設(shè)計學(xué)方法與實踐--產(chǎn)品CMF設(shè)計（武月琴）

本書系統(tǒng)討論了CMF設(shè)計與產(chǎn)品創(chuàng)新的重要關(guān)聯(lián)、產(chǎn)品CMF設(shè)計的具體流程以及相關(guān)設(shè)計策略和方法，闡述了CMF設(shè)計的知識框架，重點介紹了常用材料、加工工藝，以及與設(shè)計的關(guān)聯(lián)。從產(chǎn)品色彩、材料、工藝和圖紋四大要素出發(fā)，以案例分析的方式詳細(xì)介紹了產(chǎn)品CMF設(shè)計的創(chuàng)新應(yīng)用。最后簡要討論了在中國制造崛起與轉(zhuǎn)型的過程中，設(shè)計領(lǐng)域可能面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
本書適合高等院校藝術(shù)設(shè)計類專業(yè)的師生作為教材，從事產(chǎn)品設(shè)計和CMF設(shè)計的職業(yè)設(shè)計師和管理者也可參考。

武月琴
博士 教授 碩士研究生導(dǎo)師
山西平遙人，現(xiàn)任西華大學(xué)美術(shù)與設(shè)計學(xué)院工業(yè)設(shè)計（教育部"雙萬計劃"國家級一流本科專業(yè)）系主任，四川省海外高層次留學(xué)人才，國家公派美國伊利諾伊理工大學(xué)訪問學(xué)者
研究方向：產(chǎn)品創(chuàng)新系統(tǒng)、設(shè)計產(chǎn)業(yè)、設(shè)計史及理論

王賽蘭
博士 副教授 碩士研究生導(dǎo)師
湖北武漢人，現(xiàn)任西南民族大學(xué)產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)教師
研究方向：產(chǎn)品設(shè)計、文化遺產(chǎn)與旅游開發(fā)

許曉燕
博士 碩士研究生導(dǎo)師
河南鄭州人，現(xiàn)任江漢大學(xué)產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)教師
研究方向：智能產(chǎn)品與服務(wù)設(shè)計、交互設(shè)計

在當(dāng)今迅速發(fā)展的消費市場中，產(chǎn)品的設(shè)計已經(jīng)不僅僅是外觀的美化，更多的是通過精準(zhǔn)的材料選擇、細(xì)致的工藝處理和創(chuàng)新的設(shè)計理念來提升產(chǎn)品的整體價值。CMF（color material finishing）設(shè)計作為產(chǎn)品設(shè)計中至關(guān)重要的一環(huán)，已經(jīng)成為連接產(chǎn)品與消費者、增強(qiáng)品牌識別度和市場競爭力的關(guān)鍵因素。本書的內(nèi)容覆蓋了從CMF設(shè)計的基礎(chǔ)理論到實踐操作，再到行業(yè)前沿趨勢與案例分析，展示了CMF設(shè)計在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用及其對產(chǎn)品創(chuàng)新的推動作用。
本書開篇（第1章）系統(tǒng)介紹了CMF設(shè)計的基本概念和作用。通過對CMF設(shè)計師職責(zé)的闡述，讀者可以深入了解這一職業(yè)角色在產(chǎn)品開發(fā)中的核心地位。
考慮到設(shè)計專業(yè)的教學(xué)特點與本書的教材屬性，學(xué)生在設(shè)計構(gòu)成等基礎(chǔ)課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)并掌握了相對完整的色彩知識，所以本書略過了色彩部分，主要討論材料與工藝。
在材料篇（第2～6章）中，深入探討了多種材料的性質(zhì)和應(yīng)用，包括金屬材料、塑料、有機(jī)材料、無機(jī)非金屬材料以及其他現(xiàn)代新型材料。通過對這些材料的分類與分析，讀者能夠全面了解不同材料的特性、加工工藝及其在CMF設(shè)計中的實際應(yīng)用，進(jìn)一步理解如何通過材料選擇提升產(chǎn)品的功能性和美學(xué)價值。
結(jié)構(gòu)與工藝篇（第7～8章）以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)模具的基本知識作為鋪墊，通過不同材料的部件與生產(chǎn)模具案例，展示了結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝的緊密關(guān)系，進(jìn)而深入剖析了多種表面工藝，描述了這些工藝如何影響產(chǎn)品的外觀與質(zhì)感，以及如何通過表面處理增強(qiáng)產(chǎn)品的市場吸引力。
本書安排了兩章篇幅的案例篇（第9～10章），通過不同領(lǐng)域的案例分析，展現(xiàn)了CMF設(shè)計在實際產(chǎn)品中的應(yīng)用效果。通過相近產(chǎn)品案例的比較，分析了材料的選擇、工藝的創(chuàng)新及其如何滿足不同消費者的需求，展示了如何通過CMF設(shè)計提升技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)感與用戶體驗。
第11章則為設(shè)計師提供了一個系統(tǒng)化的設(shè)計思路。通過分析不同階段的設(shè)計策略與方法，設(shè)計師可以在實踐中有效地提升CMF設(shè)計的執(zhí)行力與創(chuàng)新性。
第12章從全球化的視角探討了中國制造業(yè)在CMF設(shè)計領(lǐng)域的崛起以及面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。隨著“中國制造2025”與“工業(yè)4.0”的推進(jìn)，中國制造業(yè)正從“制造大國”向“設(shè)計大國”轉(zhuǎn)型。結(jié)合案例分析，展示了中國在一些關(guān)鍵行業(yè)中如何通過創(chuàng)新的設(shè)計理念與高效的生產(chǎn)工藝，成功提升了產(chǎn)品的市場競爭力，進(jìn)一步推動了中國品牌的全球影響力。
綜上，本書以CMF設(shè)計為核心，為設(shè)計師、工程師及學(xué)生提供了豐富的知識與實踐指導(dǎo)。它不僅是CMF設(shè)計的專業(yè)教材，也是探討產(chǎn)品創(chuàng)新與設(shè)計趨勢的重要參考書。本書為國家級一流本科專業(yè)（產(chǎn)品設(shè)計）建設(shè)點的建設(shè)成果教材之一，在西華大學(xué)教務(wù)處、西華大學(xué)美術(shù)與設(shè)計學(xué)院的支持下完成，作為產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)“造型材料與色彩工藝”課程的配套教材，同時該課程在超星學(xué)習(xí)通上線了教學(xué)視頻，并在智慧樹平臺有課程知識圖譜。
最后，感謝西南民族大學(xué)王賽蘭副教授，負(fù)責(zé)編寫了本書的第4章、第6章、第12章；江漢大學(xué)許曉燕博士負(fù)責(zé)編寫了本書的第2章、第3章，筆者與萬青藍(lán)、武雨飛、楊啟航等研究生，負(fù)責(zé)編寫了其余章節(jié)并為全書統(tǒng)稿。感謝鄒凌女士為本書編寫提供豐富的行業(yè)知識與前沿資料。感謝敬業(yè)的同事們，祁娜副教授、陸寧副教授、趙倩老師、左怡老師，同時感謝本書的編輯，因為有你們的細(xì)致認(rèn)真和支持幫助，才有本書的付梓出版。
由于編者水平有限，書中難免存在紕漏與不當(dāng)之處，敬請讀者和同行們批評指正。

武月琴
2024年12月

第1章 CMF設(shè)計與產(chǎn)品創(chuàng)新
1.1 CMF設(shè)計003
1.2 CMF設(shè)計的作用003
1.2.1 CMF設(shè)計對消費者的作用003
1.2.2 CMF設(shè)計對品牌商的作用004
1.2.3 CMF設(shè)計對生產(chǎn)商的作用004
1.2.4 CMF設(shè)計對供應(yīng)商的作用004
1.3 CMF設(shè)計師005
1.4 代表性行業(yè)的CMF設(shè)計師要求006
1.4.1 CMF設(shè)計師崗位要求（案例一）007
1.4.2 CMF設(shè)計師崗位要求（案例二）007
1.4.3 CMF設(shè)計師崗位要求（案例三）008
1.5 產(chǎn)品創(chuàng)新008

第2章 金屬材料
2.1 金屬材料的分類015
2.2 黑色金屬015
2.2.1 純鐵015
2.2.2 鑄鐵016
2.2.3 鋼017
2.3 有色金屬024
2.3.1 金屬鋁和鋁合金024
2.3.2 銅和銅的合金027
2.3.3 鎂和鎂合金029
2.3.4 鋅和鋅合金030
2.3.5 錫和錫合金031
2.3.6 鈦和鈦合金033
思考與研究課題034

第3章 塑料
3.1 塑料的定義及分類037
3.1.1 塑料的定義037
3.1.2 塑料的分類037
3.2 熱塑性塑料038
3.2.1 ABS——工程塑料038
3.2.2 ASA——工程塑料039
3.2.3 CA——工程塑料040
3.2.4 EVA——工程塑料040
3.2.5 Lonomer Resins——工程塑料041
3.2.6 PA——工程塑料041
3.2.7 PC——工程塑料042
3.2.8 PS——工程塑料043
3.2.9 SMMA——工程塑料044
3.2.10 PMMA——通用塑料044
3.2.11 PP——通用塑料045
3.2.12 PVC——通用塑料046
3.2.13 PE——通用塑料046
3.2.14 PET——通用塑料047
3.2.15 硅膠——工程塑料048
3.3 熱固性塑料049
3.3.1 PF——工程塑料049
3.3.2 UF——工程塑料049
3.3.3 MF——工程塑料050

第4章 木竹藤紙皮等有機(jī)材料
4.1 木材054
4.1.1 人類使用木材的歷程054
4.1.2 樹木與木材055
4.1.3 木材的基本特性056
4.1.4 設(shè)計中常用的實木種類057
4.1.5 設(shè)計中常用的人造板材060
4.2 木材的加工工藝062
4.2.1 配料062
4.2.2 構(gòu)件加工062
4.2.3 裝配063
4.2.4 涂飾064
4.3 榫卯結(jié)構(gòu)與創(chuàng)意設(shè)計案例064
4.3.1 改變榫卯形態(tài)的設(shè)計案例065
4.3.2 改變榫卯顏色的設(shè)計案例066
4.3.3 改變榫卯形態(tài)與顏色的設(shè)計案例066
4.4 竹材067
4.4.1 竹的結(jié)構(gòu)067
4.4.2 竹材不同的形態(tài)068
4.5 藤、紙、皮等有機(jī)材料070
4.5.1 藤070
4.5.2 紙070
4.5.3 皮071

第5章 陶砂瓷玻璃等無機(jī)非金屬材料
5.1 陶炻砂瓷075
5.1.1 人類使用陶瓷的歷史075
5.1.2 陶瓷的組成與分類076
5.1.3 陶瓷的基本特性078
5.1.4 陶瓷的成型工藝079
5.2 玻璃085
5.2.1 玻璃發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀086
5.2.2 玻璃的組成與分類087
5.2.3 玻璃的基本特性088
5.2.4 玻璃的成型工藝089
5.2.5 玻璃的二次加工092
5.2.6 案例分析097
5.3 其他無機(jī)非金屬材料097
5.3.1 石膏097
5.3.2 晶體097
課內(nèi)討論題098

第6章 其他材料
6.1 纖維增強(qiáng)（FRP）復(fù)合材料101
6.1.1 纖維增強(qiáng)（FRP）復(fù)合材料的特性101
6.1.2 玻璃纖維（GF）增強(qiáng)材料102
6.1.3 碳纖維（CF）增強(qiáng)復(fù)合材料106
6.2 菌絲體材料109
6.2.1 菌絲體材料概述109
6.2.2 菌絲體材料的特性110
6.2.3 菌絲體材料的成型工藝與材料種類111
6.2.4 菌絲體材料的典型應(yīng)用案例113

第7章 認(rèn)識結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)模具
7.1 認(rèn)識產(chǎn)品結(jié)構(gòu)123
7.1.1 支撐結(jié)構(gòu)123
7.1.2 功能結(jié)構(gòu)124
7.2 產(chǎn)品部件與生產(chǎn)模具的案例介紹127
7.2.1 金屬類產(chǎn)品部件與生產(chǎn)模具的案例127
7.2.2 塑料類產(chǎn)品部件與生產(chǎn)模具的案例128
7.2.3 陶瓷類產(chǎn)品部件與生產(chǎn)模具的案例129
7.2.4 玻璃類產(chǎn)品部件與生產(chǎn)模具的案例130
7.2.5 無模具成型的案例131
7.3 產(chǎn)品組裝與連接134
7.3.1 靜連接結(jié)構(gòu)134
7.3.2 動連接結(jié)構(gòu)139
7.3.3 其他連接結(jié)構(gòu)——縫合連接142
課內(nèi)討論題142

第8章 認(rèn)識表面工藝
8.1 初步認(rèn)識表面工藝145
8.1.1 形成產(chǎn)品色彩的工藝145
8.1.2 形成產(chǎn)品質(zhì)感的工藝146
8.2 減法屬性的物理工藝146
8.2.1 雕刻146
8.2.2 鉆孔147
8.2.3 機(jī)械拋光147
8.2.4 拉絲刷紋148
8.3 加法屬性的物理工藝149
8.3.1 表面鑲嵌149
8.3.2 噴砂150
8.3.3 噴涂150
8.3.4 印刷151
8.3.5 IMD152
8.3.6 PVD153
8.3.7 OMD154
8.4 重組屬性的物理工藝154
8.4.1 錘揲154
8.4.2 編織155
8.5 神奇的化學(xué)表面處理156
8.5.1 化學(xué)拋光156
8.5.2 化學(xué)氧化157
8.5.3 化學(xué)鍍157
8.5.4 酸洗158
8.5.5 蝕刻159
8.5.6 TD處理160
8.5.7 QPQ處理160
8.6 高效的電化學(xué)表面處理161
8.6.1 電化學(xué)拋光161
8.6.2 陽極氧化162
8.6.3 微弧氧化163
8.6.4 電化學(xué)鍍163
8.6.5 磷化164

第9章 案例分析：家居與家具產(chǎn)品CMF設(shè)計
9.1 換材不換形——日用品碗169
9.2 美麗的透明——玻璃杯171
9.3 品茶必備——茶壺173
9.4 更舒適地坐——椅子176
9.5 門面裝點——沙發(fā)179
章節(jié)思考題181

第10章 案例分析：智能產(chǎn)品CMF設(shè)計
10.1 集成的穿戴式——智能手表185
10.2 安全衛(wèi)士——指紋鎖187
10.3 全方位沉浸——頭戴式耳機(jī)190
10.4 CMF設(shè)計的集中體現(xiàn)——汽車內(nèi)飾192
章節(jié)思考題196

第11章 產(chǎn)品CMF設(shè)計流程與策略
11.1 產(chǎn)品CMF設(shè)計流程詳解199
11.1.1 第1步：設(shè)計信息收集199
11.1.2 第2步：建立設(shè)計敘事200
11.1.3 第3步：建立CMF策略201
11.1.4 第4步：了解零件分解203
11.1.5 第5步：創(chuàng)建CMF調(diào)色板206
11.1.6 第6步：CMF實施207
11.2 產(chǎn)品CMF設(shè)計策略與方法208
11.2.1 CMF設(shè)計基本策略208
11.2.2 CMF設(shè)計方法213
章節(jié)思考題218

第12章 大國制造的設(shè)計機(jī)遇與挑戰(zhàn)
12.1 中國制造的崛起221
12.2 豐富的中國傳統(tǒng)造物思想與工藝222
12.2.1 案例一：蜻蜓平衡擴(kuò)香器223
12.2.2 案例二：“羊舍造物計劃”系列作品223
12.2.3 案例三：“曲趣”系列竹編家具225
12.3 從“制造大國”到“設(shè)計大國”225
12.3.1 “中國設(shè)計”+“中國制造”名片一：中國高鐵226
12.3.2 “中國設(shè)計”+“中國制造”名片二：大疆無人機(jī)227

參考文獻(xiàn)229