在當前的環境意識抬頭的時代,產品設計不僅僅是關於美學和功能,更是關於可持續性。對於許多設計師來說,選擇材料的過程成為了他們設計哲學的一部分。設計師需要在材料性能、成本和環境影響之間找到平衡,這需要對材料的特性有透徹的了解。
當前的設計趨勢要求材料選擇充分考慮生態影響、可回收性和生命周期分析等因素。
物料選擇的關鍵在於了解其特性,例如強度、耐久性、靈活性、重量及熱、腐蝕的抵抗力,還有機械加工和電導率等因素。在過去,可能僅僅關注成本的最小化和性能目標的達成,但現今設計的生態意識促使設計師須從更廣泛的角度考量材料的選擇。
選擇最適合的材料開始於候選材料的特性和成本分析。系統性的選擇不僅涉及基本的性能指數,還包括對材料屬性的多維度評價。例如,一個理想的熱絕緣材料需要具有低熱導率,以減少熱傳導。
Ashby圖是一個基於散點圖的工具,通常用於展示多種材料或材料類別的性質。通過在圖上標記每種材料的特性,設計師可以直觀地比較材料性能的比率,從而選擇出最佳材料。例如,在一個顯示剛度與密度的Ashby圖中,設計師能夠一目瞭然地找到剛度最高或密度最低的材料。
Ashby圖的應用能夠幫助設計師更有效地選擇材料,從而提高設計的性能。
隨著技術的發展和環境問題的加劇,對於高性能、輕量化材料的需求日益增長。材料的成本在選擇中扮演著至關重要的角色,尤其是在航空航天和汽車製造等行業,材料的每千克成本可能會影響整體設計的可行性。
在選擇材料時,還需要考慮到「每單位功能的成本」這個重要概念。設計師需要選擇那些在技術和價格屬性上達到最佳組合的材料。這意味著,優化材料的性能和成本之間的關係可能是一個漫長而艱辛的過程。
設計師必須在材料性能與成本之間找到一個可持續的平衡點,這不僅關乎產品的成功,更關乎環境的未來。
隨著越來越多的企業致力於可持續發展,設計師面臨的挑戰將不僅僅是找到合適的材料,而是如何在滿足多樣化需求的同時,減少對環境的影響。可以預見,未來十年,材料科學將會在產品設計與可持續性方面發揮越來越重要的作用。
這樣的變化促使設計師重新思考他們所選擇的材料,而不僅僅是集中於這些材料的技術特性和成本。
在設計出更具可持續性的產品時,材料選擇究竟能針對哪些方面進行創新與改進以適應不斷變化的市場需求?