基于工業設計的LED路燈創新設計

王第文

（陜西烽火集團烽火佰鴻公司，陜西 西安 710075）

工業設計（Indu strial Design）指以工學、美學、經濟學為基礎對工業產品進行設計。隨著我國制造業的不斷升級，工業設計這門學科正在被越來越多的行業所熟知并加以運用推廣。

在具體的設計過程中，工業設計涉及到產品設計中的很多方面，如產品造型設計、材料的選擇、產品表面處理工藝、用戶體驗設計、品牌價值的體現等等。

LED作為一種新光源以其長壽命、低功耗、綠色無污染在最近幾年正在革命性地取代傳統的照明燈具。由于這種固體光源的體積很小，同時又能很好地進行二次光學設計，較之傳統燈具就有了全新的結構和外觀，所以也更加易于產品的創新設計。本文將以一名工業設計師在LED路燈設計開發過程中的設計思維和實際的產品開發過程為主，試圖探討出一套LED路燈設計的創新之路。

圖1 LED路燈是當前最典型、最普遍采用的結構

1 LED路燈功能區域解構

LED路燈結構主要由光源艙、電器艙、散熱器及燈桿連接件四部分組成。區別于傳統路燈的是散熱器。LED在發光的同時需要及時地把自身產生的熱量散去從而保證其正常工作，所以產生了這種LED燈具特有的結構特征。

圖1所示LED路燈是當前最典型、最普遍采用的結構：散熱片裸露，獨立的電源艙，燈桿連接件，大張的設有LED光源芯片的鋁基板，貼裝在散熱片基板上(下方)，再加前透明護罩。

這種設計存在以下幾種問題：①散熱肋片之間的間距過于緊密。在自然對流散熱過程中，不是一味地增加散熱片面積(加密散熱肋片間距)，就能提高散熱量，當肋片加密到某一值(最佳值)時，再增加，散熱量反而下降。從而使得散熱效果低，LED結溫高，影響LED燈芯的使用壽命；散熱片的尺寸大(即路燈尺寸大)，重量沉(十多公斤)，散熱成本高居不下；燈具外觀感覺粗糙，不美觀。②電源艙開口在實際使用中向上，這樣就必須要把電源倉整體密封防水，增加制造成本，同時也不利于散熱。③光源艙人機交互方面設計不夠友好。這個區域是整燈的核心區域，是人機交互的重點區域，過于呆板簡陋的外觀使得燈具的整體感覺大打折扣。④燈桿連接件作為整燈的重要受力點設計得過于簡單，同時又過多地占用了整燈的空間。

綜上所述，由于缺少細節的考慮和過于粗放的結構安排，作為替代傳統照明的LED照明燈具，目前市場上大多數LED路燈都缺乏良好的產品外觀設計，缺少產品語言的表達，缺少企業文化的表達，缺少細節，致使產品外觀粗陋，產品附加值低。要解決上述問題，可以通過工業設計的角度，對產品進行設計提升，從而重塑產品質量，提高產品附加值。

2 區域合理化創新設計與重組

本著上述問題，下面將以工業設計的視角和方法，對產品進行重新的設計。

首先對產品從新定義，LED路燈是一種戶外照明使用的工業產品，應符合高可靠性、安全性，同時還應為使用者提供良好的使用感受，并且能夠和周邊的使用環境良好的融為一體。作為一種革命性的照明產品，由其外觀應體現出科技感、安全感、品質感，同時應區別于傳統燈具，體現其創新特征。

由此，從飛機的渦輪發動機汲取靈感，結合LED照明需求，重新解構，設計全新的路燈產品。

燈具光源倉及散熱器部分為圓型，這種形態賦予了燈具全新的設計寓意。圓形的形態帶給人溫潤、平和的觀感。為了解決散熱片過于緊密不利散熱的問題，在滿足散熱面積的前提下，把散熱片的間距做了做了最大范圍的調整。同時基于圓形的散熱盤，把散熱片設計成由中心處強力發散并包覆住正面光源倉部分。由于燈具在實際使用中中心處熱量最高，而四周的熱量相對較低。把散熱盤由中心聚攏處向四周呈弧面的光滑過渡，使得中心處的散熱面積最大化，并向周邊逐漸遞減，從而更合理地解決了散熱需求。這種發散式的分布更加有助于空氣在散熱片中的流動，從而更加高效地帶走熱量。從設計語義上來看，散熱盤整體有十足的運動 熱效能的心理暗示。

圖2 重新設計的散熱器

下面進行光源艙的設計。這個區域是燈具和使用者進行人機交互的核心區域，是整個設計的重中之重。

承接散熱盤的包覆過渡，光源艙的保留了與外形匹配的圓形形態。這一區域保留了超大的可視面積，內部采用模組式光源排布，鋁基板表面做白色噴涂，外部由與散熱盤球面度相當的圓形玻璃覆蓋。模組化的光源大大提升了產品的可靠性，并且方便安裝及維護，是產品功能性整合升級的突出體現。盡量寬大和整潔的光源艙提供給使用者明亮清晰的心理暗示，對產品的高亮度和高顯色性做出了最佳的詮釋與表達。球面圓形玻璃賦予產品溫暖的一面，從而抵消掉工業品的冰冷感和不易操作感。綜上所述，光源艙諸多人性化的細節設計提供給了使用者溫暖的人文關懷和卓越的產品體驗。

最后要解決的是電源艙和燈桿連接件的問題。考慮到產品的整體感要盡量鮮明，在實際安裝和維護中還要盡量操作簡單，在這里把這兩個區域進行了整合。做成一個電源和燈桿連接件共用的腔體，同時在此腔體的光源艙一面設計一個蓋板，和腔體用活頁連接，方便安裝及日常維護。蓋板外表面設計有企業標識，從而強化產品的企業文化。電源倉的設計配合了燈具整體簡潔的流線風格，使得燈具整體充滿超現代的工業感。

圖3 經過區域創新設計與重組后的全新LED路燈

燈具殼體定義為鋁壓鑄成型，表面氧化處理后噴漆。通過以上區域性的創新設計與重組，燈具的性能和外形發生了質的改變。高可靠性、高安全性、高科技性以及強烈的人文關懷被重新注入到產品中。

3 結語

隨著我國制造業產業升級的不斷加速，對產品綜合性能的要求也在逐步提高。在這個過程中，工業設計作為一門多視角、多技巧的全新設計手段，在產品開發中開始扮演非常重要的角色。本文試圖探討一種方法，通過區域創新設計與重組，創造出更具卓越性能、更具人性化、更具品牌價值的高附加值產品，從而為企業的創新發展提供一種新的思維模式。