产品设计中金属材料质感意象的差异研究

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工业设计 现代制造工程(Modern Manufacturing Engineering) 2013年第 10期产品设计中金属材料质感意象的差异研究赵静，刘慧喜(太原理工大学机械工程学院，太原 030024)摘要：应用感性工程的理论和方法，探讨金属材料质感意象的差异性。在金属材料质感共性意象的基础上，对不同加工工艺影响下的金属材料质感进行实验分析，采用语义差异法研究其个体意象的差异性 ，定量地反映差异特征，从而达到指导具体的设计实践并更好地满足用户的情感需求的目的。

关键词：产品设计 ；金属 ；感性工程；材料质感意象；差异中图分类号：TH16 文献标志码：A 文章编号：1671-3133(2013)1O-_0O39__04Research on metal material texture image diferences of product designZhao Jing．Liu Huixi(Colege of Mechanical Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China)Abstract：The study applies kansei engineering theory and method，discuss the diferences of metal material texture image．On thebasis of the common image of metal material texture，analyses the metal material texture differences under influence of diferentprocessing technology through semantic diferential method experiment．The experimental results quantitatively reflect the difer—ences in characteristics，and achieve the purpose of guiding design practices and better meeting user emotional needs.

Key words：product design；metal；kansei engineering；material texture image；diference0 引言 l 金属材料的质感和质感意象材料是产品必不可少的物质载体，不同材料带给产品不同的“表情”，给用户留下不同的感官体验。不仅如此，相同材料因加工工艺不同会形成具有差异性的产品质感，从而影响最终产品的情感表达。国内外对此相关的理论研究主要集中在不同材料质感的差异性研究和分析上，缺乏对某种特定材料质感具体属性的语义认知分析，实际上只解决了选择材料类别的问题。随着工业的发展，现代产品设计中广泛应用金属材料：或是单一性的大面积使用金属材料，如汽车；或是与其他材料配合使用金属材料，如电脑机箱；或是局部装饰性使用金属材料，如家电产品上的金属饰条。金属材料已经成为工业产品设计中最重要的材料之一。本文着重探讨金属材料因加工方式、工艺技术等差别所造成的质感意象的差异，可以帮助产品设计师在已经选择了金属材质的基础上，进一步明确金属材质的具体属性，更好地设计出符合用户情感意象的产品太原理工大学2012校教改项 目金属材料的感觉特性又称为金属材料的质感，是由金属的物理性能、力学性能等固有特性派生而来的，指金属材料作用于人的认知，由金属自身性质和表面处理工艺两大因素决定 J。金属材料的质感是由金属的触觉质感和视觉质感形成的，如粗犷与细腻、粗糙与光滑、温暖与寒冷、华丽与朴素、混重与单薄、沉重与轻巧、坚硬与柔软，以及粗俗与典雅等基本感觉特征 J。其中触觉质感是用户通过手、皮肤等部位与金属直接接触而感知的表面特性；视觉质感特指用眼睛捕捉的材料表面特性，是材料被视觉感受后经大脑综合处理产生的一种感觉和印象。

产品意象是指消费者凭借自身的感官，对产品的造型所产生的直觉联想 。产品意象的形成具有较强的稳定性，与用户 自身的文化和经验相关，是多种造型元素综合作用的结果，其中包括产品色彩、形态和质感等。

根据多篇对金属材料质感意象的研究结果 刮可以得到，金属材料所共有的(与加工工艺无关)质感392013年第 10期 现代制造工程(Modem Manufacturing Engineering)共性意象词汇如下：现代、坚硬、理性、凉爽和人工。

2 感性工程感性工程(kansei engineering)从工程的角度探讨人与物之间的相互关系，是研究产品意象的主要工具之一。对于设计师而言，感性工程是一种将人们所期望之感性或意象予以具象转化为设计要素的技术l 。

在工业设计领域，利用感性工学的方法，可以把产品造型的视觉元素用定量的方式加以表达，赋予感性可操作性；相应的，能够把用户模糊的情感需求转化为具体的设计元素，感性工学是“以用户为中心”的产品设计的重要方法。

3 金属材料质感意象差异实验以不同工艺技术下的金属材料为研究对象，设计金属材料质感意象差异性实验流程，见图 1。首先确定意象词汇和实验样本，运用语义差异法制作调查问卷实施具体的实验，接着对实验结果分析处理得到研究结论。其中意象词汇包含两个方面：共性词 [和个性词汇，因此在进行结果分析的时候也分成两个部分，最终得到基本共有词汇意象评估表和个性意象词汇评估表。

l确定意象词汇H 2确定实验样本卜+f3结果分析 — 4结论? 、 L (语义差异法)n
— l 个性意象差
图 1 金属材料质感意象的差异性实验流程3．1 确定意象词汇关于金属材料质感的意象词汇分为两个部分，其一 是所有金属共性的意象，包括现代、坚硬、理性、凉爽和人工(从相关研究结果中总结)；其二是金属材料质感个性意象词汇，这部分需要广泛采集和整理。本实验采用《造型意象属性形容词集群认知之研究》 ]一 文中整理的150个造型意象属性形容词汇、《产品材料质感语义认知的表述方法研究》 分析得出的42个表述词汇、金属材料相关书籍对金属质感描述的词汇23个，以及相关杂志书籍和网络描述产品金属材料质感的55个形容词汇，重复词汇只取其一，并把 5个金属固有的质感共性意象词汇删除后，得到描述金属材料质感的个性意象词汇库，共包含 163个词汇。

因词汇过多，不便于后续实验，首先对词汇库进40行筛选。筛选工作由具有设计背景的 15人(教研室的5位老师、工业设计系的 l0名学生)和没有设计背景的l5位消费者完成，通过向其出示金属材料图片和部分金属产品实物，结合其 自身生活经验来填写具体的调查表格。调查采用 5点心理学量表形式，以完全不吻合(计 一2分)、不太吻合(计 一1分)、中常(计 0分)、较吻合(计 1分)和非常吻合(计2分)建立量表。

结果选取平均分数在0分以上、语义无重复的意象词汇，统计得到：金属材料质感个性意象词汇30个，分别是：工业的、高技的、动感的、光亮的、平滑的、有力的、精致的、时尚的、男性的、硬朗的、华丽的、冷漠的、丰富的、昂贵的、厚重的、品位的、简洁的、严谨的、未来的、细腻的、整洁的、大气的、纯粹的、灰暗的、流畅的、单调的、中性的、高级的、效率的和个性的。

3．2 确定实验样本金属材料的质感受金属的基本属性(区别于塑料、玻璃等不同材料)限制；同时还受加工工艺技术的影响，甚至可能出现完全相反的质感意象。金属材料有多种加工工艺，本实验选择在产品设计中常用 且对金属材料材质影响较大的5种工艺作为实验样本的依据，并从众多产品中选择典型的应用实例，具体见表 1。最终实验样本包括三个部分：金属工艺技术名称、金属样本(型材或图片)，以及具体产品(实物)。

表 1 实验样本的选定3．3 实验过程1)选择被试者。共选择 60名普通用户作为本次实验的人群。

2)制作实验问卷。将 5个实验样本与选出的 35个金属材质意象词汇(共性词汇 5个，个性词汇 30个)相匹配，运用语义差异法制成5阶评估问卷，其示蔫～赵静，等：产品设计中金属材料质感意象的差异研究 2013年第 10期例如图2所示，以完全不吻合、不太吻合、中常、较吻合和非常吻合建立量表。

完全不吻合 不太吻合 中常 较吻合 非常吻合现代的 。

精致的 一图2 5阶评估问卷不例3)具体实验。实验选择在 自然光照射的房间进行，在桌子上将5个实验样本依次排列，从左至右分别为电镀水龙头、表面喷砂的笔记本电脑、表面拉丝的相机、抛光电水壶，以及表面蚀刻的笔记本电脑。实验过程中允许被试者对实验样本随意触摸，充分了解感受材料之后再完成问卷。

4)问卷回收。被试者完成所有题 目之后提交问卷，本次实验共回收问卷 60份，其中有效问卷57份。

3．4 实验结果分析对收回的有效问卷进行统计分析，按照评分标准，分别统计出每个意象形容词的平均分数，得到如表2所示的金属材质基本共性意象词汇评估表和如表3所示的金属材质个性意象词汇评估表。

表 2 金属材质基本共性意象词汇评估表1)金属材质基本共性意象差异分析：根据统计结果显示，金属材质所共有的 5种意象评估值均为正 ，说明不论是采用何种方法加工，都不能抹去金属材质固有的质感意象，这是材料 自身的性质决定的。

同时，同一意象词汇因金属的不同加工工艺，评估值有所浮动，其中，现代的、理性的和人工的三种意象受金属加工工艺影响不大；但坚硬的和凉爽的两种意象却表现出了相当的差异性。喷砂工艺、拉丝工艺和蚀刻工艺会缓解金属材料质感带给用户 的坚硬、凉爽的感觉。

2)金属材质相关意象差异分析 ：当采用不同的加工工艺时，金属材料质感在用户心中形成不同的意象表达，不同意象词汇的统计评估值差异很大。

针对特定工艺，选取评估值在 1以上的个性意象词汇，制成表 3。

表 3 金属材质个性意象词汇评估表结果显示：因加工工艺不同，相对应的形容词汇表达不同，金属材料质感意象产生差异。其中，电镀金属和抛光金属的意象类似，其他工艺制造的金属质感意象差异较大。电镀金属和喷砂金属表现出截然不同的意象。虽然都是金属，在共同的质感意象表达基础上，会因加工工艺的区别，产生各具特点的个性化意象，如拉丝金属有动感的意象；蚀刻金属有精致的、个性的意象；喷砂金属有品位的意象；电镀和抛光金属则有光亮的、平滑的和整洁的意象。因此，在产品设计过程中，需要综合考虑金属材料的共性意象和个性意象，重视其质感差异，使产品更符合设计定位，具有更加准确的意象表达。

4 结语本研究运用感性工程技术，通过具体实验定性地分析了金属材料质感意象，明确提出金属材料质感在共性意象的基础上，根据加工工艺的不同能够表现出具有差异性的个性意象，进一步探讨金属材料质感和意象认知之间的联系，能够更好地指导具体产品设计，为产品设计的材料选择提供明确的参考。此外，金属材料质感意象并不仅受加工工艺影响，还与色彩、造型等因素相关，因此本研究具有一定的片面性；实验数据的采集、实验样本的制作也存在一定的局限性。这些细节在后续的研究中会逐步得到完善。

参 考 文 献：[1] 钱珏．产品的材料质感研究[J]．包装与设计，2008(6).

[2] 胡晓庆，王苗辉，高运芳．金属材料的感觉特征与产品形态设计[J]．包装工程，2007，28(8)：184—185.

[3] 王凯．产品造型风格意象认知的研究[D]．杭州：浙江大学，2004.

[4] 蔡婧，干静．产 品材 料质感语义认知 的表述方法研究[J]．工程设计学报，2011，18(4)：237—240.

(下转第50页)4】2013年第10期 现代制造工程(Modern Manufacturing Engineering)热、软／硬件限位等功能。改造前后数控火焰切割机控制柜对比图如图 8所示，改造后的控制柜比改造前更加简单，少了很多线路和多余的控制板；改造前的设备采用一块专用控制卡、一块 5V转 12V的控制板、两块电磁阀控制板、一块电动机接线板，且控制板的体积比较大；改造后的数控火焰设备仅用一块通用的运动控制卡及配套的接线板即可。通过加工实践，改造后的数控火焰切割机加工精度比改造前的更精确，可以加工由直线和圆弧组成的各种形状的工件。

a)改造前 b)改造后图8 改造前后数控火焰切割机控制柜对比图4 结语本文在分析了数控火焰切割机的加工工艺特点和阅读了大量文献的基础上，采用通用的运动控制卡和工控机作为控制单元，运用 Visual C++软件作为开发平台，开发了数控火焰切割机系统。该系统具有界面友好、操作简单和检修方便等特点。通过对 比，该系统更加智能化，而且缩短了开发周期；采用面向对象的语言进行程序的编写，增加了系统的通用性和扩展性。同时，该系统进一步扩展可以在雕刻机、切绘机和数控机床等领域使用，可作为企业数控化改造的有效解决方案。

参 考 文 献：[1] 赵海军，徐家宁，孙旭东．开放式数控火焰切割机系统设计与开发[J]．自动化技术与应用，2007，26(7).

[2] 陈辉，王振龙，郭艳玲．基于 ADT一853的火焰切割机数控系统．第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文(摘要)集[C]．哈尔滨 ：2007.

[3] 冯显英，张延波．基于PCI总线运动控制卡的开放式圆柱凸轮数控加工系统的开发[J]．控制与检测，2005(4).

[4] 吴小丽，丁维明，程力．基于PCI8134的多轴联动控制系统的设计与开发[J]．工业控制计算机，2011，24(4).

[5] 董科，舒志兵．基于运动控制板卡的玻璃切割系统的设计[J]．机床与液压，2010，38(14).

[6] 潘杰宗，殷跃红．开放式数控切割系统设计[J]．机电工程，2005，22(2).

[7] 刘广超，周学才．MCT8000运动控制卡在切割行业中的应用[J]．制造业 自动化，2003，25(2).

[8] 胡明华，张斌．数控火焰切割机任意路径 回退加工的研究与实现[J]．制造业 自动化，2010，32(7).

[9] 刘小俊，雷益龙，屈滨．采用 MPCO8SP的开放式数控雕刻系统研制[J]．现代制造工程，2010(5).

作者简介：李东亚，硕士研究生，主要研究方向为数字化设计与制造。

董玉德，教授、博士，主要研究方向为计算机辅助设计。

张坚，合肥压力机械有限责任公司董事长，高级工程师。

E—mail：ld【yS88666### 163．com收稿 日期 ：2012-12-28(上接第41页)[5] 吴国荣，孟永刚．产品设计 中材料感觉特性的运用[J].

包装工程，2006，27(6)：310—312.

[6] 苏建宁，李鹤岐．工业设计中材料的感觉特性研究[J].

机械设计与研究，2005，21(3)：l2一l4.

[7] MITUO N．Kansei engineering：a new ergonomics consumer—oriented technology for product development[J]．Internation-al Journal ofIndustrial Design，1995，15(1)：3—11.

[8] 柯凯仁．造型意象属性形容词集群认知之研究[J]．设50计，2005(5)：106—107作者简介：赵静，硕士，助教，主要从事工业设计的教学与研究。

E-mail·45857219### qq．con收稿 日期 ：2013~1-18