材料创新产品设计论文

摘要：以菌丝体为材料进行产品设计，并将其推广。基于过往研究和相关案例设计产品，于实验室制备菌丝体材料，通过材料驱动的方法明确设计要求，并进行实物的打样和制作，最后进行设计评判判断相关设计是否符合要求。于实验室获得菌丝体材料，并将其用于旅游纪念品设计，设计成果产生相当社会效益和经济效益。今天小编为大家推荐《材料创新产品设计论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

材料创新产品设计论文 篇1：

产品设计中材料的创新实验

摘要：在设计中，材料和设计的关系是密切相关的。材料是产品设计的物质基础，材料的创新运用具有升华设计灵感，将设计创意转变为现实的能量。每一种新材料的出现都会为设计实施的可行性创造条件，并对设计提出更高的要求。给设计带来新的飞跃。出现新的设计风格。产生新的功能、新的结构和新的形态。但设计中的材料问题并未得到应有的关注，关于材料创新应用的理论研究较少。文中针对先锋设计师的作品，分析他们的材料实验性设计，归纳出材料在设计中的创新应用，引导设计师勇于进行材料探索、关注材料与设计的相互作用，积极评价材料在设计中的使用价值和审美价值，使材料成为一种创造出革命性新产品的催化剂。

关键词：材料：创新：实验性设计

材料是产品设计师、艺术家们用来表现不同时期、不同文化、不同地域人们对生活感觉的主要表现方法和手段，也是构建社会文化形态的最主要的载体。在产品设计中，材料是产品设计的物质条件，是产品设计的基础和前提，材料以其自身的特性影响着产品设计，是设计师们传达设计观念、实现设计功用、表现设计风格的重要手段。材料不仅保证了维持产品功能的形态，并通过材料自身的特性满足产品功能的要求。成为直接被产品使用者所视及与触及的唯一对象。设计师在熟练地掌握材料的功能特性、感觉特性与符号语义后，将各种设计理念与之特性相结合，可以赋予产品设计新的创意。

1.材料的创新实验

设计师对材料的选择本身就是一种创意，是对设计材料的深入观察和思索，是设计师构思的集中体现。材料是设计师产生灵感和创新的手段，同时也提供给观者自由联想的天地。毫无疑问，设计材料已成为现代产品设计创意中不可忽视的重要力量，也是最具个性化的表现语言。材料所表现出来的丰富性为产品设计提供充分条件。它赐给设计者更多更全面发挥才智、探索表现和创造的机会，同时也为我们提供了视觉上更为丰富、更具诱惑力、更能感动人的效果。

设计师能够通过实验来挑战材料的特性，并通过新的加工处理方法揭示材料先前没有被认识的，具有吸引力的属性。对于材料的实验性尝试为创意的产生提供了机会。这些实验通常是较为客观的。但也可能具有抽象性和随意性。偶尔依靠设计师的潜意识和本能来进行设计也是富有成效的。即兴的试验或练习不需要被认可和接受，也不需要遵照标准的设计规则，它试图让思维自由的发挥并使设计师发现新的可能和方向。

设计师通常需要通过设计材料来验证自己的想法，在从构思创意向实体产品转化的过程中，新的想法会在制造加工的过程中不断产生和发展。当不懈的探索态度有助于设计师创造性的表达时，当流畅的思维淋漓尽致地带给设计师愉悦的经历时，传统的规则就被打破了。投机性的实验不应该在思考方式中占主导地位，但是当许多常规的方法变得平庸和乏味时，设计师也许可以放纵一下自己的思维，在设计程序中，无序和有序的方法都可以实现应有的平衡。基于这些原因，许多一流的设计师、艺术家和手工艺者都热衷在“愉悦的时间”中进行设计研究，不忽视和放弃一些创意概念，在无压力的环境下尝试着一些无关紧要的创意和想法，因为这些创意概念通常是动摇一切常规的火花。所以，材料的创新实验是设计过程中的一个重要方面。

2.设计中材料的创新应用

现代设计材料种类不断地扩充，以适应不同的产品需求。随着各种新型材料的开发和投入，扩展了产品表现的材料领域。再者，各种现代设计风格的影响，从观念上打破了材料运用的界线，强调材料材质的表现力，促使对材料材质特征的新认识和完善。

2.1材料特质的探索与创新

材料作为设计的构成要素，以其丰富的种类、不同的材质特征和多样的造型形态，构成千姿百态的直观形象。现代设计通过不同材料来体现美感，而材料的运用则成为最直接、最重要的表现环节。对材料的选择和表现形式的运用，实质上是对材料进行再创造。这会诱发设计师产生丰富联想和创作的灵感。对于材料特质的探索与创新，不仅要重视材料自然质感的表达，而且要拓展材料人为质感的应用。自然质感突出材料美，价值性强，以“稀”为贵。而人为质感突出工艺美、技巧性强，以“新”为贵。设计创意不同。效果也不同。

尽管设计师一直致力于探索和应用新的材料。但是研究普通材料使用的可能性也许更加能够吸引设计师，激发他们的想象力，并具有挑战性。传统材料种类的多样化及其应用方式的变化往往会对设计带来新的启迪，传统材料创造了许多既在使用方面发挥了材料优势，又具有创造性和美感的视觉形象。为设计的探索和发现提供了更多的可能性。我们有必要对传统的常规材料进行不同的测试研究，观察材料在极端条件下的应用，创造性的思考和评估其设计应用的价值。在设计中不乏利用材料特征性能而具有独特美的设计作品，这些作品是顺应与表现材料特征性能的造型。

如今材料的发展日新月异，旧有的材料仍然在改进并发挥其光芒，同时新材料每时每刻都在诞生。新的材料具备新的审美特性，新的艺术产品体现了新的材料风格，新的审美观念也应运而生了。一些新材料正以其某方面的过人之处慢慢的普及，它不仅能弥补传统材料的某些缺点，还给设计师带来了更多选择。新材料的产生往往引起设计的根本革命，促成设计的飞跃，使从前认为不可能的设想如今变成了现实。新材料是设计师创新设计的重要着眼点之一，设计师通过尝试采用新材料对传统命题进行革新，设计出极具创新性的作品。设计师要时刻关注最新动态，思考怎样发挥新材料的最大优势，巧妙的运用到设计中去。如宝马概念跑车，车的外壳采用的是某种无缝光滑纤维材料，这是一种灵活，高度耐用、防水且极具扩展性和可塑性的抗织物材料。汽车像被赋予了柔软的皮肤，又像穿了一件带拉链的衣服。随着汽车的开动，它的外形可以不断变换来适应空气阻力，车灯还能像人眼一样眨动。由此可见，新材料的应用使汽车的未来更有灵性，跟人的关系更加亲近。

2.2材料工艺的探索与创新

材料一旦被选择后，便是考虑采取什么样的表现技法将材料语言营造出特定的设计效果。因此对材料的成型加工、组合变化是一种创作的升华过程，是设计语言更具生命活力的催化过程，也是对设计的创意予以最大限度的拓进。当设计师抛开常见的应用技术手段，借鉴甚至试验新的成型技术、表面加工技术，对传统材料的成型性、表面肌理等进行大胆尝试。并使用不同的实践处理手法进行实验时，令人兴奋的创意就会产生，新的潜在市场机会就会被发现。

材料具有自身的材质特征，加工技术又使这些特征以不同的方式体现出来，形成材料的外在美。对于成型制造、组合装配、表面处理等方法的应用常常与特定的材料紧密联系。并直接预示着特定的设计形式。但是，在对其他种类的材料进行设计加工时，这些方法同样可以被灵活运用，进而产生与常规设计生产实践完全不同的效果，这样做的结果常会获得富于启发性的回报。不应固执的认为材料仅仅适用于某种特定的工艺方法。不要用一种永恒不变的方法去研究和评估材料的应用价值。将材料和工艺风格进行有机联系，可以为进一步对材料和设计进行混合、匹配探索提供更多的可能性。

例如日本设计室Neodo的作品Blown灯，这款灯的设计灵感来自日式的chochin灯笼。它采用了合成纤维的新材料smash。这是一种无纺聚酯长纤维，可以热压成型，轻盈而耐撕裂，光线穿过时会有美妙的光影。他们意识到，smash的特殊性质使它们的形状能够像吹制玻璃一样成为无接缝的灯笼（图2），这种工艺借鉴为新产品的诞生创造了条件。由于smash在超过80℃的温度下会变形，所以设计师选择了低温、节能的LED灯泡与之相配。

2.3材料的跨界创新

为了保持开放和灵活的思维，许多先锋设计师会暂时跳出本学科的范围领域，抛开自身的传统思维方式进行实验性研究。以这种方式，建筑师去设计产品，产品设计师去设计建筑，甚至汽车设计师去设计空心粉，这些在新的领域进行的短暂尝试帮助设计师引入了新的思维方式。

设计师需要跨越学科的界限，去了解别人做什么，怎么做，为什么这么做。对这些问题的探究能够帮助设计师获取有价值的信息并拓展其视野。这样做的目的不是去复制别人所做的事情，而是要找到可供学习借鉴的知识，在不同学科之间创造建设性的对话。跨界的方法并不需要设计师随意的变换学科信念，而是要求他们了解周边学科，审视周边学科，然后进一步着眼未来。

如果设计师能够从不同角度考虑并超越限定的语境，那些在其他领域习以为常的实践方法就会成为启发设计师灵感的有价值的资源。在某个领域被过多使用的材料和方法可能会带给其他领域超乎想象的成果。看似平庸和不变的应用方法需要设计师对其进行重新挖掘。图3为罗恩·阿拉德设计的混凝土音响。混凝土本来是建筑材料，罗恩·拉德把它运用在产品外部装饰上，粗犷的肌理与音响的精致音效形成鲜明的对比。

这类设计以打破常规的材料应用给设计界带来了新的风格，在保证功能的前提下以令人震撼的视觉效果打动人们。有些或许没有批量生产，但他们给设计界带来的冲击是不可忽视的，它告诉设计师：只要你敢于探索和实践，材料也能创造出与众不同的东西。

3.结论

材料创新实验作为一种现代设计创作活动，离不开材料这个载体。它首先要考虑到不同材料的性能和特征；其次，要体现材料的形式美，充分利用材料固有的形式特征；再次，要挖掘材料的非常规特征。众多材料创新实验，从正面和侧面证实材料世界有着极为广阔的未知新大陆。材料自身有着巨大的发掘潜力。当今材料科学日新月异。材料从种类到加工技术都在以加速度发展。材料自身不会去做设计，但它拥有提升和加强设计创意并吸引用户关注的能力。非传统的运用材料的方法往往预示着一种新的发展趋势，而且会进化到可行的应用阶段。或者影响到设计未来的发展方向。设计师在设计过程中应将设计材料的范畴拓展到最大范围，突破传统，勇于实践，才能独树一帜，开拓创新，探索出不同的设计风格。

作者：江湘芸　李俊翔

材料创新产品设计论文 篇2：

以菌丝体为材料的旅游纪念品设计研究

摘要：以菌丝体为材料进行产品设计，并将其推广。基于过往研究和相关案例设计产品，于实验室制备菌丝体材料，通过材料驱动的方法明确设计要求，并进行实物的打样和制作，最后进行设计评判判断相关设计是否符合要求。于实验室获得菌丝体材料，并将其用于旅游纪念品设计，设计成果产生相当社会效益和经济效益。文章的研究可以为菌丝体材料研究及使用绿色材料设计旅游纪念品的实践提供参考。

关键词：菌丝体 绿色材料 生物材料 材料驱动设计 产品设计

文献标识码：A

引言

当设计跨越技术和生物学的鸿沟，产生一种新的制造物体的生物科学的时候，材料设计日益成为生物科学的一个领域，成为不同知识领域的交叉学科。其中，菌丝体材料研究代表着一种不同于传统材料的新型材料发展方向。菌丝体作为一种新材料，具有强度大、易塑形、可降解等多种优势，是一种纯天然、可再生的环保材料。

当前，资源问题是国际社会讨论的重点，开发利用可再生资源是解决这一问题的良好手段。菌丝体材料作为一种环保的绿色材料，在该方面具有优势。为探究如何将菌丝体材料运用于产品设计，本研究通过材料驱动设计的方法以菌丝体材料进行旅游纪念品设计，探究材料的制备方法和应用方法，并研究该类设计可以产生的社会效益和经济效益。本研究进行的使用菌丝体材料进行旅游纪念品设计的实践可以为菌丝体材料的研究及使用绿色材料进行的产品设计提供参考。

一、国内外相关研究及调研综述

（一）对当前形式的判断及研究

有数据指出，全世界90亿吨塑料垃圾中只有9%被回收利用，大多数此类垃圾最终被堆积在垃圾填埋场或流入环境中，而中国已经是塑料垃圾来源大国，超过了欧盟和美国。邓义祥等学者（2018）据此提出针对此类垃圾的处理有其必要性，从另一角度而言，开发可持续的材料也有其必要性。

当前国内外也有众多学者提出关于绿色材料研发的想法，Cecilia Cecchini（2017）的研究倾向于使用不能够食用的作物作为产品开发材料。他提出将作物可食用部分提供给人类补充营养，在所剩余的部分废料中创造出新的材料。农业粮食和渔业部门面年产生数百万吨废料，而设计师们可以对这些材料进行回收，再利用期中有价值的碳水化合物和纤维素，使用这些宝贵的资源也将帮助我们减少处理食品加工产生的固体和液体废料的问题。

Elvin Karana（2018）等学者提到，减少不可再生自然资源的使用是一项全球可持续发展战略，而在过去几十年中提出的一个解决办法是在产品设计中使用新的生物材料，这些替代材料在多学科领域的交叉处引发了一种新的设计实践，他们将这样的实践称为Growing Design。Growing Design是指从自然状态下的生物体获得材料，以实现独特的材料功能、表达方式和可持续的设计解决方案[4]。

Elvin Karana（2018）在研究中也列举了一些以菌丝体为基础材料的产品和项目，但同时也认为基于菌丝体的设计的现有案例还没有充分说明该材料在产品设计方面的潜力。他们在论文中针对菌丝体材料使用材料驱动设计（MDD）方法进行了研究，获得了一些菌丝体复合材料的物理特性和化学特性以及一些结论[3]。

（二）菌丝体产品的调研及案例分析

1.现有产品及案例分析：在现有的市场在售产品中，Evocative与建筑师David Benjamin合作，在纽约现代艺术博物馆PS1庭院内建造了一座塔楼一Hy-Fi。如图1所示，Hy-Fi由反射膜覆盖的10，000个菌丝砖构成，看起来非常无机，但完全可堆肥，是菌丝体材料在建筑上應用的典型案例。

菌丝体材料被建筑工作室The Living用于在纽约Mo MAPS1画廊的庭院中建造一座有机塔楼（如图2所示），该设计采用完全由天然

材料制成的圆形建筑，是该画廊2014年青年建筑师计划的获奖作品。使用该材料制成的其他设计包括由设计师Danielle Trofe设计的台灯和花盆，如图3所示，它们分别将菌丝体材料与压缩软木和混凝土搭配使用，获得了很好的效果。

 基于上述案例，菌丝体材料可以与多数结合进行产品设计，并被大量应用于建筑材料领域，是一种具有较大潜力的绿色新材料。此外，团队还发现，当前市场上大部分菌丝体产品都呈偏黄或者偏白色，表面肌理和颜色由产品表面菌丝的多少和最后的定型方式决定，因此多数产品在生产阶段会考虑通过植物染色的方式改变产品颜色，以产生更多的可能性。

2.发展趋势：以生物材料驱动设计是一个有广阔发展前景的课题，人类长期以来也在研究真菌的工业潜力，从食品（例如，奶酪，面包和啤酒等）到医疗生物技术（例如抗生素和抗病毒药物;Wainwright，1992），然而真菌最近才被考虑作为人工制品生物基材料的替代资源（Holt等，2012;Jiang Walczyk，Mooney&Putney，2013）。因此，菌丝体材料作为真菌材料的一种，具有广阔发展前景。

此外，如“生物制造材料”等相似领域的概念也同样具有突破性。团队相信，在不远的将来，这类材料终将问世，并进行产品化运用，以颠覆现有的市场。

（三）总结

综上所述，减少不可再生资源的使用，并针对绿色材料的开发有其必要性，菌丝体材料是一种环保的绿色材料，符合当前可持续发展的趋势。菌丝体作为一个较为新型的材料其特性还在不断的开发研究当中。但在调研过程中我们能够发现，菌丝体材料应用于包装材料、建筑材料及服装面料的无限可能性。

当然，相关设计中没有将菌丝体材料运用于旅游纪念品领域的先例。因此我们通过实验室培育的方式获得菌丝体材料，并进行旅游纪念品的产品化设计，为相关领域填补空白，也为相关产品设计提供了范例。

二、材料驱动设计的方法

（一）材料驱动设计方法和传统设计方法的联系

长期以来，产品设计与开发中材料的选择一直被纯粹的技术方法所主导，主要关注材料的性能及其生产工艺。材料构成了产品的物理外观，选择合适的材料对于产品的功能、评价以及评估其对环境的影响至关重要。不同于传统的设计方法侧重于草图及设计可视化，材料驱动设计是在设计过程的开端引入材料，通过材料样本拓宽设计思路，或使用单一材料作为设计探索的起点，这样产生的通常是关于实际探索和材料原型设计。因此材料本身就是设计的起点。

但同时，与传统设计方法相同，在材料驱动设计中仍需要注意设计的功能性和实用性，选择材料需要侧重于最终用户的体验，而不是表达设计师的感受。我们需要发展材料实践，将材料思维融入到整体设计实践中，包括材料如何被情境化、评估和选择，并最终设计适合的产品。

（二）材料驱动设计方法的基本步骤

材料驱动设计方法引导设计师从材料特性和体验品质到材料体验视觉，再到体验品质、材料特性，最后到产品。支持这一旅程的活动按照以下四个主要步骤组织：理解材料、创建体验愿景、展示材料体验模式、设计材料/产品概念。

第一步要求设计师理解材料，并在技术和经验上对其进行描述，以便在后期应用于产品时阐明该材料相对于其替代材料具有的优势。

第二步要求设计师阐明设计意图，创建设计愿景以沟通设计过程的最终目标，愿景的目的是帮助设计者明确进行设计的具体步骤及方式。首先，设计师将观察和反思整个材料表征，接着构造材料的视觉经验，并对其做出合理的视觉推断，如可以解释（eg.材料将表达自然）、情感（eg.材料都會让人们惊讶的），或表述行为的（eg.材料需要精致的使用）。此外，该步骤可以定义材料在更广泛的背景下的独特作用和目的（eg.材料将使人们意识到他们的消费模式，材料将使人们欣赏由“废物”材料制成的产品）（Karanaetal.2015）[3]。在视觉材料的支持下，设计师可以将物质体验视觉传达为清晰简洁的陈述，并对后续设计产生影响。

在第三步中，Karanaetal.（2015）建议设计师从材料体验视觉中提取两个或更多的关键含义，并探索它们如何与产品形状或制造过程等形式化属性产生联系[3]。接着，设计师对结果进行评估并进行总结，最终形成材料/产品的形式属性与探索意义之间的关系。

在第四步中，设计师将基于第一步到第三步的所有主要发现进行设计验证和评估。在这个阶段，设计师可能会进一步修改材料，在预期的材料中创建一个有希望的原型。所选择的材料-产品概念随后可以在常规的设计过程中得到发展。为了确保最终产品概念仍然传达预期的含义和体验，在这一阶段应邀请目标用户参与产品体验，并以此为重要依据进行最后的评估，比较材料产品的概念与其与预期材料的匹配程度，产品可行性（成本和生产），以及他们的技术性能（材料是否能满足要求的功能），最终确认产品是否符合预期目标。

三、菌丝体材料的制备

菌丝体材料作为新型生物材料中的一种，具有可再生、可持续等多种特性，因此在实验室中将其进行培养以进行后续研究尤为重要。

基于过往研究，我们研究并设计了如图4所示的实验菌种培养和产品制作流程，选用以下材料和器皿尝试进行菌丝体材料的实验室培养：红芝母种、松山灵芝母种、俄勒冈灵芝母种、木蹄层孔菌母种、云芝栓孔菌母种、桦木腐朽菌母种、天然培养基（马铃薯、豆芽汁、玉米粉、麦麸、米糠、棉籽壳、木屑等）、合成培养基、灭菌锅、接种箱或接种室、培养室、菌种瓶、铝锅、石膏粉、碳酸钙、蔗糖、天平、水桶、大盆、防潮纸、绳子、塑料薄膜、木棒、接种铲、75%酒精消毒瓶、镊子、酒精灯、大口漏斗火柴、电炉。

在实验中我们发现，将不同基质与不同材料进行组合可以改变生长的真菌和基质组合物的品质和属性，并产生如图5所示的不同效果。此外，用于混合的材料可以选自二氧化硅，珍珠岩，甲基纤维素，甘油，琼脂糖，或通过亲水承载能力保持液体的任何其他材料以及增强强度或黏度。

在完成前期材料的评估与相关实验后，我们设计如图6所示的在培养基上接种母种的实验步骤，选择合适的基质并通过培养获得合适的菌丝体材料，将其用于产品设计。

当在合适的基质中的真菌菌丝体生长到合适的阶段后，将其置于模具中进行压模（在真菌菌丝体上施用至少2000PSI）。最后，将压模后的菌丝体放入烘箱进行烘干，使真菌菌丝体形成如图7所示的真菌模塑形状，并最终获得菌丝体材料。

四、使用菌丝体材料进行的旅游纪念品设计实践

（一）设计目的及创新点

当前，旅游经济逐渐成为国民经济的新增长点，相关市场状况火热[5]。旅游纪念品作为旅游消费一大热点，获得众多投资者的青睐，相关市场具有突出价值，也具有广阔的行业前景[6]。然而，旅游纪念品广阔的市场空间离不开其中设计与制造行业的努力，传统的设计方法通常侧重于草图和可视化，传统的制造方法也倾向于使用普通材料进行制造。这样的方式缺少新意，很难在产品种类繁多的市场中立足，因此旅游纪念品市场需要并且有必要有颠覆性的创新产品出现。

笔者认为，针对旅游纪念品的现状，需要从设计和制造方法、设计理念及使用方式三个维度进行创新，笔者也从这三个角度入手，运用材料驱动设计的方法进行设计实践。在实践中，团队引入“循环”、“优雅老化”以及“可持续”等具有创新性的设计理念，创新地将菌丝体用作旅游纪念品设计中，并兼顾产品的体验感，力求产品达到经济效益和社会效益的统一。

首先，在循环经济中，产品寿命作为一种设计思考被引入：我们如何与产品建立长期的关系，我们如何使用“优雅老化”的材料来创造产品，并使其以一种新的范式慢慢进入社会，影响着我们作为设计师的材料实践。新的材料实践可以帮助未来的设计师更好地意识到他们所做决定产生的后果，从而在设计过程中形成与材料相关的反思实践。笔者团队以菌丝体为材料进行创新设计。作为一种新型绿色材料，菌丝体在满足产品材料应用要求的基础上还具有多种优势，且经实验室证明其有方法有途径进行大规模制造，因此，将菌丝体材料应用于旅游纪念品制造是具有相当可行性并且具有创新性的。

其次，产品设计理念的创新肯定了设计在主观概念上的高度。在旅游纪念品设计实践中，我们创新产品设计理念，引入“循环”和“优雅老化”的设计概念，将产品寿命以一种全新的形式呈现。公司使用纯天然可降解的菌丝体材料进行产品设计，赋予产品由制造生成到降解消失的过程一种体面优雅的仪式感，带给消费者以共鸣。同时，菌丝体材料的来源是腐殖质垃圾，最终也以腐殖质垃圾的形式降解，属于可回收可循环材料，契合可持续发展的产品设计理念。过往的实践证明，创新的设计理念会带来新的消费需求和新的消费增长点，带动相关产品和材料的消费。

此外，我们还在设计和制造方法创新的基础上引入“可持续设计”的理念。作为设计师，我们必须了解和发挥我们在可持续发展世界中的关键作用。设计师的角色之一是通过产品或服务解决问题并提供创新的解决方案"。由于不负责任地消耗自然资源，我们正面临许多紧迫的生态问题，设计师在为这一问题提供解决方案的方面发挥着重要作用：设计师将用创新和可持续的产品取代过时的产品，这些产品可确保更低的资源消耗和更少的浪费。利用可持续设计理念，鼓励在设计过程的每个阶段做出决策，减少对环境和居住者健康的负面影响，同时保证产品质量一这是一种综合的整体方法，权衡可持续发展性与产品生产效率，对产品生命周期的所有阶都会段产生积极影响。

最后，笔者团队在进行设计时也兼顾产品体验感的创新。笔者认为较好的产品体验感可以为消费者带来独特的使用感受，并反作用于设计本身促进其不断迭代不断创新。菌丝体材料基于其本身在一定条件下可自然降解的特性，设计为产品后可以为消费者带来独特的使用体验，在使用过程中增加趣味性，增强费者与产品的互动，在一定程度上宣扬产品设计理念，力求将“循环”和“可持续”等理念宣传给消费者，实现产品的社会效益。

（二）设计实践

当前，笔者团队与浙江天目山国家级自然保护区取得双向合作，并以此材料进行旅游纪念品的设计和制造，相关设计包括菌丝体陶瓷器具包装、腐殖质拼图种子门票、“菌制”菌丝体种子包装等。值得注意的是，团队将天目山当地的地域性特征加入设计中，让游客更好地感受天目山景区的魅力，加深游客对当地的印象。这样的方式也可以更好地开拓市场8，达到经济效益与社会效益的统一。

同时，三项设计实践都使用了材料驱动的设计方法，将材料特性融入设计中，使设计实践产生的产品与市场中现有产品相比具有较大的区别，也更加凸显其市场竞争力。接下来将对三项设计实践进行具体阐述。

如图8所示，菌丝体陶瓷器具包装可以同时为陶瓷器具等易碎产品提供保护作用和装饰作用，是利用菌丝体材料实验最后选择的阔木木屑、棉籽壳以及混合物制作，最后通过烘干让产品最终成型。由于菌丝体材料的特殊性，产品秉承“循环”、“优雅老化”和“可持续设计”的理念，在一定条件下会慢慢地自然损坏以缩短使用周期，在一定程度上给予使用者不一样的产品体验的同时，体现了包装的趣味性，为设计材料环保可循环利用提供有利的保障。本产品可以让使用者同时参与到包装的拆解和包装材料的了解当中，让产品体验的整体性更完善。

腐殖质拼图种子门票是以天目山景区内的腐殖质垃圾为主要原料，将其转化为菌丝体材料后进行设计制作。在使用菌丝体材料制作单张门票的同时，对其本身进行预切割，并在其中嵌入小粒种子。这样的设计考虑了门票的完整生命周期，在门票完成核销功能后，可以如图9所示将门票上的拼图碎片进行立体拼接，拼出系列和天目山景区相关的动植物等立体拼图;制作完成后的立体拼图可以埋入泥土中，制作时嵌在其中的种子自然生长的同时菌丝体制成的门票也可以在泥土中自然分解。本产品既能减少普通门票制作时的纸张浪费，更加环保循环可持续，同时也赋予游客完整且富有趣味性的体验。该设计尤其吸引孩子们的关注，立体拼图的形式强调亲子互动，可以加强孩子的动手能力，为他们认知世界打开另一扇大门。

“菌制”菌丝体种子包装由菌丝体材料制成，基于材料可降解的特殊性，设计出如图10所示的，将包装和种子一起埋入泥土进行种植的使用方式，带给消费者更好的种植体验感。同时，在包装设计上加入天目山景区特有的文化元素，通过一系列视觉传达处理手法宣传当地文化，达到社会效益和经济效益的统一。

结语

菌丝体代表着一种不同于传统材料的新型材料发展方向，在材料驱动设计方法的引导下以其作为材料进行旅游纪念品设计具有相当的可行性和一定的前瞻性。所进行的实践在响应国家号召进行可持续发展的同时，兼具创新设计和文化设计，相较于传统纪念品更具吸引力和卖点。

此外，本研究抓住旅游纪念品市场，基于可持续发展的时代问题，设计可持续可循环的旅游纪念品，将环保、可持续等创新理念贯彻到底。更具特色更加创新的旅游纪念品在带来较高经济效益的同时兼顾社会责任感，将一种可持续可循环的理念传达给消费者，将“循环”和“优雅老化”的概念融入设计，具有更高的社会价值。

当前，菌丝体材料还未引入我国市场，而在国外，越来越多的设计博览会以及生物研究室正在研究包括菌丝体在内的生物体材料并设计制作相关产品，在一些相关材料研究企业官网新闻报道也可以了解到一些市场前沿报告。总的来说，菌丝体作为一个较为新型的材料其特性还在不断开发研究当中，市场前景较为广阔。

因此，本研究以菌丝体为材料进行的旅游纪念品设计拥有广阔的前景和较高的社会价值，可以为后续相关研究提供理论支持和指导，具有十分突出的意义。

基金项目：浙江理工大学科研启动基金（项目编号：18082124-Y）;浙江理工大学青年创新基金（项目编号：2020Q057）;浙江理工大学基本科研业务费专项资金资助（项目编号：2020Q093）。

参考文献

[1]邓义祥，雷坤，安立会，刘瑞志，王丽平，张嘉戌.我国塑料垃圾和微塑料污染源头控制对策[J].中国科学院院刊，2018，33（10）：1042-1051.

[2] Cecilia Cecchini. Bioplastics made from upeycled food waste. Prospects for their use in the fieldofdesign.2017， 20 （supl）：S1596-S1610.

[3] Karana， Elvin & Blauwhoff， Davine & Hultink， Erik-Jan & Camere， Serena. （2018） . When the material grows： Acase study ondesigning （with） mycelium-based materials.International Journal ofDesign.12.119-136.

[4] Cameres， KaranaE.Growing materials for productdesign[C]//EKSIG2017-International Conference on Experiential Knowledge and Emerging Materials.2017：100-115.

[5]章輝辉.旅游城市旅游市场监管存在问题及对策研究[D].南昌大学，2018：1-2.

[6]张晏童，于荀.基于SWOT矩阵分析的旅游纪念品线上平台开发[J].现代商业，2020（30）：33-34.

[7]曹南南.工业设计师的能力评价研究[D].武汉理工大学，2013：1-2.

[8]张涵秋，李锋.设计驱动下的非遗传承发展与乡村振兴——以龙泉青瓷为例[J].设计，2020，v.33（01）：109-111.

作者：郭和睿 包德福 王赛赛

材料创新产品设计论文 篇3：

浅谈产品设计中材料的选择

【摘 要】材料是产品设计的物质基础，任何产品设计都需要通过材料来实现。本文探讨了产品设计与材料的关系，分析了产品设计中材料选择的影响因素，总结了产品设计中材料选择的基本原则与方法，希望通过科学的材料选择来优化产品的设计。

【关键词】产品设计 材料 功能特性

产品设计是人类为了满足某种需求而进行的特有的造物活动。人们经过思考，利用线条、色彩、符号、文字等将解决需求的设想展现出来，通过某种载体，以美好的形式将其制造转化为现实产品[1]。这种能将思想转变为现实产品的载体就是材料。材料对人们来说并不陌生，人们所接触到的一切人工制品都是由材料制成。随着人类社会的发展，材料也不断地被人们开发、使用和完善。如今材料的种类已经达到40多万种，应用领域早已渗透到人们日常生活的方方面面，成为人类赖以生存和发展的重要物质。

材料是产品设计的物质基础，任何产品设计都要通过材料来实现，否则只能停留在概念阶段。产品设计与材料相互促进，一方面产品设计创新对材料提出了新的要求，激发人们对材料进行探索，促进材料发展；另一方面，材料的发展给产品设计提供更加广阔的创作空间，拓宽人类设计思路。历史证明，每一次材料创新或应用的进步，都会使产品设计领域产生一次翻天覆地的变革，催生新一代产品的诞生，实现人们一个又一个的梦想。然而，材料的发展为设计提供更为广阔的创作平台的同时也给设计提出了更高的要求。因此，设计者必须充分了解材料特性、加工工艺、环境、标准等相关因素，掌握选材的原则与方法，通过科学分析与思考，才能更好地为设计产品选取适合的材料。

1 产品设计中材料选择的影响因素

产品设计中影响材料选择的因素有很多，可以概括为功能因素、技术因素、经济因素、环境因素、政策与规定因素以及社会文化因素六大因素（如图所示）。

功能因素主要包括实用功能、审美功能和安全性能。其中实用功能是产品的基本功能，是设计中材料选取的主导因素。产品的功能不同，在性能上对材料的要求也就不同。另外，产品的审美功能主要是通过产品外观（形态、色彩、肌理）来实现，而材料正是构建产品形态、色彩、肌理的载体。同时，材料的选取还会受到产品生产和使用过程中安全性能方面要求的影响。

技术因素是指材料生产技术、加工工艺、表面处理等各种相关的技术因素。材料需要经过技术加工才能成为人们想要的产品。技术的可实现性将直接影响设计师对材料的选择。

经济因素关系着产品的制造成本和价格，而产品成本和价格又直接影响生产厂家和消费者的利益。所以为设计出具有竞争力的产品，设计师在选材时会对相应的经济因素进行分析和比较。

环境因素是设计师选材必须考虑的重要因素之一。材料的利用过程实际上是人们从自然环境中大量提取→制成产品使用→报废后再排回自然的过程。过程中的每个环节都与环境密切相关。另外，国家对一些产品的设计与制造是有相关政策与规定的，所以，材料的选择必须符合国家政策与规定的要求。社会文化是具有地域、民族或群体特征、并对社会群体施加广泛影响的各种文化现象和文化活动的总称[2]。虽然社会文化因素在材料的选择上不是一个决定性因素，但是它对由材料所制成的产品能否在社会中被接受也起着重要的作用。

2 产品设计中材料选择的基本原则与方法

（1）安全第一原则。产品最终是要被用户所使用的，所以选材要保障其在生产和使用过程中的安全性，确保人体健康和身体、财产安全免受伤害或损失。设计师首先要通过目标人群生理与心理特征分析，了解选材需要注意的安全因素。然后研究相关材料自身的基本性能，特别要注意一些特殊情况（低温、高温、潮湿等）中材料是否会有不利于安全的物质产生。例如，儿童是个特殊的弱势群体，他们身心发育均不成熟，缺乏自我安全保护意识，所以，在儿童产品设计中要尽量避免绚丽多彩的表面喷漆和重金属材料的使用，因为喷漆一般都含铅，重金属中可能含有砷、镉等，儿童长期接触容易中毒或患上疾病。

（2）实用与审美和谐统一。实现产品的实用功能是产品设计的价值所在，而满足人的心理审美需求也是优秀产品设计应该具备的。选材时要把握好实用性与审美性之间的关系，在保证实用功能的同时，合理运用材质自身的表面特征，即质地、色彩、光泽、机理等特点来营造产品的艺术美感，努力使产品的实用与审美达到和谐统一。不锈钢锅就是一个比较成功的案例，一方面不锈钢材质具有良好的导热性、耐热性和耐腐蚀性，能够很好地传递热能达到烹饪食物的目的，完成锅的实用功能。同时利用不锈钢的延展性制作出具有优美曲线的锅体，使锅的形态与人和环境更加亲和。不锈钢金属自身色彩和光泽凸显产品洁净感，金属拉丝处理后的表面肌理还可以增加锅的现代感和时尚性。

（3）优质、高效、低成本。设计师处在消费者与生产者之间，一方面要保证产品功能与质量，另一方面还要为企业考虑，控制成本获得效益。因此，设计师要全面了解并分析材料技术因素和相关企业情况，选取材料时要确保材料成型工艺、加工工艺、表面处理等技术因素与企业加工设备及生产技术相适应。另外在保证优质的前提下，尽量选择技术难度小，生产时间短的材料以降低成本。同时还要分析材料的经济因素，优先选用资源丰富、价格低廉、运输及回收处理费用低的材料。

（4）环保性原则。面对日益恶化的居住环境，保护环境已经成为每一个人应尽的义务。产品设计中材料选择方面可以从节约利用和减少污染两个方面进行。通过分析精简材料种类，避免多余材料的使用，方便产品生产和回收。用表面不加涂装的原材料直接制成产品也能达到便于回收利用的目的[3]。选择可降解可回收再利用的材料，既减少环境污染又节约了资源。

（5）遵守国家政策与规定。产品能否通过评审取得在社会上流通的资格取决于产品是否符合国家的政策与规定。这就要求设计师掌握所设计产品的相关政策与规定信息，以这些信息为标准进行材料选择。

（6）符合社会文化特征。人类长期受到当地社会文化的影响，对各种材料有着一定的习惯感受，如常用竹质家具的人给他木质或金属家具就会感到不适应。也正因如此，同一类产品在不同的环境、不同的区域、不同的时间、不同的民族中其材质的应用会存在一定的差异。产品设计选材前要对目标人群所处的社会环境进行调研，尽可能选取符合目标人群社会文化的材料，便于人们使用的同时也更容易被接受。

总之，在产品设计中材料的选择需要设计师对各个影响因素进行综合性分析，通过上述原则与方法进行选择，使材料能够“物尽其用”，使产品设计达到更加令人满意的效果。

参考文献

[1]搜狗百科.产品设计[EB/OL].http：//baike.sogou.com.

[2]互动百科.社会文化[EB/OL].http：//www.baike.com.

[3]郑建启，胡飞.解析工业设计中的选材因素[J].国外建材科技，2001（2）：73一75.

作者：冯霞?杜量