，给人生动、活泼的感受。合理地使用具有光泽感的材料会让产品产生丰富的效果。

二、产品设计中材料的选择

（一）实用功能需求

材料的选择必须要满足产品的基本功能、产品的结构要求。使用性能是完成规定性能的条件，是材料选择首要考虑的问题。不同材料有不同的加工方式，也有不同的特性与作用。金属材料硬度强，加工难度高于塑料、陶瓷等常规材料，在制作一些需要弯曲的产品造型外观时，应选择可塑性强、工艺方便的材料。

（二）安全舒适需求

对于产品来说，保证其使用安全是它的先决条件。安全是产品的基本要素，材料的选择应充分预见可能会出现的危险，如机床内部零件老化导致机器故障；商店的橱窗玻璃应该选择不易碎的钢化玻璃，以防止重物敲击发生玻璃碎裂的意外事故；高楼的建造就需考虑到结构的稳定性，要选择能够承重、韧性高的材料。

（三）经济需求

产品选用材料必须考虑产品的制造成本，产品制造成本包括材料本身的价格和生产有关的一切费用，其中材料的价格是选材的重要因素，在保证产品基本需求的情况下选择价格低廉的材料才能获得最大的经济效益，使产品获得更大的竞争力。

（四）造型美观需求

外观是材料选择必须考虑到的因素，材料影响着产品的表面色彩、纹路、光泽，也影响着后期的加工工艺。合适的材料会让产品的外观更加美观。了解用户对不同材质的直观感受才能更精确地选择出合适的产品材料，常见材质有金属、木材、陶瓷、塑料、皮革、玻璃、石材。针对不同材质，面向50位工业设计专业学生进行问卷调研，描绘出他们对材质直观感受的词语，并对调研数据进行汇总，以此来获得用户对于不同材质的心理感受。

通过调查问卷数据与词频分析，将各种材质给人的心理感受的词语进行频率由高到低总结。虽然不同的调研用户其个性与文化有差异，易对材料产生不同的认知，但是共有感觉仍然占主要部分，见表1。

表1 材质的感觉特性词汇分析

（五）可持续化需求

美国设计理论家维克多·帕帕奈克大力倡导在设计产品、工具和社区基础设施时，设计师要具有社会和生态责任感。一种产品在生产过程、使用过程包括后期废弃处理中都应当秉持绿色环保理念，尽量降低对环境的破坏，选择破坏性低、可降解、可回收利用的材料。

三、结语

材料是产品的物质基础，不仅可以表达产品的基本功能，还能通过不同的材质赋予产品情感，不同的材质也能展现不同的美感。在现今快节奏的时代背景下，合适的产品材料选择会让用户的心理感受与体验得到提升，也更能满足用户的个性需求。因此，在产品设计的过程中要充分了解不同材料所呈现的特性，选择最适当的方式以此让产品与材料发挥最大的优势。