從產——銷結合起來的觀點來看,家具設計必需是造型——功能——結構三者的平衡。
然而這三者之間經常會起沖突,有時為了遷就造型而犧牲了功能或結構。
當然,有經驗的家具設計師還必需考慮:
——節約材料:零件的大小恰到好處,既符合造型的要求,又達到結構的要求,同時又在適當的地方用上適當的材料。
——保修:綠色經濟要求家具要經久耐用,設計時要考慮“脆弱“部分將來容易保修或更改零件。
——技術、設備條件:設計師要清楚地了解工廠的技術條件,也要考慮工廠的設備條件,不要為了某個設計而去買新設備,但這也得看產量,計算值不值得,也可以考慮外包,但設計師必需心里有數。
載荷
回來談結構設計,結構設計首先必需先討論載荷,什么叫載荷,就是對外力的承受力,一件家具的載荷到底要多大多小呢?非常難確定,設計師不但要知道家具將如何被使用,還必需判斷它將如何被不合理地使用,同時也必需考慮它被使用的頻繁程度,以及所施以的外力是靜態還是動態的。
載荷設計還必須考慮家具在搬遷,運輸過程中所受到的外力。
綜合上述,我們有了一個初步的載荷數據,下來就先設計一個實驗性的結構。
但載荷的數據一般是很難準確地獲得的,因此還需要直覺、經驗和判斷。
同時,由于所使用的材料不一樣,強度也不一樣,因此必須了解所使用的木材的抗彎強度、抗壓強度等等材性。
將實驗性的結構進行測試,并且進行力學分析,測出在外部載荷的作用下,家具結構所產生的內力的大小與分布,用這個方法來確定零件尺寸的大小,當然這只是理想的數學模型,實際上現實的情況可能更為復雜,因此經常需要依靠經驗來判斷,并且進行反復的測試,甚至重新設計“實驗性”的結構,一直到零部件沒有超負荷為止。
當然零部件大小的設計,也必需考慮審美及成本等因素。
接合
在確定了零件的尺寸之后,才能進行連接設計,當然連接不單單是卯榫,也有各種各樣的連接,比如指接等,一般而言,這些接合點經常是家具最薄弱的部分。
過去 也有人對“接合”做過研究,但大都停留在定性的研究的層面上,只能以“更好”或“強度更大”等形容詞,定量的參數不多,因此可供應用的參數不多。
近年來,對家具的框架和箱體的分析,已經取得了很大的成就,在“接合”方面的研究也頗有成果。
這些定量的成果,對我們進行結構設計提供了很好的基礎,已經可以讓我們以性能測試來檢驗結構設計了。
雖然,這些理想化的數字模型,未必符合現實的情況,但卻與現實相差不遠,一般的情況下是足以適用的。
結構設計與制造
然而,大多數的論文、教科書,在討論結構設計時,都只討論:
——載荷;
——接合的力學分析;
——零件的尺寸與材質。
很少延伸到:結構設計與工業生產制造之間的關系的。
結構設計其實對后續的工業生產制造的影響非常大,它直接影響:
——生產速度(生產效率);
——生產過程的難易與對設備的需求;
——對制造工藝、技術及工人手工技藝水平的要求;
——對產品最終質量的影響。
說的過分一點,結構設計可以牽動整個生產線。
因此,我們上面對家具設計的那個三角關系,應該改為四角關系。
家具設計不僅是一門藝術,而且是一門科學,今天我們的家具設計師,嚴格說只是“半個設計師”,四角中只能勝任一兩個角。
案例:
我舉一個案例,來說明結構設計對制造的影響。
下面的這個櫥柜的結構設計,是50-60年代英國人設計的,充分體現了當時當地的工業水平、勞動成本以及手工技藝等方面。