《現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)》 課件 第7-9章 CMF設(shè)計(jì)的材料與工藝、產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)案例、人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論TRAININGCOURSECMF設(shè)計(jì)的材料與工藝學(xué)習(xí)內(nèi)容—第7章CMF，CMF的設(shè)計(jì)程序，CMF的材料與工藝。學(xué)習(xí)目的：了解CMF設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。CMF設(shè)計(jì)的材料與工藝人機(jī)工學(xué)進(jìn)行的是產(chǎn)品的“宜人性”設(shè)計(jì)，CMF完成的則是產(chǎn)品的“動(dòng)人性”設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)ID是一種自上而下的設(shè)計(jì)，CMF是一種自下而上的設(shè)計(jì)。隨著技術(shù)的發(fā)展和對(duì)設(shè)計(jì)品質(zhì)的追求，CMF逐漸演變?yōu)橐粋€(gè)約定俗成的專業(yè)術(shù)語(yǔ)。Color（色彩）、Material（材料）和Finishing（加工工藝）三個(gè)單詞的第一個(gè)字母所組成的縮寫名稱。不能視為對(duì)三者進(jìn)行簡(jiǎn)單的羅列和疊加，而是對(duì)色彩、材料、和工藝三者之間“關(guān)系”的整體優(yōu)化，著眼于它們的“集成”所完成的“最終效果和品質(zhì)”上，以及為此所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。CMF設(shè)計(jì)的材料與工藝同時(shí)CMF也在研究更多的功能性問(wèn)題，包括識(shí)別、自潔、吸音、變色、發(fā)光、抗菌、透氣、磁性、生物醫(yī)學(xué)等多種功能及其在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。一般情形下，CMF的主觀體驗(yàn)和客觀功效需要同步兼顧，在產(chǎn)生可能的沖突時(shí)，需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)對(duì)象確定優(yōu)先權(quán)。CMF功能的區(qū)域化和梯度化以及多功能組合可以實(shí)現(xiàn)一材多用、事半功倍的目的。CMF的設(shè)計(jì)往往有多種方案，不同的方案對(duì)于美學(xué)和功能兩者的兼顧與協(xié)調(diào)程度，包括實(shí)現(xiàn)的方式和代價(jià)都不盡相同。最終，需要在感知與美學(xué)體驗(yàn)、實(shí)際功能效果兩個(gè)方面，并結(jié)合其他的制約因素，諸如工藝難度、成本、環(huán)保等進(jìn)行綜合權(quán)衡。綜上CMF理論的擴(kuò)展要素還包括以下幾個(gè)方面：Pattern:圖案，紋理，肌理；Trends:趨勢(shì)研究；Sense:感覺(jué)研究：視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)；Emotion:情感研究。CMF設(shè)計(jì)的材料與工藝從職業(yè)的角度，CMF設(shè)計(jì)是一種針對(duì)大工業(yè)量產(chǎn)化產(chǎn)品表情的設(shè)計(jì)工作和職業(yè)。從方法的角度，CMF設(shè)計(jì)是一種以藝術(shù)學(xué)（美學(xué)）、設(shè)計(jì)學(xué)、工程學(xué)、社會(huì)學(xué)等交叉型學(xué)科知識(shí)為背景的，融合趨勢(shì)研究，立足產(chǎn)品CMFP創(chuàng)新理念，依托消費(fèi)者心靈情感認(rèn)知，追求產(chǎn)品人性化表情的設(shè)計(jì)方法。CMF設(shè)計(jì)的價(jià)值就是獲得情感認(rèn)同。讓用戶從生理消費(fèi)轉(zhuǎn)向心理消費(fèi)、情感消費(fèi)。過(guò)去是購(gòu)買商品，現(xiàn)在是購(gòu)買藝術(shù)品。用戶購(gòu)買產(chǎn)品的過(guò)程，就是獲得對(duì)產(chǎn)品的情感（質(zhì)感、是否吉利、環(huán)境是否協(xié)調(diào)）認(rèn)同的過(guò)程。7.1CMF設(shè)計(jì)程序根據(jù)CMF設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容、工作類型、所需技能和要求，CMF設(shè)計(jì)程序主要分為三個(gè)階段，如圖7-1所示。即前端趨勢(shì)階段（形成趨勢(shì)提案）、中端設(shè)計(jì)階段（形成設(shè)計(jì)方案）、后端轉(zhuǎn)化階段（形成加工制造方案）。圖7-1CMF設(shè)計(jì)程序階段劃分及相關(guān)屬性分析說(shuō)明圖7.1CMF設(shè)計(jì)程序7.1.1前端趨勢(shì)階段

（1）趨勢(shì)研究趨勢(shì)研究（TrendStudies）又稱預(yù)測(cè)研究，主要是指在一定時(shí)間、一定范圍內(nèi)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行資料收集、對(duì)比、分析，從而預(yù)測(cè)或推斷出研究對(duì)象未來(lái)可能的發(fā)展方向。CMF趨勢(shì)研究的內(nèi)容包括社會(huì)趨勢(shì)、設(shè)計(jì)趨勢(shì)、技術(shù)趨勢(shì)。一份完整的CMF趨勢(shì)研究報(bào)告將會(huì)包含色彩趨勢(shì)、材料趨勢(shì)、工藝趨勢(shì)、圖紋趨勢(shì)和產(chǎn)品趨勢(shì)等。趨勢(shì)與流行的區(qū)別：流行（Fad）是一個(gè)短期的概念，時(shí)間跨度在6個(gè)月～1年間。而趨勢(shì)（Trend）是一個(gè)相對(duì)比較長(zhǎng)期的概念，時(shí)間跨度在5～10年。7.1CMF設(shè)計(jì)程序

（2）趨勢(shì)來(lái)源現(xiàn)有趨勢(shì)主要是指從趨勢(shì)機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、商業(yè)機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)所發(fā)布的趨勢(shì)資料中獲取的信息。也包括從各類專業(yè)展會(huì)、產(chǎn)品秀場(chǎng)和交易賣場(chǎng)的調(diào)研總結(jié)中所獲得的趨勢(shì)信息。自研趨勢(shì)是指設(shè)計(jì)師自己研究推演出的趨勢(shì)，分實(shí)用趨勢(shì)與前瞻趨勢(shì)。實(shí)用趨勢(shì)：1季度～3年以內(nèi)，針對(duì)性強(qiáng)。前瞻趨勢(shì)：5～30年，具有戰(zhàn)略價(jià)值。

（3）趨勢(shì)研究方法趨勢(shì)研究方法主要分為靜態(tài)研究方法和動(dòng)態(tài)研究方法。1）靜態(tài)研究方法：研究者在辦公空間內(nèi)可以完成的部分。2）動(dòng)態(tài)研究方法：動(dòng)態(tài)研究方法指的是研究者通過(guò)走出去的形式完成的部分。7.1CMF設(shè)計(jì)程序圖7-2CMF設(shè)計(jì)趨勢(shì)研究路徑示意圖

（4）趨勢(shì)研究流程趨勢(shì)研究流程可以分為5個(gè)環(huán)節(jié)：資料收集、歸納整合、提出主題、趨勢(shì)提案、結(jié)果呈現(xiàn)。如圖7-2所示。7.1CMF設(shè)計(jì)程序圖7-3CMF設(shè)計(jì)中資料歸納整合方法步驟其中，趨勢(shì)研究流程中的歸納整合環(huán)節(jié)，又具體分為4個(gè)步驟：熱點(diǎn)篩選、熱點(diǎn)展開(kāi)、熱點(diǎn)碰撞（圈內(nèi)圈外）、熱點(diǎn)整合。如圖7-3所示。7.1CMF設(shè)計(jì)程序7.1.2中端設(shè)計(jì)階段（形成色彩、材料、工藝的設(shè)計(jì)提案）

（1）色彩設(shè)計(jì)產(chǎn)品的CMF色彩設(shè)計(jì)，指的是通過(guò)色彩維度給消費(fèi)者視覺(jué)產(chǎn)生心理情感共鳴所做的產(chǎn)品色彩創(chuàng)新。其中包括對(duì)產(chǎn)品色彩的定義、色彩的搭配、色彩的實(shí)現(xiàn)、色彩的管理和色彩的整合等內(nèi)容。這里的色彩維度是指色彩明度、色彩純度（彩度）和色彩色相（色相）三要素，同時(shí)還包括色彩的搭配、色彩的材料、色彩的工藝、色彩的效果、色彩的實(shí)現(xiàn)、色彩的成本等。CMF色彩設(shè)計(jì)的基本流程如下：色彩選定→色彩搭配→色彩材料→色彩工藝→色彩效果→色彩打樣中端設(shè)計(jì)階段主要任務(wù)是按照未來(lái)趨勢(shì)，結(jié)合企業(yè)的具體規(guī)劃和定位，對(duì)應(yīng)提出具體的CMF設(shè)計(jì)解決方案。該階段主要遵循的流程為：趨勢(shì)—概念—概念轉(zhuǎn)化—設(shè)計(jì)提案—設(shè)計(jì)呈現(xiàn)。而設(shè)計(jì)呈現(xiàn)主要通過(guò)二維圖紙、三維圖紙、樣品與手板等。7.1CMF設(shè)計(jì)程序

（2）圖紋設(shè)計(jì)圖紋設(shè)計(jì)指的是二維或者三維的圖案和紋理設(shè)計(jì)。圖紋設(shè)計(jì)是最容易體現(xiàn)設(shè)計(jì)的情感元素，是產(chǎn)品語(yǔ)義和表情的重要內(nèi)容。如圖7-4所示。圖紋設(shè)計(jì)流程包含：驗(yàn)明需求、設(shè)計(jì)定位、靈感激發(fā)、創(chuàng)意構(gòu)思、設(shè)計(jì)制作、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。圖紋設(shè)計(jì)在具體應(yīng)用中主要分為局部點(diǎn)綴類設(shè)計(jì)和滿版裝飾類設(shè)計(jì)兩大類。圖7-4海爾的3D打印空調(diào)（左），廣汽的概念汽車（右）均采用了軟件編程形成圖紋的設(shè)計(jì)手段7.1CMF設(shè)計(jì)程序

（3）材料與工藝設(shè)計(jì)CMF設(shè)計(jì)中的材料與工藝設(shè)計(jì)主要是指對(duì)現(xiàn)有的成熟材料與成熟工藝的創(chuàng)新型應(yīng)用，不是針對(duì)材料和工藝本身的創(chuàng)新。CMF設(shè)計(jì)師并不會(huì)去發(fā)明創(chuàng)造某種材料或工藝，而是通過(guò)對(duì)已有的材料和工藝從CMF設(shè)計(jì)的視角在應(yīng)用層面的創(chuàng)新。7.1CMF設(shè)計(jì)程序7.1.3后端轉(zhuǎn)化階段（形成加工與制造方案）后端轉(zhuǎn)化階段的主要任務(wù)是將中端設(shè)計(jì)階段所提出的CMF設(shè)計(jì)方案，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的配套條件進(jìn)行產(chǎn)品的批量化。也就是說(shuō)從CMF設(shè)計(jì)創(chuàng)意、CMF設(shè)計(jì)的手板到可量產(chǎn)化的工件和實(shí)體化產(chǎn)品。轉(zhuǎn)化的基本流程為：手板制作（毛坯）、打樣（色彩打樣、材料打樣、工藝打樣、圖紋打樣、手板打樣）（上色、表面處理等制作工藝）、封樣（工藝資料的確認(rèn)與封存）。7.1CMF設(shè)計(jì)程序

（1）手板制作產(chǎn)品手板是指產(chǎn)品定型前所制造的樣件或模型機(jī)。樣件主要包括產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)件和外觀造型件。目前手板制作多數(shù)會(huì)采用加工中心、3D打印、手工制作和復(fù)模等方法。如圖7-5所示。圖7-5手板廠部分車間與樣品7.1CMF設(shè)計(jì)程序

（2）打樣打樣是指制作產(chǎn)品樣品。樣品是按照量產(chǎn)化的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的真實(shí)產(chǎn)品樣件或樣機(jī)制作。打樣過(guò)程要確認(rèn)的主要內(nèi)容有：產(chǎn)品外觀顏色與相關(guān)工藝的確認(rèn)、材料與相關(guān)工藝的確認(rèn)、圖紋與相關(guān)工藝的確認(rèn)、整體效果的確認(rèn)、生產(chǎn)過(guò)程控制標(biāo)準(zhǔn)化確認(rèn)（包括量產(chǎn)產(chǎn)品最終工藝品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)保障體系，生產(chǎn)制程的可控體系，表面精細(xì)度、手感和外觀整體效果良品率可控體系），以確認(rèn)保證產(chǎn)品在量產(chǎn)過(guò)程中達(dá)到CMF設(shè)計(jì)的最終需要。

（3）封樣產(chǎn)品封樣是對(duì)產(chǎn)品顏色、效果、品質(zhì)的最終確認(rèn)，也稱之簽樣。封樣件是指品牌企業(yè)與生產(chǎn)加工企業(yè)雙方共同認(rèn)可的最終確認(rèn)的產(chǎn)品效果樣件。樣件中的主要特征描述必須是共同認(rèn)可的，因?yàn)闃蛹砹四軌蚺炕a(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件，是作為日后雙方履約產(chǎn)品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收的實(shí)物樣板。7.2材料與工藝概述對(duì)于CMF材料和工藝的類別而言，材料與工藝的運(yùn)用取決于當(dāng)下市場(chǎng)的產(chǎn)品走向和消費(fèi)者的審美趨勢(shì)。如圖7-6所示。CMF設(shè)計(jì)師應(yīng)用碳纖維材料及相關(guān)成型工藝，把碳纖維材料的高強(qiáng)度輕質(zhì)量的特點(diǎn)合理導(dǎo)入交通工具行業(yè)，給行業(yè)帶來(lái)了全新的面貌。CMF關(guān)注的既不是ID設(shè)計(jì)初期的材料選擇與運(yùn)用，也不是純工科的材料成分與物化及力學(xué)性能。CMF設(shè)計(jì)所關(guān)注的是材料和工藝可實(shí)現(xiàn)的視覺(jué)效果和體覺(jué)效果，材料和工藝與產(chǎn)品的匹配度，材料和工藝與消費(fèi)者的情感認(rèn)同度（審美度）。圖7-6

CMF設(shè)計(jì)碳纖維材料7.2材料與工藝概述7.2.1CMF材料的基礎(chǔ)特征CMF材料的基礎(chǔ)特征是指材料在使用與加工中呈現(xiàn)出的基本性能。

（1）物理特征材料的物理特征是指材料的色彩、密度、熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、絕緣性、磁性和可燃性等。材料的物理特征是控制各種物理現(xiàn)象和產(chǎn)品品質(zhì)創(chuàng)新的重要依據(jù)。例如密度大，光澤好，耐磨性強(qiáng)等。合理應(yīng)用好材料的物理特征也是產(chǎn)品品質(zhì)創(chuàng)新的重要依據(jù)。例如汽車變色膜就是合理利用材料的（色彩）物理特征的典型設(shè)計(jì)。7.2材料與工藝概述

（2）化學(xué)特征材料的化學(xué)特征是指材料在不同溫度、作用力、光照、電流、磁場(chǎng)和生物作用等條件下對(duì)各種介質(zhì)的化學(xué)特征及自身可能的化學(xué)變化特征。材料的化學(xué)特征是控制各種化學(xué)現(xiàn)象的重要依據(jù)。例如熱敏變色、光照固化、壓縮生熱等。合理利用材料的化學(xué)特征，也是產(chǎn)品品質(zhì)創(chuàng)新的重要依據(jù)。例如熒光棒就是合理利用材料化學(xué)特征的案例。如圖7-7所示。圖7-7熒光棒7.2材料與工藝概述

（3）延展特征材料的延展特征是指材料的工藝特征、感性特征、環(huán)境特征和經(jīng)濟(jì)特征。

1）材料的工藝特征材料的工藝特征是指材料在成型過(guò)程的可能性變數(shù)，任何一種材料都有合適自己的工藝，但對(duì)任何一種材料合適自己的工藝會(huì)有很多種，在工藝的變化下材料所呈現(xiàn)的效果也是多樣的，這就是材料的工藝特征。所以合理地運(yùn)用工藝特征，能夠充分發(fā)揮材料的潛質(zhì)，提高材料的應(yīng)用范圍。如圖7-8所示。圖7-8自行車座椅，左圖采用注塑工藝對(duì)應(yīng)低端客戶；右圖采用碳纖維工藝對(duì)應(yīng)高端客戶7.2材料與工藝概述

2）材料的感性特征材料的感性特征是指人的感覺(jué)系統(tǒng)對(duì)材料所產(chǎn)生的綜合印象。這種綜合印象是指人的視覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)、嗅覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)受到材料信息刺激所引起的生理反應(yīng)。這種材料綜合印象對(duì)CMF設(shè)計(jì)尤為重要，特別是觸覺(jué)感知和視覺(jué)感知是影響用戶情感認(rèn)同的重要觸點(diǎn)。例如汽車方向盤材料的選取，如圖7-9所示。圖7-9

汽車方向盤材料的感性設(shè)計(jì)7.2材料與工藝概述

3）材料的環(huán)境特征材料的環(huán)境特征是指CMF材料適合的應(yīng)用環(huán)境條件。不同的材料對(duì)環(huán)境的因素有一定的要求，合理地運(yùn)用材料的環(huán)境特征，可以避免材料因環(huán)境因素和周圍介質(zhì)產(chǎn)生的侵蝕和破壞，保持產(chǎn)品在使用過(guò)程中的品質(zhì)。例如在日常生活中有很多環(huán)境與水有關(guān)，但對(duì)電子產(chǎn)品來(lái)講水很容易破壞它們的元器件而使產(chǎn)品失靈，因此，為了在有水的環(huán)境中使用，防水材料是當(dāng)下許多電子類產(chǎn)品提高產(chǎn)品賣點(diǎn)的選擇。如圖7-10所示。圖7-10

防水耳機(jī)設(shè)計(jì)7.2材料與工藝概述

4）材料的經(jīng)濟(jì)特征材料的經(jīng)濟(jì)特征是指材料在實(shí)際應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（材料的價(jià)格、加工成本和回收成本等）。對(duì)于CMF設(shè)計(jì)而言，材料的經(jīng)濟(jì)性是重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，當(dāng)然不是一味的材料成本低就好，合理是基本原則。因?yàn)椴煌南M(fèi)人群有不同的標(biāo)準(zhǔn)，所以，如何根據(jù)產(chǎn)品消費(fèi)人群選擇合理經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是保持產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。7.2材料與工藝概述7.2.2CMF材料的分類有關(guān)材料的分類不同行業(yè)和不同學(xué)科有不同的分類習(xí)慣，分類方法非常多。

（1）按照材料的特點(diǎn)進(jìn)行分類按材質(zhì)分：有機(jī)高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料（陶瓷、玻璃）、金屬材料等；按功能分：電、磁、熱、力、光、聲、化學(xué)、生化、醫(yī)用等，這類材料也被稱為功能材料、特種材料等；按應(yīng)用分：建筑材料、家居材料、電子材料、家電材料、汽車材料等；形態(tài)與結(jié)構(gòu)分：薄膜、超細(xì)微、纖維、多孔、無(wú)氣孔、復(fù)合、多層、非晶、納米等。7.2材料與工藝概述

（2）從材料的概念出發(fā)高分子材料：是指以高分子化合物為基礎(chǔ)并添加一定助劑構(gòu)成的材料，例如化學(xué)纖維、塑料、橡膠、高分子膠黏材料、高分子涂料、功能高分子材料、高分子復(fù)合材料、高分子分離膜、高分子磁性材料。如圖7-11所示。無(wú)機(jī)非金屬材料：是指某些物質(zhì)元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物，以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料。例如：玻璃、石墨、陶瓷、水泥、大理石、氣凝膠、磁性、光學(xué)材料等。如圖7-12所示。金屬材料：金屬材料分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料等，例如：金銀銅、鐵鉻錳、鋼、合金、液態(tài)金屬等。如圖7-13所示。材料分為有機(jī)高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料和金屬材料三大類。圖7-11高分子材料應(yīng)用設(shè)計(jì)產(chǎn)品案例圖7-12

應(yīng)用工業(yè)陶瓷材料設(shè)計(jì)的手表圖7-13

用金屬材料設(shè)計(jì)的水壺7.2材料與工藝概述

（3）CMF設(shè)計(jì)行業(yè)（汽車、手機(jī)、家電）中材料的特有分類有關(guān)材料的分類有自己的特點(diǎn)，主要是分為成型材料與裝飾材料兩大類別。成型材料是指產(chǎn)品構(gòu)成的基本原材料，是產(chǎn)品的基本骨架，也就是產(chǎn)品的主體基礎(chǔ)材料，例如產(chǎn)品的殼體和結(jié)構(gòu)材料，常見(jiàn)的材料有塑料、橡膠、金屬、陶瓷和玻璃等。在CMF設(shè)計(jì)的實(shí)際產(chǎn)品中許多的案例是可以直接用成型材料制成，也可以用成型材料與裝飾材料結(jié)合而成。裝飾材料是指產(chǎn)品裝飾用的表面材料，也就是依附在基礎(chǔ)材料表層的外觀材料。裝飾材料一般分為膜材（如家電膜、汽車膜、手機(jī)膜、家裝膜、筆記本電腦膜等）、化工涂層材（如涂料、粉末、油墨、油漆、珠光、顏料、染料、金屬粉和電鍍等）和紡織面料（如棉麻、羊毛、石棉、再生纖維、合成纖維、無(wú)機(jī)纖維、玻璃纖維、金屬纖維等面料）。如圖7-14所示。圖7-14眼鏡鏡片和眼鏡金屬鏡架均在基本材料上附加了裝飾材料7.2材料與工藝概述7.2.3工藝的分類工藝是材料走向產(chǎn)品化的魔術(shù)師，相同的材料，在不同的工藝作用下會(huì)產(chǎn)生各式各樣的產(chǎn)品形態(tài)和效果，設(shè)計(jì)師只有掌握了工藝的基本制程、原理和特質(zhì)，才真正具備了將設(shè)計(jì)創(chuàng)意通過(guò)材料變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的能力。CMF工藝可分為三個(gè)大類：賦予產(chǎn)品身體的工藝稱為成型工藝；賦予產(chǎn)品面孔的工藝稱為表面處理工藝；賦予產(chǎn)品生命的工藝稱為加工制程工藝。這三個(gè)類型的工藝整合才能夠讓產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)意落地，成為我們生活中的現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品。7.2材料與工藝概述

（1）成型工藝成型工藝指產(chǎn)品從原材料成為產(chǎn)品，即將粒狀、粉狀、條狀、塊狀等基本型的基礎(chǔ)原材料，通過(guò)增材、減材、等材的方式，塑形為需要的產(chǎn)品部件。如將塑料粒子、金屬粉末、基礎(chǔ)板材、基礎(chǔ)型材通過(guò)注塑、壓鑄、切割、雕刻等工藝進(jìn)行生產(chǎn)加工，使其成為產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)件、零部件、面板等工件。如圖7-15所示。圖7-15

采用機(jī)加工的金屬高檔門把手屬于減法成型工藝7.2材料與工藝概述

（2）表面處理工藝表面處理工藝指的是在成型工藝基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品部件進(jìn)行進(jìn)一步的加工，即通過(guò)噴、印、刻、氧、物、化、鍍、膜等表面處理工藝，對(duì)產(chǎn)品部件進(jìn)行再加工，使其性能或裝飾效果得到進(jìn)一步的提升。如通過(guò)陽(yáng)極氧化、噴涂、印刷、拉絲等工藝，對(duì)金屬面板實(shí)施增加顏色、圖案紋理和觸感等效果。如圖7-16、圖7-17所示。圖7-16Jya榮獲2020紅點(diǎn)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)的臺(tái)燈設(shè)計(jì)采用陽(yáng)極氧化工藝圖7-17

寶馬概念汽車跑車金屬車身采用了金屬銀噴漆工藝7.2材料與工藝概述

（3）加工制程工藝加工制程工藝指的是生產(chǎn)加工的流程，即從原材料到最終產(chǎn)品的全流程。加工制程并非一成不變，而是根據(jù)不同的成型工藝和表面處理工藝的組合特點(diǎn)定向設(shè)計(jì)的最佳過(guò)程管理的流程，以保證成型工藝和表面處理工藝效果的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。特別是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新型工藝、設(shè)備、技術(shù)的不斷更新，大大縮短了產(chǎn)品的加工流程，在許多實(shí)際案例中正確地選擇加工制程，可以節(jié)省很多成本，甚至可以用成型工藝代替表面處理工藝，讓產(chǎn)品效果一次完成。7.3塑料與成型工藝塑料廣泛應(yīng)用于日常生活中各個(gè)領(lǐng)域，但也存在環(huán)保問(wèn)題。CMF設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)綜合考慮運(yùn)用與環(huán)保問(wèn)題。7.3塑料與成型工藝7.3.1塑料材料特性

（1）常規(guī)塑料塑料按照成型工藝的性能來(lái)分類，可分為熱固性塑料和熱塑性塑料。

1）熱固性塑料熱固性塑料是指受熱固化的塑料，這種塑料受熱定型后不能再加熱融化，所以一般不具備二次加工的可能，除少數(shù)可溶解回收的以外，熱固性塑料具有不可逆向循環(huán)利用的特征，常見(jiàn)的有膠木、電木和塑料瓷等。如圖7-18所示。圖7-18

熱固性塑料產(chǎn)品圖片7.3塑料與成型工藝

2）熱塑性塑料熱塑性塑料是指受熱融化并且可以反復(fù)加熱成型的塑料。在CMF設(shè)計(jì)領(lǐng)域用量較多的是熱塑性塑料，常見(jiàn)的有通用塑料、工程塑料。熱塑性塑料具有可多次回收利用的特征。通用的熱塑性塑料用量很大，常見(jiàn)的品種有：ABS、PP、PE、PVC、PS。如圖7-19所示。圖7-19

熱塑性塑料樂(lè)高產(chǎn)品7.3塑料與成型工藝

（2）彈性體（類塑料，主要是橡膠材料、TPU、TPE）大家熟悉的橡膠就是彈性體的一種。作為彈性材料，除了橡膠材料，還有TPU、TPE。這些材料不屬于橡膠，但都是彈性體。它們具有同樣的特征，就是在外力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，除去外力后便能恢復(fù)原來(lái)的形狀，我們把這一類具有彈性的材料稱之為彈性體。彈性材料應(yīng)用范圍日漸增加，如大家熟悉的塑膠操場(chǎng)、網(wǎng)球球拍線、彈力球等。如圖7-22所示。圖7-22

彈性材料的應(yīng)用7.3塑料與成型工藝

熱固性塑料熱固性彈性體材料就是我們常說(shuō)的傳統(tǒng)橡膠類材料。就橡膠材料而言可分為天然橡膠和合成橡膠。大家熟悉的有汽車輪胎、兒童奶嘴、手表表帶等。如圖7-21所示。彈性體的種類繁多，應(yīng)用也極為廣泛，我們平時(shí)常見(jiàn)的輪胎、手環(huán)、表帶、鞋材、電纜保護(hù)層等，大多采用彈性體材質(zhì)制作。彈性體材料如同塑料按照是否可塑化分為熱固性彈性體材料和熱塑性彈性體材料。

熱塑性塑料熱塑性彈性體，兼具熱塑性塑料和橡膠的特點(diǎn)，應(yīng)用極為廣泛，如汽車方向盤、車輪、數(shù)據(jù)線、餐具、玩具、鞋底等，摩拜單車的實(shí)心輪胎就是TPE材料。圖7-21華為手環(huán)7的表帶，由軟硅膠制成7.3塑料與成型工藝

1）橡膠（Rubber）材料橡膠材料是彈性體的一種，具有可逆形變的高彈性聚合物材料，在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變，除去外力后能恢復(fù)原狀。橡膠材料分為天然橡膠與合成橡膠兩種。天然橡膠是從橡膠樹(shù)、橡膠草等植物中提取膠質(zhì)后加工制成。合成橡膠則由各種單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得。橡膠材料做成的制品廣泛應(yīng)用于我們生活的方方面面：防水用品、防滑用品、人體防護(hù)用品和具有彈性功能的用品等，例如手機(jī)保護(hù)套。以下為CMF設(shè)計(jì)中主要涉及的幾種彈性材料。7.3塑料與成型工藝

2）熱塑性聚氨酯彈性體材料TPU（ThermoplasticUrethane）TPU材料是一種具有卓越的高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性的環(huán)保材料。目前，TPU已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、電子電器、工業(yè)及體育等方面，其具有其它塑料材料所無(wú)法比擬的強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐氣候等特性，同時(shí)它具有高防水性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優(yōu)異的功能。熱塑性聚氨酯彈性體TPU按分子結(jié)構(gòu)可分為聚酯型和聚醚型兩種，按加工方式可分為注塑級(jí)、擠出級(jí)、吹塑級(jí)等。如圖7-23所示。圖7-23

熱塑性聚氨酯彈性體TPU產(chǎn)品圖片，左圖醫(yī)療點(diǎn)滴用品；右圖密封圈7.3塑料與成型工藝

（3）四苯乙烯（TPE）材料TPE材料是一種具有高彈性、高強(qiáng)度、高回彈性的熱塑性彈性體材料。四苯乙烯材料具有環(huán)保、無(wú)毒安全，應(yīng)用范圍廣，有優(yōu)良的著色性，耐候性，抗疲勞性和耐溫性，加工性能優(yōu)越，無(wú)須硫化，易于回收利用，成本低，應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于普通透明玩具、運(yùn)動(dòng)器材、電子設(shè)備配件（數(shù)據(jù)線，耳機(jī)線、音頻線）等。如圖7-24所示。圖7-24四苯乙烯TPE材料做的數(shù)據(jù)線7.3塑料與成型工藝7.3.2塑料材料成型工藝由于塑料材料的多樣性，與之相對(duì)應(yīng)的成型工藝也比較多，常規(guī)的成型工藝包括注塑成型工藝、擠出成型工藝、旋轉(zhuǎn)成型工藝、吹塑成型工藝、模壓成型工藝。除此之外，還有壓延成型、發(fā)泡成型、擠壓成型、纏繞成型、層壓成型、涂覆成型、澆注成型、滴塑成型、壓縮模塑成型、樹(shù)脂傳遞模塑成型、手糊成型（手工裱糊成型、接觸成型）、激光快速成型、熔融沉積成型、CNC加工成型和3D打印成型等。以下將介紹常見(jiàn)的10種塑料成型工藝。7.3塑料與成型工藝（1）注塑成型：注塑成型是一種將塑料流態(tài)化注射入模具后冷卻成型的方法。由于塑膠材料的大量應(yīng)用，注塑成型成為產(chǎn)品成型應(yīng)用最為廣泛的工藝之一。注塑成型廣泛應(yīng)用于生活用品類、電器設(shè)備類，以及汽車部件、手機(jī)、玩具類等。（2）熱塑成型：熱塑成型工藝，又稱熱成型，指的是將熱塑性塑料的片材進(jìn)行加熱軟化，然后在壓力環(huán)境下，采用適當(dāng)?shù)哪＞呋驃A具進(jìn)行加工成型的方法。熱塑成型工藝在箱包類產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。（3）吹塑成型：吹塑成型工藝是塑料加工應(yīng)用非常廣泛的工藝之一。吹塑成型工藝通常用于大規(guī)模生產(chǎn)的中空包裝容器。（4）滾塑成型：滾塑又稱為旋轉(zhuǎn)成型、旋塑、旋轉(zhuǎn)模塑、旋轉(zhuǎn)鑄塑、回轉(zhuǎn)成型。滾塑的應(yīng)用主要是在交通工具、電子、食品、醫(yī)療等行業(yè)。（5）搪塑成型：搪塑成型又稱為涂凝成型。表皮具有不開(kāi)裂、不變形及耐熱性優(yōu)異等特點(diǎn)。主要應(yīng)用于手感、視覺(jué)效果要求高的產(chǎn)品。7.3塑料與成型工藝（6）滴塑成型：滴塑又稱為微量射出、滴膠。滴塑指的是通過(guò)壓縮空氣把液態(tài)的材料（如PVC、SILICONE）注射到模具中，再用高溫烤熟后脫模的成型工藝。滴塑工藝的應(yīng)用：商標(biāo)銘牌、卡片、日用五金產(chǎn)品等的裝飾上。（7）擠塑成型：擠塑成型也叫擠出成型（金屬行業(yè)、陶瓷行業(yè)也有擠出成型）。工藝主要適合熱塑性塑料的成型，也適合部分流動(dòng)性較好的熱固性和增強(qiáng)塑料的成型，適合制作管狀、筒狀、棒狀、片狀等產(chǎn)品，如塑料水管、門板、塑料膜材和型材等。（8）壓塑成型：塑成型也稱壓制成型，指的是將塑料加熱后施壓進(jìn)入預(yù)熱后的模具中的成型工藝。當(dāng)然如果經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)后，也可以生產(chǎn)彎曲度高的產(chǎn)品，如頭盔等。（9）壓延成型：它與擠出成型、注塑成型一起稱為熱塑性塑料的三大成型方法。壓延成型適用材料有熱塑性塑料、橡膠等。壓延成型是生產(chǎn)塑料薄膜和片材的主要方法。多用于生產(chǎn)PVC軟質(zhì)薄膜、薄板、片材、人造革、壁紙、地板革等。（10）浸漬成型：浸漬成型也叫浸漬模塑，是熱塑性塑料的一種成型方法。可用于生產(chǎn)柔性產(chǎn)品，如手套、氣球、安全套、波紋管等。7.4金屬與成型工藝金屬材料是我們生活中最為常見(jiàn)的材料之一，因?yàn)閺?qiáng)度高，經(jīng)常被應(yīng)用在產(chǎn)品的支撐結(jié)構(gòu)件上，鋼鐵常常被稱為“工業(yè)的骨骼”。但在CMF設(shè)計(jì)中金屬的壓手感和表面的特殊質(zhì)感給人一種高檔的感覺(jué)，所以被大量應(yīng)用到產(chǎn)品的表面，例如手表、蘋果筆記本電腦等。盡管隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多有機(jī)材料可以模擬出金屬的質(zhì)感和強(qiáng)度，但是金屬材料在CMF設(shè)計(jì)中的地位依然是難以替代的。7.4金屬與成型工藝7.4.1金屬材料類型金屬一般分黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料三大類。黑色金屬就是我們常說(shuō)的鋼鐵，包括工業(yè)純鐵（含碳量不超過(guò)0.0218%）、鋼（含碳0.0218%～2.11%）、鑄鐵（含碳大于2.11%），還有鉻錳和合金材料。有色金屬就是非鐵鉻錳的所有金屬及其合金材料，一般又分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。特種金屬材料是指結(jié)構(gòu)或功能性金屬材料，包括具備一些特殊功能的金屬基復(fù)合材料。7.4金屬與成型工藝還有一種分類方式則是按照金屬的組成元素進(jìn)行分類，分為單元金屬材料和合金。由一種金屬元素組成的金屬我們稱為單元金屬材料，屬于金屬材料的單質(zhì)體。在這類金屬中最為常用的是鐵、鋁、銅、鈦、鎳，鋅、錫、鉛、鉻、錳也較為常用，鋯、釩、鈷、鉬、鎢使用較少。由一種金屬元素和一種或幾種其它元素（金屬或者非金屬均可）熔合后而組成的具有金屬特性的物質(zhì)稱之為合金。組成合金最基本的、能獨(dú)立存在的物質(zhì)稱為組元，簡(jiǎn)稱元。絕大多數(shù)情況下，組元即是構(gòu)成合金的元素。根據(jù)組元的數(shù)量，可分為二元合金、三元合金或多元合金。例如黃銅是由銅和鋅兩種元素組成的二元合金；硬鋁是由鋁、銅、鎂三種元素組成的三元合金。由于合金的優(yōu)良特性，在實(shí)際產(chǎn)品中得到廣泛使用。7.4金屬與成型工藝7.4.2金屬成型工藝金屬成型工藝主要有：鑄造工藝、塑性成型工藝、焊接（熔接）工藝、金屬粉末冶金（MIM、金屬注射成型）工藝、機(jī)加工成型工藝、半固態(tài)成型工藝、3D打印工藝和納米注塑成型（NMT）等。在金屬成型工藝中歷史最為悠久的當(dāng)屬鑄造工藝。中國(guó)的青銅器就是這種工藝的代表作。而焊接（熔接）工藝、機(jī)加工、金屬粉末冶金（MIM、金屬注射成型）工藝、半固態(tài)成型工藝、3D打印工藝和納米注塑成型（NMT）是隨著大工業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生的新工藝。7.4金屬與成型工藝

（1）鑄造鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，鑄造是將液體金屬澆鑄到與工件形狀相適應(yīng)的模子（范）中，待其冷卻凝固后，以獲得工件的方法。鑄造工藝流程大致是：金屬液體化→充型鑄?！鋮s凝固→取出鑄件。如圖7-27所示。但是鑄造工藝也存在著一定的缺陷，例如廢品率高、表面質(zhì)量較低、勞動(dòng)環(huán)境差。所以對(duì)于CMF設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)要能夠?qū)㈣T造工藝的優(yōu)點(diǎn)利用好是關(guān)鍵。如今隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鑄造工藝根據(jù)不同的需要也有了類型上的發(fā)展，目前常見(jiàn)的鑄造工藝分類有：砂型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、真空壓鑄、消失模鑄造、熔模鑄造等。圖7-27鑄造工藝圖7.4金屬與成型工藝

（2）鍛造鍛造也習(xí)慣叫鍛打，金屬常用的加工工藝。具體指在鍛造設(shè)備上借助工具或模具產(chǎn)生的沖擊力或靜壓力，使坯料產(chǎn)生局部或全部塑性變形，以獲得一定幾何形狀、尺寸、質(zhì)量及力學(xué)性能的鍛件。如圖7-34所示。圖7-34

鍛造工藝流程7.4金屬與成型工藝

（3）擠出擠出也叫擠壓，在塑料中也叫擠塑，在橡膠中叫壓出，在金屬中叫擠出。擠出的基本原理是將塑料、橡膠、金屬等材料加熱熔融后，通過(guò)施加壓力將材料連續(xù)從指定擠壓筒里通過(guò)帶有形狀的模具，被擠出冷卻后成型，從而獲得符合?？捉孛娴呐髁匣蛄慵募庸し椒?。例如大家熟悉的鋁合金型材。如圖7-35所示。圖7-35

鋁合金型材7.4金屬與成型工藝

（4）沖壓沖壓是金屬塑性加工方法之一，又稱板料沖壓。它是在壓力作用下利用模具使金屬板料分離或產(chǎn)生塑性變形，以獲得所需工件的工藝方法。沖壓加工利用不同的模具可以實(shí)現(xiàn)拉伸、折彎、沖剪等工藝。如圖7-36所示。圖7-36

冷壓平底鍋7.4金屬與成型工藝

（5）CNC機(jī)加工機(jī)加工是機(jī)械加工的簡(jiǎn)稱，是指通過(guò)機(jī)械精確加工去除材料的加工工藝。具體是在零件生產(chǎn)過(guò)程中，直接用刀具在毛坯上切除多余金屬層厚度，使之符合圖紙要求的尺寸、精度、形狀表面質(zhì)量等技術(shù)要求的加工過(guò)程。例如蘋果電腦和消費(fèi)電子產(chǎn)品多采用金屬機(jī)加工工藝。如圖7-37所示。機(jī)械加工主要有手動(dòng)加工和數(shù)控加工兩大類。圖7-37

數(shù)控加工中心7.4金屬與成型工藝

（6）焊接焊接也稱作熔接。焊接是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料的工藝技術(shù)。在許多早期的現(xiàn)代主義大師的家具中常用到這種工藝。如圖7-38所示。圖7-38

美國(guó)著名家具設(shè)計(jì)師Eames的兩把椅子均采用焊接的工藝7.4金屬與成型工藝

（7）金屬注射成型（MIM，MetalInjectionMolding）金屬注射成型是將金屬粉末與其黏結(jié)劑的增塑混合料注射于模型中的成型方法。它是先將所選粉末與黏結(jié)劑進(jìn)行混合，然后將混合料進(jìn)行制粒再注射成所需要的形狀。金屬注射成型是一種從塑料注射成型行業(yè)中引伸出來(lái)的新型粉末冶金近凈成型技術(shù)。如圖7-39所示。金屬注射成型工藝流程：選取符合MIM要求的金屬粉末和黏結(jié)劑→混煉→注射成型→脫脂→燒結(jié)→后處理。圖7-39金屬注射成型的工件7.5精密陶瓷、玻璃與工藝7.5.1精密陶瓷陶瓷是一種無(wú)機(jī)非金屬材料，大體分為傳統(tǒng)陶瓷（生活陶瓷）和精細(xì)陶瓷，這里所介紹的為CMF領(lǐng)域常用到的精細(xì)陶瓷（又稱先進(jìn)陶瓷、新型陶瓷、工業(yè)陶瓷），其成型及后加工工藝都與傳統(tǒng)陶瓷有較大的差異，所以在應(yīng)用領(lǐng)域上也有較大的不同。傳統(tǒng)陶瓷主要指生活中的日用陶瓷，如花瓶、餐具等，這一類陶瓷不在CMF討論范圍。而精細(xì)陶瓷卻廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、智能穿戴等領(lǐng)域。如圖7-40所示。圖7-40

蘋果手表表殼材料采用的是白色精密陶瓷7.5精密陶瓷、玻璃與工藝圖7-41陶瓷制造的耐磨損軸承

（1）精細(xì)陶瓷類型精細(xì)陶瓷從使用功能來(lái)分，可分為結(jié)構(gòu)陶瓷、電子陶瓷和生物陶瓷三大類。

1）結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷是指具有耐高溫、耐沖刷、耐腐蝕、高硬度、高強(qiáng)度、低蠕變速率等優(yōu)異力學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)性能，常用于各種結(jié)構(gòu)部件的先進(jìn)陶瓷材料。結(jié)構(gòu)陶瓷具有優(yōu)越的強(qiáng)度、硬度、絕緣性、熱傳導(dǎo)、耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐磨耗、高溫強(qiáng)度等。目前主要應(yīng)用于制造耐磨損的零部件等，如軸承。如圖7-41所示。7.5精密陶瓷、玻璃與工藝圖7-42

左圖：電子陶瓷制造車間；右圖：電子陶瓷工件

2）電子陶瓷電子陶瓷或稱電子工業(yè)用陶瓷，它在化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)電性能上，均與一般的電力用陶瓷有著本質(zhì)的區(qū)別。這些區(qū)別是電子工業(yè)對(duì)電子陶瓷所提出的一系列特殊技術(shù)要求而形成的，其中最重要的是需具有高的機(jī)械強(qiáng)度，耐高溫高濕，抗輻射，介質(zhì)常數(shù)在很寬的范圍內(nèi)變化，介質(zhì)損耗角正切值小，電容量溫度系數(shù)可以調(diào)整（或電容量變化率可調(diào)整），抗電強(qiáng)度和絕緣電阻值高，以及老化性能優(yōu)異等。如圖7-42所示。7.5精密陶瓷、玻璃與工藝

3）生物陶瓷生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的陶瓷材料，即可以直接用于人體或與人體直接相關(guān)的生物、醫(yī)用、生物化學(xué)等的陶瓷材料?？煞譃樯锒栊蕴沾珊蜕锘钚蕴沾伞＠绱蠹沂煜さ娜嗽焯沾裳例X就是應(yīng)用量相當(dāng)大的生物惰性陶瓷產(chǎn)品。作為生物陶瓷材料，需要具備如下條件：生物相容性、力學(xué)相容性、與生物組織有優(yōu)異的親和性、抗血栓、滅菌性，并具有很好的物理、化學(xué)穩(wěn)定性。這是一種可以替換人體器官的陶瓷材料，發(fā)展前景廣闊。如圖7-44所示。圖7-44

左圖：具有彈性的生物活性陶瓷材料；右圖：人造活性陶瓷骨骼修復(fù)材料7.5精密陶瓷、玻璃與工藝

（2）精細(xì)陶瓷的成型工藝精細(xì)陶瓷的成型工藝原理在許多方面與塑料和金屬等成型工藝是類似的，目前常用的工藝有：滾壓成型、注射成型、流延成型、注漿成型、擠壓成型（擠出成型或擠制成型）、3D打印、發(fā)泡成型等。其成型原理與塑料和金屬的工藝類似。

（3）精細(xì)陶瓷的表面處理工藝精細(xì)陶瓷的表面處理工藝目前常用的工藝有：PVD工藝、拋光（包括超聲波拋光）、AF、鐳雕、燒釉、噴漆、噴砂、藍(lán)寶石鏡片鑲嵌工藝、NCVM工藝、研磨減薄、光蝕刻、絲印、水轉(zhuǎn)印和貼花紙。精細(xì)陶瓷的表面處理工藝原理在許多方面與塑料和金屬的表面處理工藝也十分相似。7.5精密陶瓷、玻璃與工藝7.5.2玻璃玻璃和陶瓷一樣，是無(wú)機(jī)非金屬材料，應(yīng)用極為廣泛。隨著技術(shù)工藝的不斷發(fā)展，玻璃的種類越來(lái)越多，逐漸朝著功能性與裝飾性一體化方向發(fā)展。CMF中的玻璃非家用門窗玻璃、玻璃杯、玻璃器皿、花瓶、燈具類玻璃，重點(diǎn)是指應(yīng)用于冰箱、空調(diào)、熱水器、洗衣機(jī)等家用電器的面板用材，即彩晶玻璃；還有應(yīng)用于手機(jī)前蓋玻璃及后蓋的玻璃用材。CMF應(yīng)用的玻璃通常是由玻璃加工公司向玻璃原廠采購(gòu)玻璃原片，然后根據(jù)家電類、手機(jī)類客戶的要求進(jìn)行裁切整形、彎曲、印刷、噴涂、電鍍等深加工，從而成為生活中能看到的玻璃產(chǎn)品。目前玻璃工藝的創(chuàng)新已滲透到玻璃原片上，例如增加了有色非透光質(zhì)感的玻璃，豐富甚至直接替代絲印工藝，在做電子顯示窗口時(shí)省去了一層透光油墨的印刷。7.5精密陶瓷、玻璃與工藝

（1）CMF玻璃類型

1）按玻璃的性能可分為：普通玻璃、強(qiáng)化玻璃、光學(xué)玻璃、電子玻璃、防彈玻璃、節(jié)能玻璃、磨砂玻璃等。

2）按玻璃的工藝可分為：機(jī)械加工玻璃（磨光玻璃、噴砂或磨砂玻璃、噴花玻璃、雕刻玻璃）；熱處理玻璃（鋼化玻璃、半鋼化玻璃、彎曲玻璃、釉面玻璃、彩繪玻璃）；化學(xué)處理玻璃（化學(xué)鋼化玻璃、毛面蝕刻玻璃、朦砂玻璃、光面蝕刻玻璃）；鍍膜玻璃（吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃、彩虹玻璃、防霜玻璃、防紫外線玻璃、電磁屏蔽玻璃、憎水玻璃、玻璃鋁鏡、玻璃銀鏡）；空腔玻璃（普通中空玻璃、真空玻璃、充氣中空玻璃）；夾層玻璃（PV膜片夾層玻璃、EN膠片夾層玻璃、飾物夾層玻璃、防彈玻璃、防盜玻璃、防火玻璃等）；貼膜玻璃（防彈玻璃、鐳射玻璃、遮陽(yáng)絕熱玻璃、貼花玻璃）；著色玻璃（輻射著色玻璃、擴(kuò)散著色玻璃）；特殊技術(shù)加工玻璃（激光刻花玻璃、電子束加工玻璃、光致變色玻璃、電致變色玻璃、殺菌玻璃、自潔凈玻璃、防霉除臭玻璃）。7.5精密陶瓷、玻璃與工藝

（2）CMF玻璃的成型工藝CMF玻璃的成型工藝主要為切割（鉆孔）和熱彎成型。

1）切割（鉆孔）工藝CNC數(shù)控高精的超硬合金刀切割工藝是CMF領(lǐng)域常見(jiàn)控制玻璃尺寸大小的成型工藝。所謂CMF玻璃CNC數(shù)控切割工藝指的是利用高精數(shù)控控制機(jī)床或設(shè)備的工件指令（或程序），以數(shù)字指令形式控制高強(qiáng)度合金切割設(shè)備，進(jìn)行自動(dòng)切割玻璃，控制玻璃尺寸大小的成型工藝。如圖7-45所示。圖7-45

左圖：數(shù)控玻璃切割機(jī)；右圖：數(shù)控玻璃切割機(jī)切割的工件7.5精密陶瓷、玻璃與工藝

2）熱彎工藝熱彎工藝是針對(duì)平板玻璃材料的二次圓弧彎曲成型工藝。玻璃熱彎在CMF設(shè)計(jì)中被大量地應(yīng)用在手機(jī)玻璃蓋板、汽車、船舶擋風(fēng)玻璃、玻璃家具以及電子顯示屏等。玻璃熱彎的流程：熱彎模具（一般為石墨模具）的設(shè)計(jì)、選擇、成型等→模具清洗→2D玻璃放入石墨模具中→熱彎（一般包括預(yù)熱工站、成型工站、冷卻工站）→3D曲面玻璃產(chǎn)品（后續(xù)工藝還要鋼化、裝飾等）。如圖7-46所示。圖7-46左圖：玻璃熱彎設(shè)備；中圖：熱彎汽車玻璃；右圖：熱彎手機(jī)玻璃7.5精密陶瓷、玻璃與工藝

（3）CMF玻璃的表面處理工藝玻璃表面處理工藝與塑料和金屬的表面處理工藝基本相同。玻璃表面處理工藝的目的一方面是豐富和美化玻璃表面，另一方面是增加玻璃的耐用性。目前主要的玻璃表面處理工藝有：移印、絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷、熱轉(zhuǎn)印、UV轉(zhuǎn)印、PVD、AG蝕刻、AF、AR、拋光、膜片貼合和鋼化，還有一些CMF玻璃表面工藝常用的工藝，如彩繪、噴砂和蝕刻、彩色釉面、雕刻和鍍膜等。7.6裝飾材料裝飾材料一般分為“膜材”“化工涂層材”和“紡織面料”等。而與之相關(guān)的表面工藝一般分為“通用工藝”和針對(duì)某種材料的“特定工藝”。不過(guò)許多裝飾材料既是材料也是工藝，兩者之間是無(wú)法分割的關(guān)系，例如膜材類。就產(chǎn)品外觀的表面裝飾和保護(hù)而言，除了可以附加裝飾材料外，也是可以根據(jù)產(chǎn)品基本材料，通過(guò)選擇合理的表面處理工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如珠光塑料、金屬拋光和拉絲等。由于目前的CMF設(shè)計(jì)領(lǐng)域主要集中在汽車、手機(jī)、家用電器、消費(fèi)電子、生活用品和家裝等行業(yè)，所以產(chǎn)品的基材相對(duì)集中在塑料、金屬和玻璃三大類，因此介紹的表面處理工藝基本是圍繞這三大類材料展開(kāi)的。CMF的裝飾材料主要分為膜材、涂料、油墨、染料、紡織面料、皮革、板材、裝飾紙和耗材。下面逐類進(jìn)行介紹。7.6裝飾材料7.6.1膜材膜材指的是塑料薄膜，在CMF行業(yè)俗稱裝飾膜。膜材是一種常用的表面裝飾材料或工藝。薄膜常見(jiàn)的基材如PC（聚碳酸酯）、PP（聚丙烯）、PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）、TPU（熱可塑性聚氨酯）、PVC（聚氯乙烯）、PMMA（有機(jī)玻璃）、PVDF（聚偏氟乙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）等，薄膜生產(chǎn)常用的是擠出成型或壓延成型工藝。膜材廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品包裝和產(chǎn)品表面裝飾。在CMF設(shè)計(jì)中，膜材的應(yīng)用主要是對(duì)于產(chǎn)品基材不便于直接做表面裝飾的情況，借助薄膜的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)想要的色彩、圖案紋理和觸感等。目前廣泛應(yīng)用于建筑、汽車內(nèi)飾、家電及手機(jī)蓋板等領(lǐng)域。如圖7-52所示。圖7-52

左圖：汽車膜材；右圖：手機(jī)水晶膜7.6裝飾材料7.6.2涂料7.6.3油墨7.6.4染料7.6.5紡織面料7.6.6皮革類7.6.7板材類7.6.8裝飾紙7.6裝飾材料7.6.9復(fù)合材料類：碳纖維、凱夫拉復(fù)合材料是指兩種以上材料重疊復(fù)合為一體的材料，復(fù)合材料的意義在于彌補(bǔ)一種材料的不足，發(fā)揮不同材料的特性，達(dá)到揚(yáng)長(zhǎng)避短的作用。比如手機(jī)背板復(fù)合板—PC＋PMMA、碳纖維和凱夫拉等。由于凱夫拉品牌產(chǎn)品材料堅(jiān)韌耐磨、剛?cè)嵯酀?jì)，具有刀槍不入的特殊本領(lǐng)。在軍事上被稱之為“裝甲衛(wèi)士”。如圖7-67所示。圖7-67左圖：采用凱拉夫手機(jī)復(fù)合背板效果；右圖：凱拉夫纖維布7.7表面處理工藝CMF設(shè)計(jì)行業(yè)所說(shuō)的表面處理是指產(chǎn)品表面或材料的表面美學(xué)處理和功能改善性處理，主要包括前處理、電鍍、涂裝、化學(xué)氧化、熱噴涂等眾多物理化學(xué)方法在內(nèi)的工藝方法。產(chǎn)品在加工、運(yùn)輸、存放、銷售和使用等過(guò)程中，產(chǎn)品表面會(huì)有這樣和那樣的具體需求，如保持產(chǎn)品外表不受損傷，提升產(chǎn)品外觀的美學(xué)價(jià)值和產(chǎn)品外觀的耐用性等。所以產(chǎn)品外觀的表面處理工藝對(duì)CMF設(shè)計(jì)就顯得十分重要，較全面地了解和認(rèn)知材料所對(duì)應(yīng)的表面處理工藝，是CMF設(shè)計(jì)師保證產(chǎn)品外觀美學(xué)和質(zhì)量品質(zhì)的基礎(chǔ)。下面主要介紹目前在CMF設(shè)計(jì)行業(yè)較為流行的表面處理工藝。7.7表面處理工藝7.7.1模內(nèi)裝飾工藝模內(nèi)裝飾工藝IMD（In-MoldDecoration）是將已印刷好圖案的膜片放入金屬模具內(nèi)，注入樹(shù)脂與膜片接合，使有圖案的膜片與樹(shù)脂形成一個(gè)整體的成型方法。主要應(yīng)用于通訊業(yè)（如手機(jī)按鍵、鏡片、外殼、其他通訊設(shè)施的機(jī)殼等）、家電業(yè)（如洗衣機(jī)、微波爐、電飯煲、空調(diào)、電冰箱等家電產(chǎn)品的控制裝飾面板等）、電子業(yè)（電腦、DVD、筆記本等電子產(chǎn)品裝飾面殼和標(biāo)牌等）、汽車業(yè)（儀表盤、空調(diào)面板、標(biāo)志、尾燈等裝飾零件）。模內(nèi)裝飾（IMD）工藝的薄膜層材料有優(yōu)異的綜合性能，如抗沖性能、耐化學(xué)腐蝕性能、耐磨損性、易成型性和高透明性。模內(nèi)裝飾工藝制程分類：模內(nèi)裝飾（IMD）工藝按照制程及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀的不同，大致分為：模內(nèi)貼標(biāo)IML（無(wú)拉伸、曲面?。?、模內(nèi)轉(zhuǎn)印IMR（表面薄膜去掉，只留下油墨在表面）、模內(nèi)熱壓IMF（高拉伸產(chǎn)品、3D）三種工藝。7.7表面處理工藝7.7.2模外裝飾工藝（OMD）模外裝飾（OutMoldDecoration）簡(jiǎn)稱OMD，是視覺(jué)、觸覺(jué)、功能整合展現(xiàn)，是模內(nèi)裝飾IMD延伸出的裝飾技術(shù)，是一種結(jié)合印刷、紋理結(jié)構(gòu)及金屬化特性的3D表面裝飾技術(shù)。如圖7-68所示。模外裝飾技術(shù)OMD分為OMF和OMR。OMF（FormingFilm）是指在OMD中，具有包覆膜，需有后段沖切制程。OMR（ReleaseFilm）是指在OMD中，薄膜可撕開(kāi)，避免沖切制程。圖7-68采用模外裝飾技術(shù)的金屬質(zhì)感膜效果7.7表面處理工藝7.7.3噴漆（噴油）噴漆工藝是指通過(guò)噴槍借助于空氣壓力，分散成均勻而微細(xì)的霧滴，涂施于被涂物的表面的一種方法。主要可分為空氣噴漆、無(wú)氣噴漆以及靜電噴漆等各式各樣的噴漆方法。如圖7-69所示。圖7-69噴油樣板7.7表面處理工藝7.7.4噴粉噴粉是利用電暈放電現(xiàn)象使粉末涂料吸附在工件上。噴粉的過(guò)程是：噴粉槍接負(fù)極，工件接地（正極），粉末涂料由供粉系統(tǒng)借壓縮空氣氣體送入噴槍，在噴槍前端加有高壓靜電發(fā)生器產(chǎn)生的高壓，由于電暈放電，在其附近產(chǎn)生密集的電荷，粉末由槍嘴噴出時(shí)，構(gòu)成回路形成帶電涂料粒子，它受靜電力的作用，被吸到與其極性相反的工件上去，隨著噴上的粉末增多，電荷積聚也越多，當(dāng)達(dá)到一定厚度時(shí)，由于產(chǎn)生靜電排斥作用，便不繼續(xù)吸附，從而使整個(gè)工件獲得一定厚度的粉末涂層，然后經(jīng)過(guò)熱使粉末熔融、流平、固化，即在工件表面形成堅(jiān)硬的涂膜。如圖7-70所示。圖7-70噴粉工藝車間照片7.7表面處理工藝7.7.5不導(dǎo)電真空鍍NCVM不導(dǎo)電真空鍍NCVM（Nonconductivevacuum）是采用鍍出金屬及絕緣化合物等薄膜，利用相互不連續(xù)之特性，得到最終外觀有金屬質(zhì)感且不影響到無(wú)線通訊傳輸之效果。不導(dǎo)電真空鍍NCVM可應(yīng)用于各種塑料材料，如PC、PC+ABS、ABS、PMMA、NYLON、工程塑料等，它更符合制作工藝的綠色環(huán)保要求，是無(wú)鉻（Non-Chrome）電鍍制品的替代技術(shù)，適用于所有需要表面處理的塑料類產(chǎn)品，特別適用于有訊號(hào)收發(fā)的3C產(chǎn)品，尤其是在天線蓋附近區(qū)域，如手機(jī)、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航器具、藍(lán)牙耳機(jī)等。不導(dǎo)電真空鍍NCVM在使塑料具有金屬質(zhì)感的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)半透光性，即體現(xiàn)金屬質(zhì)感的同時(shí)具備光線可穿透性，所以利用透光或半透光特性，可使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更富變化，外觀更為靚麗多姿。7.7表面處理工藝7.7.6物理氣相沉積（PVD）工藝物理氣相沉積工藝PVD（PhysicalVaporDeposition）指的是利用物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移，將原子或分子由源轉(zhuǎn)移到基材表面上的過(guò)程。它的作用是可以使某些有特殊性能（強(qiáng)度高、耐磨性、散熱性、耐腐性等）的微粒噴涂在性能較低的母體上，例如塑料，使得母體具有更好的性能。7.7.7化學(xué)氣相淀積（CVD）工藝化學(xué)氣相淀積CVD（ChemicalVaporDeposition）工藝指把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸汽及反應(yīng)所需其它氣體引入反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的過(guò)程。在超大規(guī)模集成電路中很多薄膜都是采用CVD方法制備。經(jīng)過(guò)CVD處理后，表面處理膜密著性約提高30%，防止高強(qiáng)力鋼在彎曲和拉伸成型時(shí)產(chǎn)生的刮痕。7.7表面處理工藝7.7.8印刷（絲網(wǎng)印、移印、燙印、水轉(zhuǎn)印、熱轉(zhuǎn)印等）工藝印刷（Printing，GraphicArts，也可使用GraphicCommunications即圖形傳播）是將文字、圖畫、照片、防偽等原稿經(jīng)制版、施墨、加壓等工序，使油墨轉(zhuǎn)移到紙張、織品、塑料品、皮革等材料表面上，批量復(fù)制原稿內(nèi)容的技術(shù)。印刷是把經(jīng)審核批準(zhǔn)的印刷版，通過(guò)印刷機(jī)械及專用油墨轉(zhuǎn)印到承印物的過(guò)程。（1）絲印工藝（2）移印工藝（3）燙印工藝（4）水轉(zhuǎn)印（5）熱轉(zhuǎn)?。?）UMI印刷7.7表面處理工藝7.7.9PPVD退鍍工藝7.7.10鐳雕小結(jié)CMF（顏色，材料和表面處理）是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的顏色、材料和工藝的基本了解。CMF涉及到美學(xué)、色彩學(xué)、工程學(xué)、材料學(xué)、心理學(xué)等，是各學(xué)科、流行趨勢(shì)、工藝技術(shù)、創(chuàng)新材料、審美觀念綜合的交叉產(chǎn)物。在CMF設(shè)計(jì)上，需要我們多做足基礎(chǔ)研究，潛心去設(shè)計(jì)，充分了解材料性能、工藝特點(diǎn)，找到更佳的選擇。產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論TRAININGCOURSE產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)案例學(xué)習(xí)內(nèi)容—第8章不同產(chǎn)品類型、不同設(shè)計(jì)部門的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)案例。學(xué)習(xí)目的：通過(guò)案例深入了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)程序及方法，并能靈活運(yùn)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)程序是產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行業(yè)務(wù)流程管理的重要依據(jù)。參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各部門與設(shè)計(jì)人員要按照制定的設(shè)計(jì)流程表來(lái)推行產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。以某工業(yè)設(shè)計(jì)公司為例，為強(qiáng)化以客戶為中心的經(jīng)營(yíng)理念，按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)程序，編制出以客戶為中心的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程管理總圖，如右圖所示。產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)案例產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程管理總圖產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)案例同時(shí)，為提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效益，依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)程序，形成由各部門、全員參與的，以產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量與效益為核心的業(yè)務(wù)流程總圖，如圖8-2所示。圖中，通過(guò)各部門完成的任務(wù)描述、評(píng)審、修改與確認(rèn)等可循環(huán)環(huán)節(jié)，以及各階段客戶的參與、確認(rèn)、付款事項(xiàng)，最終保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目的水平、質(zhì)量及業(yè)務(wù)效益。圖8-2業(yè)務(wù)流程總圖8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程項(xiàng)目名稱：指紋鎖設(shè)計(jì)。客戶：某指紋產(chǎn)品事業(yè)部，是一家以設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)指紋設(shè)備為主的企業(yè)。項(xiàng)目：AM2060B指紋鎖產(chǎn)品設(shè)計(jì)。周期：40天。8.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)調(diào)研階段

（1）企業(yè)原始產(chǎn)品與客戶確定設(shè)計(jì)合作項(xiàng)目后，由市場(chǎng)人員及設(shè)計(jì)人員與客戶溝通，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)目標(biāo)。根據(jù)客戶提供的原始產(chǎn)品或產(chǎn)品功能模型，如圖8-3所示，分析產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)原理和結(jié)構(gòu)變化幅度，明確產(chǎn)品主要內(nèi)部模塊，確定產(chǎn)品的限制條件和設(shè)計(jì)重點(diǎn)。圖8-3企業(yè)原始產(chǎn)品8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程

（2）競(jìng)品市場(chǎng)調(diào)研設(shè)計(jì)調(diào)研是構(gòu)建并發(fā)展成為產(chǎn)品成果的基礎(chǔ)，是設(shè)計(jì)展開(kāi)的必備步驟。工業(yè)設(shè)計(jì)師通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)研了解目標(biāo)產(chǎn)品的銷售情況、所處生命周期的階段、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)者的狀況（見(jiàn)圖8-4）以及使用者和銷售商對(duì)產(chǎn)品的意見(jiàn)，這些都是設(shè)計(jì)定位和設(shè)計(jì)創(chuàng)造的依據(jù)。圖8-4競(jìng)品市場(chǎng)調(diào)研8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程

（3）產(chǎn)品粗略結(jié)構(gòu)排布在對(duì)產(chǎn)品的概念進(jìn)行定位后，與客戶確定產(chǎn)品的粗略結(jié)構(gòu)排布，分析技術(shù)的可行性、成本預(yù)算和商業(yè)運(yùn)作的可行性，了解客戶對(duì)產(chǎn)品的基本構(gòu)思。8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程8.1.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段(1)產(chǎn)品草圖構(gòu)思構(gòu)思草圖階段的工作將決定產(chǎn)品設(shè)計(jì)70%的成本和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效果，所以草圖構(gòu)思是整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最為重要的階段。產(chǎn)品草圖構(gòu)思見(jiàn)圖8-5。圖8-5產(chǎn)品草圖8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程(2)產(chǎn)品平面效果圖2D效果圖可以將草圖中模糊的設(shè)計(jì)結(jié)果精確化。這個(gè)過(guò)程可以清晰地向客戶展示產(chǎn)品的尺寸和大致的體量感，表達(dá)產(chǎn)品的材質(zhì)和光影關(guān)系，更加直觀和完善地表達(dá)產(chǎn)品效果。見(jiàn)圖8-6。圖8-6產(chǎn)品平面效果圖8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程(3)產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)圖三維建模最大的優(yōu)點(diǎn)是直觀性和真實(shí)性。三維立體設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)實(shí)體造型的變化，材質(zhì)的善用，工藝的傳承與創(chuàng)新。三維模型能更具體地表達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，展現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品精確的形態(tài)比例關(guān)系和精致的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，便于與客戶進(jìn)行溝通交流。見(jiàn)圖8-7。圖8-73D設(shè)計(jì)圖8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程(4)產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)色彩設(shè)計(jì)能夠使產(chǎn)品色彩與產(chǎn)品的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能要求達(dá)到和諧統(tǒng)一，滿足人機(jī)協(xié)調(diào)的原則。通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)配出色彩的初步方案，滿足同一產(chǎn)品的不同的色彩需求，解決客戶對(duì)產(chǎn)品色彩系列的要求，擴(kuò)充客戶產(chǎn)品線。見(jiàn)圖8-8。圖8-8產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程(5)產(chǎn)品表面標(biāo)志設(shè)計(jì)產(chǎn)品表面標(biāo)志的設(shè)計(jì)和排列擺放可成為面板的亮點(diǎn)，給人帶來(lái)全新的體驗(yàn)。在產(chǎn)品上的導(dǎo)入使產(chǎn)品風(fēng)格更加統(tǒng)一，簡(jiǎn)潔明晰的LOGO能夠提供親切直觀的視覺(jué)感受，同時(shí)也成為精致的細(xì)節(jié)。見(jiàn)圖8-9。圖8-9產(chǎn)品表面標(biāo)志設(shè)計(jì)8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程(6)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的安裝結(jié)構(gòu)以及裝配關(guān)系，評(píng)估產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性，遵循零部件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，降低生產(chǎn)成本。見(jiàn)圖8-10。圖8-10產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程(7)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)爆炸圖利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)爆炸圖分析零件之間的裝配關(guān)系是否合理，是否存在干涉現(xiàn)象，分析各個(gè)部件的載荷強(qiáng)度。見(jiàn)圖8-11。圖8-11產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖爆炸圖8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程(8)完成產(chǎn)品效果圖完成建模過(guò)程，接下來(lái)要進(jìn)行的工作是產(chǎn)品渲染，在這一過(guò)程中，要綜合考慮指紋鎖鎖殼的材質(zhì)選擇及顏色搭配。指紋鎖整體造型剛?cè)岵?jì)，有著較強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)感和現(xiàn)代感。見(jiàn)圖8-12。圖8-12指紋鎖產(chǎn)品效果圖8.1指紋鎖設(shè)計(jì)流程8.2分酒裝置設(shè)計(jì)流程項(xiàng)目名稱：分酒裝置?？蛻簦耗尘茦I(yè)用品公司，是集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與銷售為一體的新型企業(yè)。公司的主要客戶為國(guó)內(nèi)外酒吧、餐飲業(yè)，以及愛(ài)好品酒的個(gè)人消費(fèi)者。項(xiàng)目?jī)?nèi)容：設(shè)計(jì)研究，外觀設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，樣機(jī)制作，后期項(xiàng)目增值服務(wù)。項(xiàng)目時(shí)間：100天。8.2分酒裝置設(shè)計(jì)流程8.2.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)調(diào)研階段

（1）確定設(shè)計(jì)目標(biāo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)前期，由市場(chǎng)人員及設(shè)計(jì)人員與客戶溝通，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)。客戶希望開(kāi)發(fā)一款具有分酒功能的酒具產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)功能如圖8-13所示，要求產(chǎn)品新穎獨(dú)特、有趣味性且具有現(xiàn)代感。圖8-13產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)功能8.2分酒裝置設(shè)計(jì)流程

（2）酒吧環(huán)境調(diào)研調(diào)研結(jié)果顯示，酒吧是分酒裝置產(chǎn)品使用的主要場(chǎng)所，且酒具品質(zhì)是酒吧檔次的重要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一。好的酒具不僅能夠使酒吧的檔次提升，對(duì)消費(fèi)者也頗具吸引作用。酒具的使用會(huì)直接為消費(fèi)者帶來(lái)多重觸碰體驗(yàn)感，豐富飲酒的樂(lè)趣和品味，因此人們更愿意選擇去裝飾與器具相對(duì)別致的酒吧。見(jiàn)圖8-14。圖8-14酒吧環(huán)境調(diào)研8.2分酒裝置設(shè)計(jì)流程

（3）分酒裝置的用戶調(diào)研分析酒吧的用戶人群主要包括在華的外籍人士、留學(xué)生、本國(guó)的生意人、白領(lǐng)階層、藝術(shù)家、大學(xué)生、娛樂(lè)圈人士及有經(jīng)濟(jì)能力的社會(huì)閑散人士等。這些是產(chǎn)品的目標(biāo)人群。年輕、好奇心強(qiáng)、對(duì)新事物的接受能力強(qiáng)是這類人群所擁有的基本特征。分酒器分為外殼和進(jìn)水座兩部分，如圖8-15所示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，科技含量相對(duì)較低，因此配合包裝與材質(zhì)，賦予產(chǎn)品趣味性，給消費(fèi)者帶來(lái)不同的使用體驗(yàn)更為重要。圖8-15分酒器結(jié)構(gòu)8.2分酒裝置設(shè)計(jì)流程

（4）理性認(rèn)知與感性認(rèn)知產(chǎn)品設(shè)計(jì)越來(lái)越多地追求通過(guò)感官、情感、心理等方面激發(fā)精神體驗(yàn)的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品外觀的獨(dú)特往往會(huì)第一時(shí)間吸引消費(fèi)者的眼球，在感性上獲得消費(fèi)者的認(rèn)同。設(shè)計(jì)師只能在材料與功能的限制下發(fā)揮著自己的創(chuàng)意與靈感。分酒裝置要突破傳統(tǒng)，設(shè)計(jì)得更加現(xiàn)代、科學(xué)，才能從同類產(chǎn)品中脫穎而出，得到更多消費(fèi)者的喜愛(ài)。與傳統(tǒng)的酒具不同，具有時(shí)尚元素的分酒裝置要能夠融入現(xiàn)代都市生活的環(huán)境，為消費(fèi)者帶來(lái)更新穎的品酒感受。此外也應(yīng)通過(guò)產(chǎn)品極力宣揚(yáng)健康、愉悅、文明的酒文化。見(jiàn)圖8-16。圖8-16理性認(rèn)知與感性認(rèn)知8.2分酒裝置設(shè)計(jì)流程

（5）對(duì)于材料的思考圖8-17對(duì)于材料的思考在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，選擇合適的材料與加工工藝，以最省的用料在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)制造出具有高性價(jià)比的產(chǎn)品是客戶所希望的，因此材料的選擇在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。見(jiàn)圖8-17。在選擇材料時(shí)，需要遵循功能性原則、市場(chǎng)性原則、安全性原則和環(huán)境性原則。8.2分酒裝置設(shè)計(jì)流程8.2.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段(1)分酒裝置草圖繪制在客戶要求的基礎(chǔ)上，依據(jù)市場(chǎng)現(xiàn)有相關(guān)產(chǎn)品與用戶調(diào)研結(jié)果進(jìn)行草圖的繪制。發(fā)散思維，繪制多種方案的大致造型，再選取可行方案進(jìn)行細(xì)化，如圖8-18所示。圖8-18分酒裝置草圖8.2分酒裝置設(shè)計(jì)流程(2)完成產(chǎn)品效果圖分酒裝置要讓使用者體會(huì)到倒酒這個(gè)過(guò)程中蘊(yùn)含的樂(lè)趣，令使用者覺(jué)得倒酒的過(guò)程和品酒過(guò)程一樣美妙。產(chǎn)品不是一個(gè)復(fù)雜的裝飾品，也不是一個(gè)簡(jiǎn)單的工具，而是帶來(lái)欣喜感、創(chuàng)造令人難忘體驗(yàn)的媒介。見(jiàn)圖8-19。圖8-19產(chǎn)品最終效果圖8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱：中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)?？蛻簦耗晨萍脊荆饕?jīng)營(yíng)范圍包括各類電子產(chǎn)品的研發(fā)與銷售。工作內(nèi)容：設(shè)計(jì)研究、外觀設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)、材質(zhì)選擇、模型制作項(xiàng)目時(shí)間：6周。8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)

（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng)，當(dāng)代人的生活節(jié)奏越來(lái)越快，工作壓力也越來(lái)越大，亞健康狀態(tài)也逐步成為了危害人類身體健康的敵人，涌現(xiàn)出許多健康問(wèn)題，其中較為嚴(yán)重的是頸肩問(wèn)題人們開(kāi)始重視這一問(wèn)題，并開(kāi)始采取一些措施來(lái)緩解頸肩的不適，其中最為有效的是中醫(yī)按摩療法。8.3.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)調(diào)研中醫(yī)按摩療法是一種緩解身體不適，促進(jìn)血液循環(huán)的良方。中醫(yī)按摩療法以中醫(yī)學(xué)理論為指導(dǎo)，以經(jīng)絡(luò)穴位之說(shuō)為基礎(chǔ)，以按摩為主要手段，輔助疾病的治療，促進(jìn)疾病的康復(fù)。然而工作的繁忙使人們沒(méi)有充足的時(shí)間去進(jìn)行有效的中醫(yī)保健措施，市面上相關(guān)的中醫(yī)健康產(chǎn)品也不完善，無(wú)法滿足人們的需求。因此本研究的目的為設(shè)計(jì)一款新型的頸肩按摩儀，適用于工作場(chǎng)所與家庭場(chǎng)所，可以隨時(shí)緩解頸肩疲勞，預(yù)防疾病。8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)

（2）產(chǎn)品設(shè)計(jì)調(diào)研——現(xiàn)有產(chǎn)品調(diào)研目前市場(chǎng)上已有的按摩儀種類繁多，功能多種多樣。按照按摩部位不同可分為頭部按摩儀、眼部按摩儀、頸椎按摩儀、腰部按摩儀、腿部按摩儀；按照功能原理分類目前可分為低頻電刺激按摩、機(jī)械振動(dòng)式按摩、紅外發(fā)熱式按摩。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，總結(jié)出按摩儀主要造型分類，分別有佩戴式、手持式、頭枕式、貼片式，如圖8-20所示。圖8-20按摩儀造型分類8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)

（3）產(chǎn)品設(shè)計(jì)調(diào)研——用戶調(diào)研為了解人們的頸肩問(wèn)題現(xiàn)狀及對(duì)按摩儀的使用情況，發(fā)放了用戶調(diào)研問(wèn)卷，進(jìn)行用戶調(diào)研。問(wèn)卷共回收了106份樣本，職業(yè)分別為在校學(xué)生、白領(lǐng)、企業(yè)管理人員、技術(shù)人員、事業(yè)單位人員以及自由職業(yè)者。通過(guò)問(wèn)卷，調(diào)研了人們的頸肩問(wèn)題現(xiàn)狀，以及對(duì)按摩儀的看法與意見(jiàn)建議。人們普遍存在頸肩問(wèn)題，尤其是久坐職業(yè)群體，但是現(xiàn)有的頸肩按摩儀仍存在一些不足之處，使按摩儀沒(méi)有良好的普及。綜合調(diào)查結(jié)果，本設(shè)計(jì)的用戶群體定位為久坐職業(yè)的年輕群體，產(chǎn)品設(shè)計(jì)將針對(duì)該目標(biāo)群體的特征與需求進(jìn)行。8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)8.3.2設(shè)計(jì)構(gòu)思與分析(1)造型的設(shè)計(jì)需求該頸肩按摩儀的造型以佩戴式按摩儀造型為主要依據(jù)。因按摩儀是直接佩戴在身體上，所以造型要貼合人體自然曲線，使造型與人體完美融合，不會(huì)干擾任何身體活動(dòng)。其次造型要圓潤(rùn)光滑，沒(méi)有尖利的棱角，給人一種安全舒適的感覺(jué)。此外按摩儀造型應(yīng)追求透明化，體量小，輕便，減輕按摩儀自身重量對(duì)頸肩造成的擠壓感。佩戴時(shí)不易引人注目，同時(shí)造型美觀，具有一定的裝飾性。(2)功能需求功能方面以按摩的功效為主，實(shí)現(xiàn)按摩儀定點(diǎn)按摩，主要針對(duì)頸肩的相關(guān)穴位，佩戴舒適，不會(huì)有壓緊感，達(dá)到放松肌肉，舒緩疼痛的功能。按摩儀模式設(shè)置多種多樣，可根據(jù)用戶自身情況個(gè)性化調(diào)節(jié)，操作應(yīng)盡量簡(jiǎn)單易用。因?yàn)榘茨x要佩戴在頸部使用，所以應(yīng)具備語(yǔ)音功能，使用戶使用更加方便。此外，按摩儀應(yīng)具備良好的續(xù)航能力，不需頻繁充電，給用戶帶來(lái)便捷。8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)(3)情感需求按摩儀的設(shè)計(jì)需要帶給用戶一種安全感和可信任感，應(yīng)重視使用者的情感需求。諾曼在《設(shè)計(jì)心理學(xué)》一書(shū)中講過(guò)，情感化設(shè)計(jì)的三個(gè)層次為：本能層、行為層與反思層，如圖8-21所示。圖8-21情感化設(shè)計(jì)的三個(gè)層次8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)8.3.3產(chǎn)品設(shè)計(jì)與表現(xiàn)(1)外觀設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先進(jìn)行草圖的推演，確定產(chǎn)品的造型方案，再通過(guò)三維建模進(jìn)行形態(tài)推敲與細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。方案模型確定后，通過(guò)渲染效果圖呈現(xiàn)最終設(shè)計(jì)方案，最后制作實(shí)物模型展示最終效果。外觀設(shè)計(jì)的第一步，是進(jìn)行草圖的繪制，選取可行方案進(jìn)行細(xì)化，如圖8-22所示。圖8-22手繪草圖8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)第二步是建立三維模型。在確定按摩儀基本形態(tài)及尺寸比例后，運(yùn)用建模軟件對(duì)按摩儀的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行建模，在實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上，對(duì)按摩儀的各部分進(jìn)行細(xì)化。見(jiàn)圖8-23。圖8-23按摩儀三維模型8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)圖8-24按摩儀效果圖在完成三維模型建立后，運(yùn)用KeyShot軟件將三維模型賦予對(duì)應(yīng)顏色材質(zhì)，實(shí)現(xiàn)渲染表現(xiàn)，展現(xiàn)最終效果，如圖8-24至8-25所示。圖8-25按摩儀后視效果圖8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)(2)CMF分析產(chǎn)品的顏色、材質(zhì)及加工方式是產(chǎn)品最終效果呈現(xiàn)的重要因素。因此，在外觀設(shè)計(jì)完成后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行CMF分析，選擇合適的顏色、材質(zhì)及表面處理方式。在產(chǎn)品的造型、色彩、材料、肌理等方面，色彩是最先將產(chǎn)品信息傳遞給消費(fèi)者。圖8-26按摩儀色彩配置在設(shè)計(jì)中，材料是實(shí)現(xiàn)最終效果的基礎(chǔ)，產(chǎn)品的材料選取對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)有巨大的影響。在按摩儀的設(shè)計(jì)中運(yùn)用了多種材料，其中按摩儀外殼采用ABS塑料，如圖8-27所示。ABS塑料強(qiáng)度很高，表面硬度大，非常光滑，易清潔處理，尺寸穩(wěn)定，成形加工性好，適合做家用產(chǎn)品的外殼。圖8-27按摩儀外殼材料8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)按摩儀內(nèi)側(cè)采用聚氯乙烯塑料，如圖8-28所示。內(nèi)側(cè)接觸皮膚，材料需要柔軟、絕緣、透氣。聚氯乙烯具有良好的電絕緣性和耐化學(xué)腐蝕性，可通過(guò)注射成型制成軟制品，軟質(zhì)聚氯乙烯一般含有少量增塑劑，質(zhì)地非常柔軟，具有良好的密封性，適合作為按摩儀內(nèi)側(cè)與皮膚接觸部位材料。圖8-28按摩儀內(nèi)側(cè)材料8.3中醫(yī)健康產(chǎn)品頸肩按摩儀設(shè)計(jì)小結(jié)通過(guò)本節(jié)的不同實(shí)例，讓大家了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的程序及方法。不同產(chǎn)品、不同的設(shè)計(jì)要求、不同企業(yè)都會(huì)有不同的設(shè)計(jì)程序及方法。大家可根據(jù)上述案例，觸類旁通，舉一反三，靈活掌握。通過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)案例的介紹，學(xué)習(xí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的流程與方法，掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)注重的關(guān)鍵因素與環(huán)節(jié)。首先要明確設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品資料進(jìn)行調(diào)研，提出設(shè)計(jì)問(wèn)題與對(duì)策。設(shè)計(jì)方案應(yīng)盡可能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)，應(yīng)進(jìn)行多個(gè)設(shè)計(jì)方案的分析對(duì)照，使用設(shè)計(jì)手繪、電腦模型、實(shí)物模型等手段表現(xiàn)設(shè)計(jì)思想，綜合考慮設(shè)計(jì)材料、人機(jī)工學(xué)、色彩設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)等關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要素。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的流程與關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素有直觀的認(rèn)識(shí)，并具有初步進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的能力。產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論TRAININGCOURSE人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容—第9章人的信息處理系統(tǒng)、界面設(shè)計(jì)要素的人因分析、界面信息架構(gòu)的人因分析、界面交互設(shè)計(jì)中的認(rèn)知理論、人機(jī)界面系統(tǒng)人因績(jī)效評(píng)價(jià)方法以及多通道自然交互人機(jī)界面。學(xué)習(xí)目的：幫助分析研究人機(jī)交互界面中的人因工程設(shè)計(jì)方法、理論體系。本講內(nèi)容人機(jī)界面作為人與機(jī)器之間信息溝通和交流的媒介，其作用是實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以感知的形式之間的轉(zhuǎn)換，承載著信息的輸入與輸出。人機(jī)界面可以分為廣義的和狹義的人機(jī)界面。廣義的人機(jī)界面指人與機(jī)之間的信息交流和控制活動(dòng)都發(fā)生在人與機(jī)相互接觸并相互作用的“面”上。機(jī)器的各種顯示“作用”于人，實(shí)現(xiàn)“機(jī)”到“人”的信息傳遞；人通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感官接受來(lái)自機(jī)器的信息，經(jīng)過(guò)人腦的加工、決策后作出反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)“人”到“機(jī)”的信息傳遞。狹義的人機(jī)界面指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的人機(jī)界面HCI（HCI，Human-ComputerInterface），又稱人機(jī)接口、用戶界面（UserInterface）。隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)界面的設(shè)計(jì)及其研究已延伸為人、機(jī)系統(tǒng)中的交互行為的研究。人機(jī)界面設(shè)計(jì)的核心是“以人為本”，人機(jī)界面的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，直接影響到用戶使用機(jī)器的效率，以及用戶的生理和心理感受。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)在滿足“機(jī)”的狀態(tài)表達(dá)和“人”的意圖傳遞這一基本功能之上，還需要從認(rèn)知心理學(xué)的角度出發(fā)滿足人的感知需求，邏輯推理需求，學(xué)習(xí)決策需求，審美需求和情感需求等。如果人機(jī)界面的設(shè)計(jì)不合理，會(huì)令用戶感到困惑、難于掌握，有挫敗感，同時(shí)增加失誤率，易疲勞，降低工作效率，甚至產(chǎn)生事故或?yàn)?zāi)難。9.1人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)概論9.1.1人機(jī)界面的概述模擬控制人機(jī)交互體系：模擬控制人機(jī)交互階段，復(fù)雜操縱系統(tǒng)通常排布有多個(gè)儀表以及物理操作按鈕、旋鈕或滑塊等，圖9-1展示了燈光控制臺(tái)的整體圖，圖9-2更加清晰的展示了燈光控制臺(tái)的形態(tài)特征。此時(shí)的人機(jī)交互界面主要是模擬控制界面。這樣分布在操作空間的模擬控制系統(tǒng)的人機(jī)操作界面，被稱為空分制交互界面。圖9-1燈光控制臺(tái)整體圖圖9-2燈光控制臺(tái)9.1人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)概論數(shù)字化控制人機(jī)交互體系：計(jì)算機(jī)交互技術(shù)、控制技術(shù)和人機(jī)界面的快速發(fā)展，使復(fù)雜人機(jī)交互系統(tǒng)進(jìn)入了信息化時(shí)代。在很多信息系統(tǒng)中已經(jīng)逐步取代模擬控制，被廣泛應(yīng)用到戰(zhàn)機(jī)、船舶及汽車的操控、核電廠控制以及戰(zhàn)場(chǎng)指揮等各種復(fù)雜的人機(jī)交互系統(tǒng)和環(huán)境中。大量信息通過(guò)顯示屏顯示，隨時(shí)間的變化，顯示的信息也不斷發(fā)生變化。這種信息隨時(shí)間變化而變化的人機(jī)顯控界面，被稱為時(shí)分制交互界面。目前的人機(jī)交互界面主要是數(shù)字化控制界面。數(shù)字控制系統(tǒng)以監(jiān)視、辨識(shí)、診斷和操作為主，更多的表現(xiàn)為認(rèn)知任務(wù)。數(shù)字控制系統(tǒng)相比模擬控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)有一系列的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)系統(tǒng)自動(dòng)化水平高，系統(tǒng)可靠性高，而且多參數(shù)、多目標(biāo)的控制確保了海量的信息容納量。9.1人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)概論從事人機(jī)界面系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要考慮認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人因工程、生物醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、信息工程、人工智能等多學(xué)科的交叉融合，這是富有挑戰(zhàn)性的知識(shí)嫁接。本章將圍繞人因工程學(xué)科，展開(kāi)人機(jī)界面研究的方法、理論及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。9.1人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)概論9.1.2人因工程與人機(jī)界面系統(tǒng)的交叉融合數(shù)字化的人機(jī)界面中巨量信息與有限顯示的矛盾非常突出，并伴隨產(chǎn)生繁重的、但又必要的界面管理任務(wù)，它們給人因工程可靠性帶來(lái)了前所未有的影響，增加了新的人因失誤源，可能出現(xiàn)新的人誤模式。因此，人機(jī)界面系統(tǒng)設(shè)計(jì)與人因工程需要更好地交叉融合，從而減少人為操作過(guò)程中產(chǎn)生的誤差。人因工程與人機(jī)界面的交叉融合在于統(tǒng)一考慮人-機(jī)器-環(huán)境系統(tǒng)總體性能的優(yōu)化。人機(jī)界面系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人因工程是從用戶的生理，心理等特征出發(fā)，研究用戶-機(jī)器-環(huán)境系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，以達(dá)到提高人機(jī)系統(tǒng)的效率，保證用戶的安全、健康、舒適的目的。目前人機(jī)界面系統(tǒng)設(shè)計(jì)中人因工程的研究主要圍繞以下問(wèn)題進(jìn)行。9.1人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)概論

（1）可用性與易用性可用性是評(píng)價(jià)人機(jī)界面系統(tǒng)的最重要因素之一，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織對(duì)可用性的定義為：產(chǎn)品在特定使用環(huán)境下為特定用戶用于特定用途時(shí)所具有的有效性（Effectiveness）、效率（Efficiency）和用戶主觀滿意度（Satisfaction）。易用性是指產(chǎn)品區(qū)塊符合用戶的使用習(xí)慣和基本認(rèn)知，易于上手，用戶在使用當(dāng)中能簡(jiǎn)單快速地完成預(yù)想任務(wù)，并在使用過(guò)程中得到良好的主觀體驗(yàn)。

（2）舒適性人機(jī)界面系統(tǒng)的舒適性，指的是機(jī)器界面的顯示/操作界面與用戶之間的匹配要合理，同時(shí)要使用戶感到舒適。這方面的測(cè)評(píng)可以運(yùn)用主觀評(píng)價(jià)的方法，也可以運(yùn)用眼動(dòng)追蹤、肌電或腦電測(cè)量等手段進(jìn)行用戶舒適度的生理因素研究。9.1人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)概論

（3）安全性人機(jī)界面的安全性指的是人機(jī)界面環(huán)境中存在的安全問(wèn)題。安全問(wèn)題包括機(jī)器軟硬件故障、不安全的操作空間、人為失誤等各種不安全因素。

（4）實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性是指系統(tǒng)調(diào)度一切可利用的資源完成實(shí)時(shí)任務(wù)。人機(jī)界面的實(shí)時(shí)性可以定義為系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)外來(lái)事物的反應(yīng)能力，即用戶的操作行為能夠盡可能快速地得到系統(tǒng)的反饋。9.1人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)概論

（5）復(fù)雜性人機(jī)界面系統(tǒng)的復(fù)雜性從用戶角度闡述是指用戶對(duì)界面顯示信息理解的難易程度。用戶界面復(fù)雜性直接關(guān)系著用戶決策思維的進(jìn)程和效率，同時(shí)這些決策關(guān)系著系統(tǒng)的任務(wù)是否能夠順利執(zhí)行。

（6）協(xié)調(diào)性人機(jī)界面的協(xié)調(diào)性是指系統(tǒng)在進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，人、機(jī)器、環(huán)境要素都能協(xié)調(diào)配合，避免沖突。在人機(jī)界面中，要明確“主角元素”和“配角元素”，人機(jī)界面設(shè)計(jì)中還要注意各種元素動(dòng)靜結(jié)合，動(dòng)態(tài)的元素可以展示信息的變化，有效地獲取用戶的注意力，靜態(tài)的元素通常是按鈕，文字等，它們不一定是用戶第一時(shí)間需要注意的，但卻是用戶在人機(jī)交互過(guò)程中不可缺少的部分。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)是復(fù)雜、多層次的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中有多種的因素需要考慮，而人機(jī)界面所面對(duì)的用戶以及任務(wù)復(fù)雜多變，需要充分了解人的生理、心理特性，從人的感知出發(fā)，尋求符合人類認(rèn)知和生理可達(dá)范疇內(nèi)的合理化設(shè)計(jì)解決方案，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，人機(jī)界面的設(shè)計(jì)和人因工程分析，必然涉及多學(xué)科的交叉和融合。相關(guān)的學(xué)科有：（1）認(rèn)知科學(xué)（2）行為科學(xué)（3）計(jì)算機(jī)科學(xué)（4）符號(hào)學(xué)（5）神經(jīng)心理學(xué)（6）神經(jīng)設(shè)計(jì)學(xué)9.1人機(jī)界面的人因設(shè)計(jì)概論9.2人的信息處理系統(tǒng)人類對(duì)外界事物的認(rèn)知，是一個(gè)主動(dòng)地輸入信息、符號(hào)與解決問(wèn)題的動(dòng)態(tài)過(guò)程，可以看作是信息加工的過(guò)程，包括感覺(jué)、知覺(jué)、記憶、思維決策、行為反應(yīng)與注意等環(huán)節(jié)。9.2人的信息處理系統(tǒng)9.2.1人的信息處理模型及結(jié)構(gòu)在人機(jī)系統(tǒng)模型中，人與機(jī)之間存在一個(gè)相互作用的“面”，稱為人機(jī)界面(manmachineinterface)。人機(jī)之間的控制活動(dòng)、信息與溝通等通過(guò)人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)人—機(jī)信息傳遞，如圖9-3所示，人通過(guò)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等感官接受來(lái)自機(jī)器的信息，經(jīng)過(guò)腦的加工、決策做出相應(yīng)的反應(yīng)。圖9-3

人機(jī)信息傳遞9.2人的信息處理系統(tǒng)人類認(rèn)知活動(dòng)過(guò)程是一個(gè)主動(dòng)地、積極地加工和處理輸入信息、符號(hào)與解決問(wèn)題