雙行星真空攪拌機外觀創新研究

尹 程，楊 鑫，邱 瑩，周美婷，宋 陽

（柳州工學院，廣西 柳州 545000）

0 引言

近年以來，我國大力推行制造強國的戰略，推動了攪拌機行業的迅速發展，攪拌機行業市場規模不斷增長。雙行星真空攪拌機特別適合進行從粉體到高黏度、高密度的物料溶解、混合、混煉、反應的工藝，可根據不同生產工藝及物料特點選擇不同的攪拌槳（如麻花框式、多槳葉式），被廣泛應用于建筑、化工、冶金、醫藥、食品、飼料、新材料等領域，其覆蓋行業范圍極為廣闊。

我國攪拌機行業經過較長時間的發展，生產能力與工藝技術不斷進步，但行業整體水平與發達國家相比仍存在一定的差距。我國經濟較為發達的地區，化工攪拌機行業發展水平相對較好，而其他地區相對發展緩慢。總的來看，我國化工攪拌機行業尚處于發展初期階段，行業技術水平和生產能力亟待提升。中國機電產品進出口商會統計數據顯示：2021年1—7月我國攪拌機出口23.30億美元，同比增長61.72%，與2019年同期相比增長74.36%；出口數量為16 201.81萬臺，同比增長49.41%，與2019年同期相比增長59.23%。

工業設計師要從提高公司品牌形象的設計需求出發，分別對攪拌機形態、材料、色彩和功能分區進行人性化因素分析，結合工程機械產品外觀造型設計、產品設計及機械設計基礎等專業知識，從結構、造型、色彩等方面對攪拌機進行深入化設計。將企業需求和現有基礎機型特征進行外觀造型的創新設計升級，并與市場上同類產品進行標桿比對，將相關設計要素與企業品牌形象進行融合，突出企業的產品特質，提升企業品牌形象，在操作功能上則需要更注重人機交互性、便捷性和可操控性。

1 國內外攪拌機的研究現狀

國外對于攪拌機的研究相對我國較早，主要是通過解決安全性問題，使設備更加的智能化和自動化，設計出更為人性化、功能完善和設備先進[1]。但是，在功能分區設計上不夠細化；國內攪拌機外觀的研究雖然起步較晚，但是部分企業卻可以從自身問題出發，尋找差距并設計出具有國際先進水平的攪拌機外觀。現階段，國內攪拌機的設計主要注重產品本身的實用性，也開始有意識地注重攪拌機的外觀造型設計[2]，嘗試將傳統機械產品與現代美學知識相結合，通過提升攪拌機的外觀性進而提升用戶使用的舒適感。目前，市場上多數攪拌機設計大同小異，對功能設計關注較多，造成同質化、產品本身缺乏整體性、功能分區不夠完整等問題[3]。通過調整攪拌機的電機和電柜位置，以及結合企業形象重新對攪拌機進行色彩搭配，既可滿足使用人對攪拌機的外觀設計，又能在生產時減少操作不便捷的不足。

2 攪拌機問題分析

2.1 整體性不強

攪拌機線路及物料輸送管道走向凌亂，缺乏整體性，功能分區不夠細化，攪拌機的諸多零件大多直接外露，使攪拌機整機看起來不夠規整、整潔。

2.2 外觀單一

目前，市場上的攪拌機外觀主要為不銹鋼原色，外觀設計的造型和配色都較為相似，國內攪拌機以滿足功能需求為主，在外觀上的重視度不足，存在較為嚴重的同質化，缺乏辨識度等問題。部分攪拌機沒有考慮企業品牌形象對攪拌機進行個性化外觀造型設計，導致市場攪拌機缺乏企業辨識度，用戶在看到這類產品時，無法迅速區分品牌，在一定程度上也降低了產品的競爭力。

2.3 形象不突出

市面上的雙行星攪拌機側重功能使用，在外觀設計上，對企業品牌各類機型的統一性和系列性不夠注重，對整體簡潔、人機交互等方面的設計沒有過多的考慮，使消費者很難區分企業的系列產品。

3 雙行星攪拌機市場及產品分析

3.1 市場環境分析

圍繞政策、經濟、社會、技術四大因素展開攪拌機的環境分析。在政策上，從2021年11月30日工業和信息化部印發的《“十四五”信息化和工業化深度融合發展規劃》和2021年12月29日工信部聯合科技部、自然資源部發布的《“十四五”原材料工業發展規劃》來看，國家政策的支持對攪拌機未來市場發展利好，預計攪拌機行業將會迅速發展，對攪拌機進行外觀造型創新設計，使其與國際機型相比更具競爭力。在經濟上，攪拌機行業發展持續需求火熱，中金企信咨詢數據顯示：2019年全球高速分散機市場總值達到了8.8億元，預計2026年可以增長到11億元，年復合增長率（CAGR）為3.4%。若企業對攪拌機領域進行深入研究與創新，將會引領攪拌機行業的發展，助力GDP指數持續上升。用戶對攪拌機需求的不斷提高，為攪拌機行業市場提供創新研究的動力。在社會上，傳統攪拌機行業市場門檻低，缺乏統一的行業標準，而互聯網的發展與攪拌機行業的興起，能為用戶提供更高性價比的服務。在技術上，科技的進步讓大數據、云計算、5G等逐步從一二線城市過渡到三四線城市，實現攪拌機行業科技智能體驗的普及化。

3.2 產品色彩分析

攪拌機在工業生產中是混合高分子材料的理想機械，在其外觀設計上色彩分布尤為重要，通過合理的色彩分布體現區域的功能、優化線條及提示警告，特別是一些需要人長時間面對設備的操作區域，更要合理運用色彩減少色光對人生理和心理上的影響，減輕人體在視覺上的疲勞，提高工作人員的工作效率與專注度[4]。

3.3 產品人機分析

設備操作者由于長時間地操作同一機器，在操作屏幕高度、攪拌桶扶手高度（見表1）上要考慮到人體身高（如圖1），設計時要充分地考慮人體活動和操作范圍，方便人員的操作使用。

表1 1 500 L型號高速攪拌機尺寸

圖1 人機工程學組合圖 （單位：mm）

4 設計策劃與構思

4.1 方案分析

攪拌機是一款工業性較強的產品，在功能上有著十分明確的定位，為解決布局凌亂、形象感不強等問題，通過研究對比國內外攪拌機現狀和現有產品的技術應用（如企業形象、產品的結構與特性、產品的色彩搭配等），得出企業的文化形象可以作為攪拌機外觀設計的突破口。

攪拌設備在生產制造中應用廣泛，隨著人們審美的提高，攪拌機設備外觀設計既要滿足公司提升品牌形象的需求，又要符合大眾的審美，在結構和外觀上充分體現企業文化，確保用戶能一眼識別出企業的特征，通過機型外殼的改進設計，將傳統攪拌機的線路、物料運輸管路包裹到外殼中，考慮產品機身的功能分區設計，優化操作體驗。

在形態上，以簡約、對稱的為主要設計理念，并結合現代化元素在外觀造型上進行創新，從三角形、長方形到龍門形及柱體框架進行鏤空、仿生造型設計，采取了大膽的形態嘗試。整體線條簡潔流暢，符合簡約化、智能化、功能化等設計發展趨勢（見表2）。

表2 高速分散攪拌機方案草圖

在材質上，主要考慮攪拌機作業環境，機器長期與腐蝕性化學物質接觸，因此攪拌機的攪拌桶區域需采用不銹鋼材質，防腐且易于成型。在非攪拌作業區域，我們可以根據攪拌機的配色和造型需要，在考慮成本和兼顧造型設計的基礎上，適當選用表面電鍍或拉絲等工藝進行著色處理。

在色彩上，依據操作者面對單一顏色視覺疲勞的特點，機械設備采用銀色等淺色色調為主，對設備按鈕等重要部位，使用較醒目的顏色加以標識。色彩搭配上盡量不超過3種色彩，注重色彩的均衡，從公司LOGO中提取元素，藍色、銀色等冷色調的色彩可以使人產生寧靜之感，消除操作者內心的緊張煩躁情緒，提高其工作效率，但過于平靜又會導致操作人員的疲倦，所以設計人員又在藍銀冷色調的基礎上增加了明快的黃和熱烈的紅，給人一種陽光積極的感覺[5]。

在人機工程上，將屏幕的位置設置在距地面1 600 mm的位置，符合大眾身高；攪拌桶扶手距地面1 300 mm，方便人員操作使用。在高速分散機外觀設計問題上盡可能不破壞產品整體框架，避免影響機器功能。

在智能交互要素上，高速分散攪拌機的交互界面是用戶使用操作攪拌機的主要途徑，能夠表達出該產品的科技感，通過人性化的界面設計、合理的功能規劃分區及智能化的輔助手段可以降低用戶操作產品的難度，使設備的操作更具交互性且更智能。

4.2 設計實例

本次設計采取用戶調研和案例分析法，考慮企業需求和人機操作要求，在滿足功能需求的同時進行合理化功能布局，通過探析企業產品系統設計與企業形象識別，結合企業形象進行產品設計，使產品外觀新穎且有辨識度[6]。由公司定位出發，最終攪拌機機體的方案采用黑色作為主導，再利用LOGO的顏色進行區塊分割，產生線條感，在攪拌桶和送料部分，因其易污染，因此保持不銹鋼的材質，方便清理和改裝。根據上述內容進行設計并構建攪拌機的三維數字建模，再對三維模型進行渲染，得出雙行星真空攪拌機外觀造型設計方案。高速分散攪拌機工程圖見圖2，高速分散攪拌機設計方案草圖見表2。

圖2 高速分散攪拌機工程圖

上述方案對攪拌機進行了大量的造型與結構整合，考慮機身操作的穩定性，以及外觀特色，結合企業經營理念，最終在以上方案中進行了分階段的實踐應用，在現有機型設計中將上述方案分步驟實施，不斷完善企業機型的外觀形象。

5 結語

產品運用人機工程、工業設計等學科知識，結合企業理念與企業形象，對雙行星真空攪拌機的外觀造型進行了創新設計。創新設計更好地將簡約化、智能化、功能化等設計與機械產品進行了融合。在色彩搭配方面，與企業LOGO相結合，使設備外觀與企業品牌相呼應，并突出企業個性，增強企業辨識度。此外，在工藝方面也應考慮產品在投入正常使用后，對于環境潔凈度的要求和產品需求的產量問題，因而在實現低成本投入的同時，盡可能地減少復雜工藝的設計。通過改良產品外觀造型，使攪拌機具有更高的企業識別度，以達到提升企業產品競爭力的作用。