工业设计——产品结构设计的重要性

工业设计——产品结构设计的重要性


产品设计是为了实现产品的功能需求而进行的创造性活动,随着科学技术的发展及生活水平的提高,人们对美的事物的追求愈发强烈。产品既是功能的承载者,又是信息传递的载体。简而言之,工业设计师在进行产品设计之初进行的概念设计仅仅是理论上的,要想真正实现,必须在结构化的过程中具有可行性。显然,工业产品在设计的过程中离不开对产品结构的思考。


  产品结构的重要性


由于产品是由若干个简易或者复杂的零件以某种方式组合连接而成,那么从产品设计的角度,可以将结构设计解释为构成产品的零部件形式以及零部件在有限空间内组合连接的方式的设计。鉴于零件大体分为箱体类、轴套类、叉架类和盘盖类等,其中箱体类和盘盖类直接关系到零件的外形,而叉架类可视为内外结合的产物。因此,产品结构与产品外形息息相关。同时,零件间的组合方式多种多样、千变万化,产品的创新完全可以通过内部结构的创新来实现。

1.1.1  产品结构与产品造型的相关性

每件产品都有其自身的结构,而结构又深深地影响着产品地形态,所以产品地结构是功能与形态的承担者。产品结构分为外部结构、核心结构和系统结构,核心结构是实现产品功能的关键技术,属于内部结构,通常不与人发生直接的关系;而外部结构则与人关系密切,是构成产品形态的一个重要要素,不仅是产品功能的外在体现,也是产品形态的重要载体;至于系统结构,就是相关产品之间的关系设计,注重的是产品的各个环节及相互之间的联系。


1.1.2  内部结构与产品造型的关系

产品的内部结构很大程度上取决于产品的设计原理,可以说,产品的技术要素影响了其内部结构。而内部结构又是外部形态的存在基础,换而言之,产品造型是内部结构的外在显现。

1.1.3  外部结构与产品造型的关系

除了内部结构外,产品的内部结构与外部形态之间存在着一种包容关系,又是产品的外形本身就是一种结构设计。鉴于工业设计的主要工作都是体现在产品的外观上,因此,外观件的结构和造型设计的联系最为紧密。产品的外观件主要是箱体类零件,其结构设计包括组成外观件的零件分块、零件与零件之间的连接以及零件自身的加强等。如果在造型设计阶段没有考虑合理的结构设计问题,那么等造型完成后,往往给外型的实现带来诸多困难,不仅延长了开发周期,还会导致外观造型和预想效果有很大出入。

1.2  连接结构创新带来产品创新

在产品形态所表现出的美感要素中,产品结构形式的新颖与独特占有十分重要的位置。因此,结构创新往往可以带来外观造型上的创新。特别是连接结构的复杂多样,决定了产品的实现方式可以有多种形式,从而为产品的创新奠定了基础。

基于此,结构创新是进行产品创新的有效途径。充分重视结构设计,就为创新产品设计打下了坚实的基础。


  产品结构设计应该考虑的因素


产品结构设计是将设计思想具体化的过程,受诸多因素的影响:材料、工艺、环保等。

2.1  材料因素

构成产品的物质是材料,使材料在力的作用下维持一定形态的则是结构,而材料因素的影响很多都体现在外部结构上。不同的材料其特性各异,促使人们在长期的社会实践中学会了用不同的结构连接和组合它们。因此,不少新的结构正式在伴随着人们对材料特征的逐步认识和不断加以应用才发展起来的。金属和塑料在工业产品中最为常见。

2.2  工艺因素

在产品结构化的过程中,工艺上的可行性是必由之路,产品结构设计的工艺性与产品材料及加工工艺方法有着莫大的关系。例如,塑料产品常用的工艺是注塑,鉴于塑料在模腔中的不均冷却和不均收缩以及结构设计的不合理,较容易引起产品的各种缺陷故而产品结构设计过程中产品壁厚大小、壁厚的均匀性、脱模斜度、分型面、圆角及加强筋的设计等等,都有适合其工艺特点的设计规则和方法;而金属板材常用材料为钣金,钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸等加工中的难易程度。因此,边距、孔间距、弯曲半径、预留切槽等,均应当符合相应的设计原则。

2.3  绿色设计

绿色设计是资源、环境可持续发展的必然要求,产品结构设计理应贯彻这一先进的理念。如,结构设计中,估计易损件的可更换性,利于延长产品的使用寿命;不同材质构件的可拆分性,以回收时的分类处理;在满足功能的前提下,产品力求小型化、轻量化、薄壁化,以减少资源和能源的消耗等,也间接性为客户减少生产成本。

结构设计对产品设计的影响体现在诸多方面,所以工业设计师在进行产品外观设计、产品结构设计时应当更加注重结构的合理性、便捷性等,进而设计出更加科学、合理、绿色、完美的新产品。



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