工業設計模型制作實驗室建設與管理探索

摘要：闡述了模型制作對工業設計教育的意義，以及加強模型制作實驗室建設對提高工業設計專業辦學質量、培養具有實踐技能的創新型人才的重要作用。從模型制作實驗室建設和管理兩方面，提出了模型制作實驗室的建設思路，并強調高質量的日常管理是實驗室發揮作用的重要條件。

關鍵詞：工業設計；模型制作；實驗室建設；創新；實踐

中圖分類號：G647？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）17-0013-02

模型在設計師將構想以形體、色彩、尺寸、材質進行具象化的整合過程中，不斷地表達著設計師對設計創意的體驗，為與工程技術人員進行交流、研討、評估，以及進一步修改和完善設計方案、檢驗設計方案的合理性提供有效的實物參照[1]。在工業設計的教學實踐中，模型制作是一門重要的專業課，模型制作實驗室建設直接關系到專業的辦學水準和發展水平，是工業設計學科建設的重要部分。

一、模型制作對工業設計教育的意義

設計表達是設計師必備的技能[2]，包括平面表達和立體表達。平面表達是指我們熟悉的平面效果圖，無論是體現設計師個人風格的手繪效果圖，還是渲染細膩的計算機效果圖，對三維產品的表達都不夠準確和深入。將模型制作作為一種有效的設計手段，不斷地啟發設計思路，對設計構想中的不足進行反復論證和評估，從而提高三維空間構形能力。因此，模型制作不僅是動手能力的培養，更為重要的是動腦能力的提高。

二、模型制作現狀

模型制作手段可以分為：以手工為主的模型制作和計算機輔助模型制作。一般來說，設計構思階段往往通過手工方式制作草模型來優化設計方案。方案基本定型后，為追求表現效果，常常采用計算機輔助制作展示模型。手工模型制作是一種需要長期訓練才能獲得的技藝，初學者在短時間內往往很難達到理想的效果。大多數學生在初次的模型制作實踐中都有一種挫敗感，完工后的模型作品和原創方案有較大差距，從而認為做模型是一件出力不討好的苦差事，越來越多的人依賴計算機輔助模型制作。因此，在經濟條件滿足的情況下，大家往往在方案還停留在二維紙面階段時，就開始在計算機上繪制虛擬三維數字模型，然后利用設備加工出幾乎一模一樣的實體模型來。這樣的設計過程，忽視了運用技術、藝術、人機工程學、材料學的綜合因素，更忽視了運用設計模型來進行整體規劃[3]，也失去了對產品的切身現實體驗和材料工藝結構的深刻理解。事實上，傳統技藝在邁向數字化科技的過程中，仍然扮演著解決設計灰色地帶問題、協助設計與工程去完成過渡階段的重要角色[4]。工業設計教育肩負著培養工業設計師的重任，不應片面追求設計方案的模型表現效果，應當以培養學生的三維造型能力為目標。因此，在工業設計專業模型制作實驗室的建設，首先應當滿足手工模型制作的需要，并根據實際情況輔以計算機輔助模型制作，兩種方式互相補充。

三、模型制作實驗室建設

模型制作實驗室建設應根據學校的投入進行中長期規劃，保持動態發展[5]。一般可以分一期和二期兩個階段進行，一期建設以手工為主的模型制作工作室，二期建設計算機輔助模型制作工作室。如圖1所示。

1.以手工為主的模型制作工作室。以手工為主的模型制作工作室，可以完成從草模型到展示模型的制作，按照不同材料加工的需要設置工作室[5]。由于有些工作室的工作性質接近，材料也可以綜合使用，因此，可以根據需要整合。只要設置好合理的分區，完全可以交叉使用。如：石膏和樹脂模型工作室，塑料和木工模型工作室。而油泥模型制作對室內環境要求較高，如防塵、室內溫度等，應當盡量建設獨立的油泥模型工作室。如果對塑料模型精度要求高，塑料模型工作室應配備針對院校實驗室開發的真空吸塑機，相對于工業用真空吸塑機，這種設備結構更緊湊，模具更換方便，噪聲及占地面積小，操作方便[6]。工作室采光通風好，應有水池和地漏，配備存放工具和各種小型設備的貨架，工作臺面寬敞。在布局上，電動工具打磨和切割等粉塵多的工段要與清潔的工段分開。最好隔出單獨的噴漆間，避免噴漆時影響整個工作室的工作環境。實驗室應有一間庫房用于存放實驗材料，也可兼作學生作業和優秀作品陳列室。實驗室還應為學生配備小型工具箱，裝有模型制作常用工具，工具箱的數量要滿足參加實驗的學生人手一套。不僅方便學生課堂和課后使用，而且提高了學生管理工具的自主性，便于實驗室統一管理。

2.計算機輔助模型制作工作室。計算機輔助模型制作提供了從計算機虛擬模型到三維實體模型或零件的制造過程，不僅可以自動、準確地將設計構思物化為具有一定結構和功能的實體，而且模型精度高，經過后期處理表現力強，因此，越來越多地運用于模型制作領域。計算機輔助模型制作根據使用設備不同，分為快速成型技術（RP）、數控加工中心（CNC）。這兩類設備各有特點，快速成型技術制造的模型雖然強度低，易斷裂，不能制作出復雜的裝配關系，但設備操作簡便；數控加工制作的實物模型精度高、強度大、裝配精確[7]，但是對操作人員素質要求較高。實驗室可以根據具體情況選用一種設備。

四、模型制作實驗室管理

實驗室建設不僅包括硬件方面的建設，日常管理方面更應引起足夠重視，只有雙管齊下，才能充分利用教學資源，使實驗室發揮出應有的作用。以手工為主的模型制作工作室可以聘用專業技師指導學生。計算機輔助模型制作工作室對操作人員要求較高，應由專職實驗技術人員管理。由于計算機輔助模型制作工作室在人力和物力上投入較高，針對教學設備普遍開工不足的現象，可以對外承接模型制作服務，不但提高了設備使用效率，而且可以發揮社會經濟效益。工業設計模型制作實驗指導人員，無論在數量還是質量上都嚴重匱乏[5]，只有不斷學習才能緊跟業界的步伐。學校應分階段聘請專業模型師到學校任教和指導，同時，還應定期組織教師參加模型制作培訓和學術交流活動。參加培訓的人員不僅包括實驗指導教師，也要覆蓋實驗技術人員。實驗隊伍整體素質的高低，直接影響著實驗室建設和管理水平[8]。

模型制作不但是一種設計表達語言，更是一種行之有效的設計手段，對于在校學習的學生來說，后者顯得更為重要。加強模型制作實驗室的建設，對提高工業設計專業辦學質量、培養具有實踐技能的創新型人才有著重要意義。

參考文獻：

[1]謝大康.產品模型制作[M].北京：化學工業出版社，2005：1.

[2]劉振生，史習平，馬賽，等.設計表達[M].北京：清華大學出版社，2005：1.

[3]肖立峰.具有創造特征的模型制作實驗室的建設與實踐[J].實驗室研究與探索，2001，20（2）：31-33.

[4]浩汗設計，李雪如.搞設計[M].北京：中國建筑工業出版社，2005：64.

[5]劉加貴.關于工業設計模型制作實驗室建設的探討[J].實驗技術與管理，2007，（7）：142-144.

[6]劉瑋，鄭梅生，顧葉錢.一種高校實驗室制作產品手板模型用真空吸塑機的設計研究[J].包裝工程，2010，（10）：4-6.

[7]王麗霞，朱春良.從虛擬模型到實物模型[J].機械設計與制造，2010，（9）：90-91.

[8]虞錦藺，劉躍泉，袁建軍.實驗室建設與管理重在更新辦學觀念[J].實驗室研究與探索，2000，19（1）：100-104.

作者簡介：郭愛蓮（1971-），女，貴州遵義人，碩士，陜西科技大學設計與藝術學院工程師，主要從事實驗教學、研究與實驗室管理工作。