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轻量化重组竹家具产品设计理念
类别:工艺技术 | 录入者:fid | 发布时间:2016-07-15 [2720]

■谢子缘1 刘 岸2 Xie Ziyuan1 & Liu an2

(1.2.中南林业科技大学家具与艺术设计学院,湖南长沙 410004)


摘 要:产品轻量化设计,就是以减轻产品物理自重和视觉重量感的产品设计。当今重组竹家具市场看好,但存在着的产品自重大、安装搬运困难等缺陷。设计实践表明:重组竹与其它材料搭配使用的材料多元化设计手段可以减轻自重,功能设计和强度计算校核可以使零部件的形态、构型以及结构更加科学合理,从而实现规格轻量化,虚实结合、实体遮掩、阴影利用等合适的造型处理及其缩小可见轮廓尺寸的成型加工等手段,可以在视觉上减轻自重,使用可拆装连接件可以实现安装与搬运的轻量化。

关键词:轻量化设计;重组竹;家具

Abstract: Lightweight Design is the design method to reduce the product physical weight and the weight of visual sense. The biggest flaw of reconstituted bamboo furniture product in current market is that the weight of product itself is too big . The designing practice shows that the diversification use of material can reduce its weight and the scientific function design and strength calculation can achieve its lightweight specification. In addition, the appropriate modeling and processing can reduce the visual weight of the furniture product. And the use of removable connectors can realize the lightweight of installation and transportation.

Key words: Lightweight design; Reconstituted bamboo; Furniture


       重组竹是以竹材为基材,经过碾压、胶合集成等工艺制成的一种人造竹材[1]。由于竹材是一种可再生性材料,加之重组材的物理力学性能优越,材色及质感与非洲花梨、菠萝格等珍贵硬木相似,近年来一直在被家具企业尝试性地用作高档家具用材。虽然部分起到了替代珍贵树种的效果,也取得了较好的经济效益,但市场上的产品一直存在着自重大、搬运不方便、成本高等主要问题,严重制约了这种新型材料的利用[2]。本课题组经过几年的设计实践,认为要推广竹重组材的利用,采用轻量化设计技术是当务之急,它不仅满足消费者的审美需求,增强使用的有效性,还可以有效降低材料的使用量,节约成本,提高性价比。所谓轻量化设计,就是以减轻产品物理自重和视觉重量感的设计。就重组竹基材的家具产品设计而言,主要包括如下五个方面。


1 对“以竹代木”理念的重新审视

       木材资源的匮乏是一个不争的事实。因此,在考虑竹材甚至其它生物质材料的综合利用时,用它们来替代木材尤其是珍贵树种的木材已成为共识[3],甚至是一种追求的目标。这本无可厚非。但关键在于我们通常忽略了这些材料本不是木材,而我们还是运用木材制品的设计原理、方法、规格、标准来设计产品,于是导致了这样的后果:一些产品如果用木材来制作的话,其视觉效果虽然厚重但不显累赘,产品自重虽然不轻但也不至于异常沉重,但如果是采用竹重组材来制作,其结果就大相径庭。其实这只是一个设计理念的问题,就是不能机械地把“以竹代木”的利用目标直接转嫁到产品设计方法上。


2 材料多元化为主要手段的自重轻量化设计

       受竹重组材制造工艺影响,市场上常见竹重组材规格材的密度一般为1.0-1.2g/cm3,比常见硬木树种木材的密度(0.5-0.8 g/cm3)大,如果单纯使用竹重组材,且按照一般木制品的整体和零部件尺度设计习惯,产品的自重无疑较大。解决这一问题的有效方法是材料多元化:即在同一件产品中使用不同种类的材料,用其它自重较轻的材料来替代竹重组材。但应选择物理力学性能指标与竹重组材相近的材料类型,且应保证这些材料制成的部件与竹重组材部件间的接合强度。实践证明:普通钢材、不锈钢、轻质铝合金等金属材料,中等密度的实木材料和工程塑料等材料类型,无论是从美观、功能、造型性能,还是加工性能、结构强度等视角考虑,都是竹重组材良好的搭配材料,如图1所示。


■图1 竹重组材料搭配其它材料产品示例

3 功能设计和强度校核为基础的规格轻量化设计

       产品设计虽然强调产品的美观性,但其前提应是满足其使用功能、足够的强度、安全性等基本条件,否则一切成为无源之水无本之木。长期以来,由于木质材料的差异性、各向异性等原因,木制品设计中强度校核异常复杂,加之木制品设计在传统上就有较强的

       随意性和自主性,设计木制品时,并不像其它产品设计领域一样,有着较为规范和科学的强度计算,这已成为木制品设计的一大诟病[4]。笔者认为:木制品、竹制品设计从理论上来说,也是完全可以规范化和科学化的。实践证明:采用“薄板+芯框”的空芯板结构,在外观厚度完全相同的前提下,板件的抗弯强度并无降低,但自重却可以减少30-50%;采用“攒边+镶板”结构替代整板,可以有效提高板件的尺寸稳定性和形状稳定性,但自重可以减轻20-40%,如图2所示。


■图2 结构组合示例

4 以造型设计和异型加工为手法的视觉轻量化设计

       产品的轻量化从本质上说是产品自重的轻量化,但家具产品是一种典型的精神产品、艺术作品,轻巧灵动的形态特征、视觉上的轻巧感,在某种程度上可以有效地表征产品的轻量化。一般说来,有机形态设计、动感强烈的态势、虚实结合的形体组合等造型手法都可以有效地增强产品的轻巧感,当然,合理的比例和尺度较小的实体尺寸是产品轻巧的必要条件。

       要实现上述的形态特征,就必须依赖科学合理的加工。例如:弯曲构件可以塑造产品的有机形态,但竹重组材的弯曲加工比一般木材都难,而逐层的弯曲加工工艺就可以有效地解决,如图3所示。受强度要求所限,构件的厚度规格必须满足一定要求,但将部件边沿加工成“鸭嘴”型,虽然自重减小不多,但视觉效果与未加工的迥然不同,且强度指标基本相同,如图4所示。

                                


■图3-4 产品示例


5 以改进结构为主要方法的安装与搬运轻量化设计

       产品的轻量化设计还应贯彻到产品运输、使用过程之中。灵活方便的可装拆结构就显得非常重要。虽然胶接、榫接合等传统的接合形式能够满足产品结构强度要求,但这些接合形式往往是不可拆装的,在产品安装和搬运过程中只能整件操作,无疑增加难度[5]。实践证明:当前市面上一些常见的可拆装五金连接件都能较好解决竹重组材的自装配问题, 只要针对基材,在嵌入件的类型选择、螺母套件的螺纹间距、螺纹牙深等细节上稍做调整, 使用效果都能满足要求,如图5所示。


■图5 结构安装示例

6 结语

       总之,竹重组材家具得到市场广泛认可最大的“坎”之一就是产品的轻量化。只要改变传统的设计理念,运用科学的设计技术,这种新型产品将会具有良好的发展前景。

(责任编辑:贺 辉)



参考文献:

[1]于文吉,余养伦.我国木、竹重组材产业发展的现状与前景[J].木材工业,2013,(1):5-8.

[2]时迪,王逢瑚,于文吉.重组竹材在现代家具设计中的应用研究[J].包装工程,2013,(4):62-66.

[3]唐蕾,林作新,张亚池.竹材在现代家具设计中的应用研究[J].家具与室内装饰,2014,(3):46-47.

[4]赵星,刘文金.竹集成材家具开发探析[J].家具与室内装饰,2012,(5):86-87.

[5]黄圣游.重组竹家具结点接合强度分析[J].林产工业,2013,(5):41-46.


基金项目:湖南省社会科学基金项目(15YBA413)

作者简介:谢子缘(1992-),男,硕士研究生,研究方向:家具设计,E-mail:416044356@qq.com

引文格式:谢子缘,刘岸.轻量化重组竹家具产品设计理念[J].家具与室内装饰,2016,(5):82-83.


注:本文来源《家具与室内装饰》2016年第5 期

 
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