設計的VIAGRA -材料

 

刊登日期:2008/7/18
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材料能提升設計的價值,近年來,從傢俱設計的極簡風潮到產品的極簡設計,設計不再使用多餘的線條與裝飾,取而代之的則是在「材質」上的運用。實際上,消費者對早年的高科技冷峻感之代表—「金屬」和「塑膠」材料的新鮮感逐漸地降溫了,雖然有新的加工與後處理的技術不斷地推陳出新,但消費者的要求更多了,要求在觸感以及材料所實際呈現的心理感受,如奢華、自然或時尚等的需求期待,持續在市場上反應出來且受到重視。許多新的產品在材料的使用上,表面看似簡單的設計,在材質上卻可能是新的科技材料;或是從其他產品轉換而來的傳統材料;是新的製程或是複合方式⋯等,材質的表現技術也因此有更多樣性的變化。然而,目前國內貨架上國產品的變化似乎不大,對消費者來說,似乎少了些選擇性,當許多消費者讚嘆國外大廠在材質選用層面的技術高超之際,卻不多見國內大廠在這方面的深入著墨。近年來雖有大廠開始投入,但畢竟為數甚少,許多國內設計師經常有好的設計想法,卻礙於對材質的特性不了解,或是運用的時機及想法不夠成熟,而錯過了呈現100%設計作品的機會,實在可惜。

有鑑於此,就個人對材質所知悉的部份和大家在此做一個分享,並舉出一些實例,期望能對大環境略盡棉薄的貢獻。

矽膠(Silica Gel)
「矽膠」(或稱矽橡膠),是一種化學合成的彈性體,具有類似橡膠的柔韌,可製成透明成品,也可加入色料調製成各種不同顏色的產品。優點為環保無毒、耐高低溫、耐酸鹼、防水、抗UV ,在市場上大致區分為「固態矽橡膠」與「液態矽橡膠」。

固態矽橡膠
矽利光(硅素樹脂),為兼具有機物及無機物特性的奇妙樹脂,具備了優越的耐熱性、電氣性及耐候性,也可藉由改變其分子結構而得到不同性能的產品,如良好的撥水性、消泡性、離型性、耐寒性、耐放射性和其他性能等;而其在形狀上也可區分為油狀、乳液型、橡膠以及矽烷等多種型態,適用範圍非常廣泛。

液態矽橡膠
液態射出矽橡膠的特性是可在室溫、加熱等不同條件下硬化形成彈性體,不須特別的技術或昂貴的儀器設備即可使用,最適合自動化新成型系統使用,硬化後的彈性體具無毒、高透明度、耐溫、耐燃、耐候、耐擠壓、極佳的絕緣性,以及不受化學物質的腐蝕等優越特性。
矽膠產品特性:
1.極佳的溫度穩定性:可在-40~ +200°C溫度內穩定使用不會變質, -60~ 300°C 間保持橡膠彈性,同時具有良好的隔熱性,在化合物中為有效的防燃劑。最低溫可承受至-100°C ,最高溫則可以接近+400°C 。

2.耐氣候性佳:矽硐的化學性就像玻璃一般,非常強韌,不受氣候影響,可以抵抗雨、冰、紫外線、臭氧與極端溫度等,材料不會老化變硬、裂開與剝落。
3.極佳的電氣特性:矽膠本身為礦物,具有極佳的絕緣性,所以非常適合應用於電子產品上。
4.良好的吸震性:對於電子產品來說,矽橡膠特有的緩衝、抗震效果,為韌性極佳的彈性體,具有良好的吸震能力並且質地柔軟,觸感極佳。

5.獨特的防滑性:在乾燥無水的狀態下有極佳的防滑性,但在有水時反而會有不錯的滑動性。
6.惰性、無毒、無味、無污染、防水性好、吸水性低,可製作極佳的食器或醫藥器材,可隨意清洗,永保外觀亮麗如新。

缺點:1.不具機械性。2.怕直火。3.怕尖銳的器物。4.單價高。
基於上述特性,矽膠產品的發展在近年來相當地熱絡,有許多的設計師皆青睞此材料,並設計成為較高單價的精品,不論在家庭生活用品、廚房用品或電子產品的運用都非常多。設計的方法有直接使用矽膠材料,或是利用其獨特的防滑性,和其他的材料複合而具有不同的產品表情出現。以下就使用矽膠的產品範例做介紹。

目前使用全矽膠的產品大多以廚房的器具居多,因為其容易清洗及耐高溫的特性,近年來以矽材料發展的廠商眾多,以2002 年成立的港商SiliconeZone 為例就已推出5000 款相關的產品。

一些需要握持的產品如醫療器材、手工具及個人衛生用品等,為了增加「防滑性」以及握持的舒適感,亦加入了部份的矽膠材質。有些採用雙料射出的方式或是直接使用相容劑,分件射出之後再以包覆的方式出現,例如瑞典醫療器材商Amdent為牙科醫生所開發的手持工具,就是針對醫生長時間工作及清潔的需求,而使用矽膠包覆的設計。

另外,許多的產品則是為了增加在使用時與肌膚的觸感,材質軟硬衝突的存在設計感,或是視覺上能中和冷調的金屬,以及呈現溫暖的觸感等,而與色彩多變的矽膠做一個複合式的共存設計,例如義大利的DIESEL 手錶,即在錶帶的材質上選用了矽膠和金屬的複合呈現,讓錶帶同時具有柔軟與堅硬、溫暖與冷峻的對比表現,充份運用了服裝時尚的表現手法。

最後要介紹的是,利用矽膠材料柔軟的回彈性加上防滑及防水的特性,複合在其他的材料上或和其他產品搭配使用,以達到某些功能上的運用。例如港商Zan’s 所設計的「老鼠與起士」系列產品中的神奇杯蓋,即是利用矽膠的柔軟性,將空氣壓出之後達到了良好的氣密性,而台灣則有利用其止防滑性、防水及柔軟的觸感,設計出既是杯蓋同時又是瓶嘴的產品。

竹材(Bamboo)
全世界對於竹材的研究主要集中於竹材的微觀解剖特徵、物理力學性質、化學成分與特性、力學性質、乾燥特性、生物力學特性、微觀及超微觀解剖構造等方面。
竹材的結構及力學
以生物材料來說,「竹」材是植物中作為結構材最佳的原料之一,它具有強度高、彈性好、性能穩定、密度小的特點。竹材的「比強度」和「比剛度」高於木材和普通鋼鐵,能廣泛用於建築工程。以一節10 公分的竹管來說可以承受五噸壓力,竹材組織結構簡單,維管束和竹管平行排列,因此抗劈性高,適合於彎曲加工。而它的易劈性和分割性皆優於木材,幾乎是針葉樹木材平均值的2 倍。

竹材因維管束中的導管失水後會收縮,其收縮率比木材還要小。乾燥後的竹材吸水性很強,吸水後,體積膨脹、強度降低。竹材本身各項特點以及其固有的節間組織,如乾燥不好時易造成竹裂等各種現象發生。竹管外壁的維管束微小,但數量多,而竹管內壁的維管束大而量較少。由於這種獨特的結構,竹管乾燥時很容易劈裂。竹材中的竹皮矽含量較高,影響竹材的切削性能。另外,竹肉中的澱粉含量比普通木材要高,因而容易發生蟲害和黴變。

早年全世界對竹材的運用大多在樂器、食器、建材與傢俱上,技法上不是竹編就是「竹千筋」,再者就是整根竹材的使用。許多人認為竹材是天然材,若要導入為量產品,可能性不高,加上竹材的回潮及竹裂的性質,讓很多廠商對竹材怯步。而近年來環保意識抬頭,新的加工技術亦不斷提升,加工後的竹材穩定度也開始被接受,因此就竹材的設計運用也有增多的趨勢。以下就一些竹材的使用狀況加以介紹。

• 整竹的使用:設計師Ross Lovegrove以及Brano Meres 在設計產品上的想法大同小異,將竹子不去竹皮,保留了竹皮的彈性,再利用整竹乾燥除水之後的剛性及質輕的特性,直接使用以取代金屬管,並結合金屬的接頭結構設計出的腳踏車,充分展現了竹子的特性,以及在視覺上的張力與文化感。

• 燻竹的使用:日本專門生產喇叭的製造商Bird-Electron 利用燻竹在煙燻的過程中,藉由脫水而改變其竹管的密度使其具有較優良的共鳴聲音,外觀則直接達到顏色上的自然成色,並且具備防霉防蟲等功效。

材料在設計的運用是一門很大的學問。結構設計要懂材料的強度運用,外觀設計也需要瞭解材料的表情或是感覺,否則再好的設計也會因為選錯材料而功敗垂成。尤其現在市面上同類型產品間的差異性愈來愈小,消費者的要求卻與日益俱增,若想要在市場上有亮麗的表現,產品本身就需要具備特色,而「材料」是一個很好的切入點。期盼在未來台灣能有更多的單位、廠商和設計師一齊投入材料的研究,讓台灣的產品獨具魅力,在國際市場上更具競爭力。

作者:呂盈達 /土干創意
★本文節錄自「工業材料雜誌259期」,更多資料請見:https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=7032


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