表面处理工艺介绍及在设计中的应用

1、目目 录录一、 引言二、 金属的表面处理三、 木材的表面处理四、 塑料的表面处理五、 结语由于不同产品对于其表面处理的效果和功能的要求不同，因此，材料表面处理所涉及的技术问题、工艺问题等也是十分广泛的，并与多种学科关。这里仅就金属、木材、塑料的表面处理工艺在设计中的应用进行粗略地探讨。 设计中，除了少数材料所固定的特征以外，大部分的材料都可以通过表面处理的方式来改变产品表面所需的色彩、光泽、肌理等需要。通过表面处理，可以直接提高产品的审美功能，从而增加产品的附加值。一、 引言金属表面处理的分类金属表面处理的分类 二、金属的表面处理从工业设计的特点出发，金属材料：强度高，加工性能较好，其加工表面

2、具有金属光泽，表面较平滑。A、切削和研削 效果：得到高精度的表面。B、研磨 效果：可以得到光面、镜面、梨皮面的效果。镜面抛光工艺的应用，使得普通的餐桌变得及其生动活泼。林德伯格公司为其一款造型简洁独特的眼镜框专门设计了这个眼镜盒。不锈钢材料要具有亚光的效果，可以通过研磨、喷砂和化学处理等工艺达到。在这款设计中，研磨工艺的应用，使得眼镜盒的设计更加朴素，简洁。整个设计的理念在材料、造型和功能之间达到完美的和谐。2.1 表面精加工处理表面精加工处理产品采用了表面蚀刻的工艺，使得餐具的表面具有斑驳、沧桑的肌理效果。丰富了设计的细节，使得勺子在满足人们使用的同时，也满足了大家的日益挑剔的视觉要求。C、

3、表面蚀刻 定义：使用化学酸进行腐蚀而使得金属表面得到的一种斑驳、沧桑装饰效果的加工工艺。原理：用耐药薄膜覆盖整个金属表面，然后用机械或者化学方法 除去需要凹下去部分的保护膜，使这部分金属裸露。接着 浸入药液中，使裸露的部分溶解而形成凹陷，获得纹样，最后用其他药液去除保护膜。2.1 表面精加工处理表面精加工处理定义：表面层改质处理是通过化学或者电化学的方法将金属表面转变成金属氧化物或者无机盐覆盖膜的过程。效果：改变金属表面的颜色、肌理及硬度，提高及金属表面的耐蚀性、耐磨性及着色性。设计师对产品采用的铝材料应用了阳极氧化工艺处理，使得水壶得到新鲜氧化膜，具有多孔状结构，使膜层具有极好的吸附性，对各

4、种染料表现出极强的吸附能力，因而再经过一定的工艺处理，就可染上鲜艳的色彩。阳极氧化工艺的应用，使得水壶本身不仅得到了保护，还得到了装饰，增加了产品的附加值。2.2 表面层改质处理表面层改质处理原理: 通过在工件表面覆盖一层皮膜，从而改变材料表面的物理化学性质，赋予材料的表面肌理、色彩等。A 表面被覆处理-镀层被覆定义： 利用各种工艺方法在金属材料的表面覆盖其他金属材料的薄膜，从而提高制品的耐蚀性、耐磨性，并调整产品表面的色泽、光洁度以及肌理特征，以提高制品档次。缺点：镀层色彩单调，对产品大小 形状有所限制。高雅的设计造型，表面装饰性的镀铬层，使得水龙头具有精致细腻如镜面一般的抛光效果。将造型和

5、材料表面效果完美的结合在一起，水流出来的时候，水龙头表面能倒映出水的姿态。 2.3 表面表面披覆披覆处理处理B 表面被覆处理-涂层被覆定义：在金属材料的表面覆盖以有机物为主体的涂料层的加工工艺，也被称为涂装。目的：保护作用；装饰作用；特殊作用-隔热、防辐射、杀菌等。优点：能赋予产品丰富的色彩和肌理。缺点：涂层会老化和磨损，容易被划伤导致保护膜破损，使底层金属锈蚀。2.3 表面表面披覆披覆处理处理C 搪瓷和景泰蓝原理：用玻璃材质覆盖金属表面，然后在800度左右进行烧制而成。效果：使金属材料表面坚硬，提高制品的耐蚀性、耐磨性。赋予产品表面宝石般的光泽和艳丽的色彩，具有极强的装饰性。缺点：脆性高，不

6、耐冲击，在急冷急热或变形冲击下，容易脱落。中国古代习惯将附着在陶或瓷胎表面的称“釉”；附着在建筑瓦件上的称“琉璃”；而附着在金属表面上的则称为“珐琅”。 2.3 表面表面披覆披覆处理处理金属材料是现代工业的支柱，金属材料的工艺性能优异，能够按照设计师的构思实现产品的多种造型。广泛应用于工业产品造型设计中，是设计师快速实现设计构思的重要途径。随着科学技术的发展，肯定会有越来越多的处理工艺被发明出来。这些都会对产品设计的发展做出重要影响。 金属金属-小结小结木材表面处理分类木材表面处理分类 木材是传统的设计材料，由于它是一种天然的材料，所以也是最富有人情味的材料。木材天然的纹理和色泽具有很高的美学

7、价值，但它也有一些不可避免的缺点，比如节疤、裂纹、易弄污等，也影响了木材的使用效果。所以，为了达到好的效果，需要对木材进行表面处理来达到满意的设计效果。三、木材的表面处理a.砂磨效果：去除在木加工过程中由于锯、削、刨时将木纤维切割断裂而残留在木材表面上的木刺，使木材表面更平滑。b.脱色效果：使木材表面的色泽获得基本的统一。c.填孔效果：使木料表面平整。d.染色效果：使木质表面纹理优美、颜色均匀。3.1 表面表面基础加工基础加工处理处理这辆捷豹汽车的内饰采用了胡桃木这种能够体现奢华的木料。经过精细抛光处理的内饰板显得格外光滑，非常漂亮，很好地诠释了捷豹品牌的豪华与品质。 a.涂饰效果：涂饰的功效

8、就是使涂料的潜在功能转变成为实际的功能，使工业产品能得到预期的保护和装饰效果，以及某些特殊的效能。b.覆贴效果：增加外观装饰效果，满足消费者的使用要求和审美要求常用的覆贴材料：PVC膜、人造革、木纹纸、薄木等3.2 表面表面披覆披覆处理处理c.化学镀效果：不仅能够使木材具备电磁屏蔽性能，而且由于铜和金的镀膜色泽，能够显示木制品华丽的装饰性，增加木制品的附加值。伦敦尼斯顿的斯里-斯瓦米纳雷扬寺庙的镀金木头。该木头采用了电镀技术，可以提升表面装饰效果，增强防腐性能，增强导电性，保护材料，避免电磁以及无线电频率辐射。通过这种手段，产品的价值通常是成倍增长。木材木材-小结小结木材有着良好的加工性能，易

9、于造型，同时它又有着美丽的纹理色彩和清新的香气，在人性化设计、情感化设计日益受到人们重视的今天，木材的这些特点得到了充分的发挥，应用的范围扩展到了高科技产品的领域。随着人们对自然的回归和向往，使得对木材的需求不断增加，而且随之肯定会有更为先进的表面处理工艺出现，使得这一天然材料得到更深入的挖掘，在产品设计上有更出色的表现。 花纹灯 Sekwa，光从质感十足的木纹材质中透出，非常富有韵味。与其它材料相比，塑料容易成形、强度高、质量轻、性能稳定、有多种表现形式、适合批量生产，因此备受设计师青睐。一般来说，塑料的着色和表面肌理装饰，在塑料成型时可以完成，但是为了增加产品的寿命，提高其美观度，一般都会

10、对表面进行二次加工，进行各种装饰处理。四、塑料的表面处理塑料表面处理分类塑料表面处理分类 咬花与抛光是常见的表面处理技术，也经常用在其它材料如金属、玻璃等的加工。常见的咬花纹路主要区分为梨地花纹(Satin Pattern)，皮革纹，几何图样，模拟金属发丝或是碳纤维纹理的咬花等几种形式。搭配上喷漆或是其他表面处理制程，咬花所能呈现的效果与质感超乎过去的想像。仿碳纤维咬花纹路 以简单几何构成的咬花面内装饰板的咬花: 发丝咬花与皮革纹路的搭配4.1 表面表面机械加工机械加工处理处理以渐变的六边形图案构成的咬花面，在高亮抛光面上对比强烈，丰富了原本单调的平面，提升了产品的视觉与触觉等感性特质。4.1

11、 表面表面机械加工机械加工处理处理模拟金属发丝的咬花效果，提高了产品的档次，而成本却又比真正的金属拉丝降低了许多。4.1 表面表面机械加工机械加工处理处理a.热喷涂效果：使基件耐蚀、耐磨、耐高温b.电镀效果：可以改变固体材料的外观，改变表面特性，使材料耐腐蚀、耐磨，具有装饰性和电、磁、光学性能。种类：单金属电镀、合金电镀、复合镀、非晶态合金电镀、电刷镀4.2 表面表面镀覆镀覆处理处理这款LG的MP3，经过了电镀工艺的处理，使得表面看起来更为接近金属的效果。这样做不仅节约了成本，而且提高了产品的附加值。 c.离子镀(PVD，是英文Physical Vapour Deposition（物理气相沉积

12、）的缩写，也称真空离子电镀，它是一种环保型表面处理法。)定义：是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质离子化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时，把蒸发物或其他反应物蒸镀到基件上。效果：可以延长基件的使用寿命、 赋予被镀材料光泽和色彩。4.2 表面表面镀覆镀覆处理处理a. 涂饰 (喷漆）效果：着色、获得不同的肌理、防止塑料老化、耐腐蚀。b. 印刷效果：改善塑料件的外观装饰方法：平面丝印（用于片材和平面体）、间接丝印（异型制品）、曲面丝印（用于可展开成平面的弧面体）。c.贴膜法 (IMD)定义：是将印有花纹和图案的塑料薄膜紧贴在模具上，在加工塑料件时，靠其熔融的原料的热量将薄膜融合在

13、产品上的方法。效果：装饰产品外观、传达产品信息4.2 表面表面装饰装饰处理处理IMD 中文名称：模内装饰技术 英文名称： In-Mold DecorationIMD是目前国际风行的表面装饰技术,表面硬化透明薄膜,中间印刷图案层，背面注塑层，油墨中间,可使产品防止表面被刮花和耐摩擦，并可长期保持颜色的鲜明不易退色。IML：IN MOLDING LABEL：即模内贴标，例如：化妆品盒子等IMF：IN MOLDING FILM:适合高拉伸产品，3D 产品IMR：IN MOLDING ROLLER:产品表面薄膜去掉，只留下油墨在产品表面。)IMD4.2 表面表面装饰装饰处理处理4.2 表面表面装饰装饰

14、处理处理原来只能在画上的图案通过制程做到产品上，通过人的触觉感受，达到追求快乐，高贵的感觉的目的。尊贵的深棕色与黑色的完美结合，无尽的中性魅力使人为之倾倒，通过IML制程使本本不再单调，图案的华丽亮相，犹如置身欧洲富丽堂皇的宫殿之中。d.热烫印法原理: 将数位图案透过印表机以特制转印墨水印在转印专用纸上，再以专用转印机，高温高压地将图案精准的转印到商品表面，完成商品印制。 效果：同贴膜法相似，可以美化产品外观、传达产品信息4.2 表面表面装饰装饰处理处理热转技术的优越性：图片精美，用普通烫印机、热转机即可完成。 各色图案一次成型，无需套色。 操作简单，印工精致，生产成本低。产品损耗小，附加值高

15、，工艺装饰性强。高遮盖力，附着力强。符合绿色环保印刷标准，无环境污染。 e. 水转印法水转印技术是利用水压将带彩色图案的转印纸/塑料膜进行高分子水解的一种印刷。4.2 表面表面装饰装饰处理处理PVA空白胶膜胶膜纹路印刷工件转印披覆转印后工件水洗工件喷涂保护漆喷涂之保护漆干燥水转印工艺流程水转印工艺流程水转印花纸水转印4.2 表面表面装饰装饰处理处理由于水披覆薄膜张力极佳,很容易缠绕于产品表面形成图文层,而披覆在任何形状之工件上,为生产商解决立体产品印刷的问题。水转印以特殊化学处理的薄膜，经印上所需的色彩纹路后，平送于水的表面，利用水压的作用，将色彩纹路图案均匀地转印于产品表面， 时披覆膜则自动

16、溶解于水，经清洗及烘干后，再上一层透明的保护涂层，这时产品已呈现出一种截然不同的视觉效果。 塑料虽然是廉价的人造物，但是它所带来的价值一点都不廉价。经过不同的表面处理，它能体现出丰富多彩的变化，能够模仿其它材质，从而减少不必要的浪费，为产品带来更高的附加值。科技是在不断进步的，关于塑料表面处理的技术在不断地发展。同时设计是无止境的，富于创意的设计师会利用不断更新的技术，把塑料的特性发挥地更加淋漓尽致。 塑料塑料-小结小结生活是向前发展的，美也是向前发展的，美的观念也是向前发展的。五、结语从工业革命前的“为装饰而装饰”，到工业革命初期的“为装饰而设计”，再到十九世纪末艺术与手工艺运动所倡导的“为设计而装饰”，最后发展到今天的“为设计个性而装饰”，产品装饰形式上的“繁与简”经历着历史的轮回。 当今设计界共同追求的理想设计理念是以人为本，而以人为本所应该做到的就是最大程度的满足人类不同个体的需求。如何在工业产品标准化的前提下突出个性差异这是值得每一个设计者思考和探索的事情。一些可变性装饰元素的应用已经得到了很好的效果，例如在产品的外观材质上模仿自然形成的木纹纹理、无意识性的机理变化等都是很好的尝试。今天的人们在生活中所接触到的各种各样的思想意