產品設計與材料關係**——以水杯為例
材料是設計的物質基礎和載體，任何設計必須建立在可選用材料的基礎上。基本功能相同的產品，由於採用了不同的材料和加工工藝，就可以帶來巨大的形態變化，隨後帶來的是使用和功能的變化。下面將以水杯為例，介紹在設計中材料的運用所帶來的設計的變化。
設計材料的選擇隨著科技的進步越來越廣泛，從石頭，陶，木材，青銅，鐵器，然後再到近代材料科技巨大的進步，出現許多新生的材料，如塑料，不鏽鋼，玻璃等。現代設計的材料運用在水杯這個行業已經完全集中在後來的這幾種材料上，像青銅材料只在當時科技比較落後的情況下，只為少數人而設計，體現地位的尊卑。現代設計面對的物件是全體大眾，所以選擇的材料必須不能十分昂貴，大多數人能夠消費得起。
1.陶瓷水杯
陶瓷的應用源遠流長，在古代的茶具中占有主要的地位，現在陶瓷的應用雖不如古代那麼流行，但是由於陶瓷的特殊效能，往往加入新的材料，使陶瓷具有某些特殊的效能成為新型陶瓷。陶瓷的熔點很高，大多在2000攝氏度以上，因此具有很高的耐熱性能。陶瓷的線脹係數小，導熱性和抗熱震性都較差，受熱衝擊時容易破裂。
但是在水杯的應用時陶瓷對於100攝氏度左右的熱衝擊還是不在話下的，導熱性較差，使得盛著熱水的陶瓷水杯不是很燙。陶瓷的**不是很貴，因此大多數人都能消費，在水杯設計中應用廣泛，現在往往用陶瓷做一些有特殊趣味的水杯，陶瓷這種材料經常被一些著名的設計師採用。陶瓷用作水杯的缺點就是容易摔碎，但這並不能影響陶瓷在水杯中的應用。
因為陶瓷的加工特性是陶瓷水杯絕大多數都是敞口外形，附加造型很少。
上圖中的陶瓷水杯，網上售價僅為十元，開口比底部略大，心形的設計十分簡潔，附加的造型僅為把手，符合大多數陶瓷水杯的造型式樣。
2.塑料水杯
塑料水杯佔據了水杯市場的大部分份額，特別是在經常攜帶的水杯使用場合，如現在學生上課時帶水所用的水杯95%為塑料水杯，5%為不鏽鋼水杯，原因在於塑料水杯質量小，容易密封不漏水，一般的**處於水杯**的最底端。塑料之所以應用廣泛是因為相對其他材料而言，塑料易成型、成本低，水杯的形狀可以不受其形態和線性的限制，基本上都可以在注射機上一次成型，且批量生產數量一次性產量高，單件產品成本很低；有一定的強度，足以滿足盛水的需要；透明性好、著色性強，因此水杯的顏色可以千變萬化以供選擇；耐磨性高，水杯不易變花；透光保溫；耐熱性較差，對於100攝氏度左右的溫度沒有問題；部分塑料在熱水作用下產生有毒物質。採用塑料進行水杯設計，水杯的造型幾乎能夠隨心所欲，能夠給設計師提供充分的想象任意發揮。
上圖的兩個水杯採用的是雙層印花，材質為ps塑料，雙層結構，不易損壞， 重90g，高13.5cm，滿水容量0.4l。
3.玻璃水杯
玻璃的透明性往往給人以乾淨的感覺，因此玻璃水杯與陶瓷水杯經常作為家居物品使用。玻璃材料在水杯設計時的優點有透光性好，有種高雅的感覺，整體著色，顏色變化奇特；硬度高，比一般金屬都硬；化學穩定性極高，是所有材料中最穩定的材料；導熱性差，只有鋼的1/400。玻璃材料在水杯設計時的缺點是熱穩定性極差，溫度急變時玻璃內部產生的內應力很容易超過了玻璃的強度在急冷急熱情況下很容易炸裂，造成危險。
在水杯的製造中最常採用的成型工藝是吹制法和壓制法。
4.不鏽鋼杯
不鏽鋼（stainless steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、鹼、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼，又稱不鏽耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不鏽鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。一般說來，含硌量大於12%的鋼就具有了不鏽鋼的特點不鏽鋼按熱處理後的顯微組織又可分為五大類：
即鐵素體不鏽鋼、馬氏體不鏽鋼、奧氏體不鏽鋼、奧氏體-鐵素體不鏽鋼及沉澱碳化不鏽鋼文字。
由於鋼的導熱性能極好，所以以上兩個杯子都是，雙層不鏽鋼真空構造。不鏽鋼的延展性能又很好，做成雙層不鏽鋼工藝仍然不是很複雜。附加把手等多用其他材料如塑料等進行設計，因為在大批量生產時，不規則的把手等形狀不容易成形，而塑料等則很容易進行變形加工。
所以在設計將不同材料結合起來使用能將各自的優點充分發揮出來，並且不會使成本太高。以上兩個杯子的杯蓋設計也是將不鏽鋼和橡膠塑料結合起來，是因為不鏽鋼不容易做到密封效果，而相對不鏽鋼橡膠塑料比較容易，同時，杯蓋的設計既可以做杯蓋，又可以做杯子來使用。
不鏽鋼杯子的使用場合多為外出旅遊時，因其的重量問題使得它在平時生活中不常使用。
5.木杯
木質杯子的材料大多是竹子，而且經常是直接利用。因為竹子的特點恰好和杯子的特徵相似，中空外直，有節（有底），正可以直接就用來做杯子使用。如上圖所示，這兩個杯子的設計均是取了竹子的一節，進行打磨，口部設計成橢圓形狀，更富有動態變化。
把手的設計也是直接從竹子上取成條狀直接熱彎嵌入杯子之中。木質材料的使用往往使人覺著更貼近自然，在設計時幾乎不採用任何裝飾，充分表現木材自然質感特徵。
6.紙杯
把用化學木漿製成的原紙（白紙板）進行機械加工、粘合所做得的一種紙容器，外觀呈口杯形。供冷凍食品使用的紙杯塗蠟，可盛裝冰淇淋、果醬和黃油等。供熱飲使用的紙杯塗塑料，耐90℃ 以上溫度，甚至可盛開水。
紙杯分為單面pe淋膜紙杯和雙面pe淋膜紙杯：單面pe淋膜紙杯用單面pe淋膜紙張生產， (國內常見的市場紙杯,廣告紙杯大多數都是單面pe淋膜紙杯),其表現形式為: 紙杯裝水的那一面有光滑的pe淋膜；雙面pe淋膜紙杯用雙面pe淋膜紙張生產，表現形式為紙杯內面和外面都有pe淋膜。
紙杯的特點是安全衛生、十分輕巧方便。最常見的適用場合使公共場所、飯店、餐廳，絕大多數作為一次性用品。
上圖紙杯的設計加入所用場所的標識，因為容易在紙質的表面進行圖案噴塗。巧妙地把手設計，使杯子更容易被端起來，避免經常發生的捏癟燙傷。杯壁也是採用的雙層紙質設計，提高隔熱效果。
由上面六個例子可以看出，材料的選擇要根據設計的需要而來，材料的選用決定產品的大多數效能，設計時要考慮選用材料的效能來滿足產品的設計需要。
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