產品結構設計及與形態創新的關系

肖幸奇 王玲

【摘 要】好的結構設計是產品實現其各項功能的必要條件。產品形態創新與結構設計兩者相輔相成，互相制約的同時又相互促進，形態的創新與結構的結合對產品設計的結果起著直接的影響。在產品設計的過程中對結構要有充分的了解，才能夠將結構與外觀形態完美融合，就可以做到功能與形式的完美統一。

【關鍵詞】結構設計；形態創新；產品造型；結構創新

一、概述

（一）產品結構的概念及作用

產品結構設計是針對產品內部結構、機械部分的設計；一個好產品首先要實用，因此，產品設計首先是功能，其次才是形狀。產品實現其各項功能完全取決于一個優秀的結構設計。結構設計是機械設計的基本內容之一，也是整個產品設計過程中最復雜的一個工作環節，在產品形成過程中，起著至關重要的作用。設計者既要構想一系列關聯零件來實現各項功能，又要考慮產品結構緊湊、外形美觀；既要安全耐用、性能優良，又要易于制造、降低成本，根據各種要求與限制條件尋求對立中的統一。

產品的結構就是產品的“骨骼系統”，即產品外部及連接結構、產品內部骨架及安裝結構等。產品結構對于產品主要起到包裝、支撐、安裝、連接等作用。一般地，產品結構不能決定產品設計，而是要滿足產品的要求。一方面，結構要滿足產品穩定性、強度、剛度及基本功能的要求，另一方面，要考慮創新設計、綠色設計、材料、工藝、形態、使用功能及經濟性等問題。

（二）產品結構的分類

產品結構大致分為兩類：一是外部形態的構造，它是形式的承擔者和內部功能的體現者，同時又是與其他外部結構的聯系者；二是內部結構，它是產品主要技術原理的體現者，但一樣對產品的外部結構有著直接的影響。對于產品造型而言，最主要的是產品外觀的結構設計。產品外觀的結構設計主要包括外觀的零件分塊、零件與零件之間連接、零件與整體之間的關系等等。

二、改進產品結構設計的方法

（一）改變產品結構設計方案

以最低的總成本可靠地實現產品的必要功能（主要功能和次要功能），去掉不必要功能（過剩功能）。減少不必要的材料消耗，在保證產品質量的前提下，盡量做到縮小體積，減輕重雖，降低單位產品材料消耗量。不影響產品功能和使用性能等部位，應當考慮緊縮設計（減小、體積和重量）節約檢料，縮小占地（殘空間）面積，減少運輸費用。如現在的袖珍計算器，非常方便可裝在衣服口袋里。電規機的體積比原來也縮小很多，一方面由于電視視元器件的小型化，由電子管-晶體管-集成電路-大規模集成電路。另外顯像管的電子槍也由長尾改為短尾，其軸助零件也盡司，能地小型化了，因此仗電視機的外形尺寸大大縮小。

（二）改進產品零件、部件結構

零件、部件是組成產品的重要單元。零件、部件設計的如何直接關系到整個產品的性能，經濟指標和技術指標。為了提高產品性能，簡化裝配工作，在保證機械性能和某些特殊功能的情況下，盡可能地簡化結構，節約材料。

三、結構設計與形態創新的關系

（一）以結構為核心的產品形態創新

物體形態的存在必須依賴于物體自身的結構，產品結構設計形式的別致與獨特性是產品的形態美中的重要組成部分。以結構為核心的“結構設計”是探究形態創新與結構之間關系的重要內容。結構設計聯系著產品設計與產品結構，它使結構造型化、審美化，直接表現了結構參與到形態設計的過程當中，將美學原理與生產實踐緊密結合。

（二）結構設計是實現形態與功能統一的突破口

通過合理的結構設計可以使產品功能與造型同時實現且合理的統一，結構設計與形態結合的本質就是功能與形態的和諧。通過對功能與形態結構設計所表現出來的美感是建立在科學技術之上的，科學技術的發展為產品的本身增加了很多的價值，這類產品通常會具有很強的實用性功能，它與單純的通過造型而設計出來的造型美具有很大的區別。

（三）結構對形態的影響

結構是形態的基礎。產品形態既是外在的表現，同時也是在結構的表現形式。相同的功能可以采用不同的結構形式來實現，不同的結構形式又會直接影響產品外觀形式。結構是形態的基礎，形態是結構的不同表現形式。工作原理的認知進步也會改變產品的形態。因此不同的結構布局會影響產品外觀的形式表現。

（四）結構對產品造型的制約作用

產品的結構設計除了影響產品的外觀形態以外，還對產品的造型可行性有著重要的影響，產品的形態設計可能會在一定程度上會受結構設計的限制。一個產品即使形態很美，色彩很漂亮，但是如果這個產品的形態設計不具有可加工性、可裝配性和經濟性，或者得不到技術上的支持，同樣是個失敗的產品。設計產品外形時，沒有考慮各種材料的加工工藝的不同而影響到的產品結拘的不同，比如金屬材質的和塑料材質的熱水瓶外殼茌外觀形態上及局部細節上就是完全不同的兩個概念，塑料外殼采用注塑工藝，而金屬外殼采用沖壓工藝，這兩種生產工藝的特點就決定了產品形態的不一致。

四、產品造型設計中應考慮的結構因素

結構設計應考慮的主要因素有很多：如結構的穩定性、結構的強度、產品成本、使用壽命、美觀性、安全因素、產品功能和經濟因素等。結構設計對于產品形態設計、對于各種各樣的生產活動都非常重要。功能需要依托結構才能實現，很多功能是通過結構設計來實現的，甚至某一個結構是否合理是衡量設計是否成功的標準。為了便于儲藏和運輸，可調節變換產品的外觀結構，如堆疊結構、折疊結構、伸縮結構、柔性結構等，結構的變化能導致功能的變化。

五、結語

一個產品的結構設計是否創新與獨特在產品呈現出的形態中占有很重要的位置。一個創新的結構設計可以大大提升產品價值，使產品各個部分更加合理化，以實現產品功能，使其工作效率大大提升，此外，還可以在感官上給人視覺沖擊力，吸引消費者眼球，“技術”與“藝術”的完美結合是發展趨勢。