瓦楞紙家具畢業(yè)設(shè)計(jì)

緒論1.1研究背景與目的1.1.1研究背景隨著我國森林資源的匱乏，木質(zhì)家具的生產(chǎn)成本增加，售價也隨之增高。為了降低家具的成本，很多家具企業(yè)開始研究如何取代木材在家具生產(chǎn)中的主要地位。因?yàn)榧埵俏覈糯拇蟀l(fā)明之一，紙質(zhì)材料在包裝、建筑、各種商業(yè)展示及人類生活中已成為極其常見的材料，并且紙質(zhì)材料的制造技術(shù)已相對成熟，紙質(zhì)材料的家具便應(yīng)運(yùn)而生。作為自然資源消耗型的家具行業(yè)，應(yīng)該研究如何利用合理的自然資源，做到環(huán)保、綠色、減少資源浪費(fèi)，嘗試家具行業(yè)環(huán)保產(chǎn)品開發(fā)以便可持續(xù)發(fā)展。1.1.2研究目的(1)本文主要研究瓦楞紙板家具的設(shè)計(jì)。從紙張的特性分析并總結(jié)出紙作為家具材料應(yīng)具有的內(nèi)在特性。并且通過比較紙質(zhì)家具的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，其中優(yōu)點(diǎn)明顯超過缺點(diǎn)，說明紙質(zhì)家具應(yīng)大力推廣的必要性。(2)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)合理的家具尺寸，使家具的總體尺寸和局部尺寸都符合人體形態(tài)，同時也讓消費(fèi)者在使用的過程中享受到紙質(zhì)家具健康環(huán)保、質(zhì)輕舒適等獨(dú)特的感受。并且得出結(jié)論：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生活追求的提高，人們的環(huán)保意識逐漸增強(qiáng)，紙材在家具設(shè)計(jì)中更顯示出良好的發(fā)展前景。(3)根據(jù)紙家具目前還存在的一些缺點(diǎn)和未來家具設(shè)計(jì)發(fā)展方向概括出紙家具設(shè)計(jì)在未來幾年內(nèi)的發(fā)展趨勢，而且可以從拓展紙家具和家居環(huán)境的可融合度、使用人群的廣度和挖掘紙家具的使用場景、使用方式及設(shè)計(jì)的人性化上等幾個方面來論述紙家具的未來探索空間，推導(dǎo)出紙家具很可能成為未來家具設(shè)計(jì)的一個主流趨勢。1.2國內(nèi)外研究狀態(tài)1.2.1國外家具設(shè)計(jì)研究進(jìn)展與現(xiàn)狀目前，在日本、新加坡等東南亞地區(qū)的家具市場上，紙家具并不鮮見。尤其近些年全球都在追求環(huán)保、健康的家居環(huán)境，使得紙制的家具如椅子、凳、沙發(fā)、床等家具在歐美發(fā)達(dá)國家再一次流行起來。另外紙家具在新加坡、瑞典等國家已步入了家庭。在瑞典的一些大百貨公司可以見到放置和展示商品的系列化紙制家具，它是經(jīng)過一次壓制成型的，色彩豐富，遠(yuǎn)看疑似木材，但相對木質(zhì)家具更輕便，家具樣式也很齊全，大到紙床、紙柜，小到紙桌、紙椅、紙凳都有。1.2.2國內(nèi)家具設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀紙家具目前在我國沿海城市的一些市場上已有出售[1]，還可以通過網(wǎng)絡(luò)購物買到很多種紙質(zhì)家具。另外，西南交大藝術(shù)系的學(xué)生們也辦過紙家具設(shè)計(jì)展覽，而且在那個城市從2006年開始，一年一度地舉行全國性的紙能創(chuàng)想展，以上充分說明：紙質(zhì)材料已經(jīng)在我們國內(nèi)引起高度重視。如今，紙家具雖然沒有大量的進(jìn)入市場，但已經(jīng)有越來越多的設(shè)計(jì)師和生產(chǎn)廠家內(nèi)部的工程師對其進(jìn)行有效的嘗試，而且其中有相當(dāng)一部分已經(jīng)研究的很成功了，這都是為紙家具的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。1.3研究的意義隨著人們生活水平與自身素質(zhì)的提高，環(huán)保意識也日益增強(qiáng)。家具材料的環(huán)保性和可持續(xù)發(fā)展問題及家具本身所具有的環(huán)保性被提上日程。紙質(zhì)家具不僅可以節(jié)約自然資源的使用，而且質(zhì)量輕巧，結(jié)構(gòu)造型美觀，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，對人體無任何傷害，紙質(zhì)家具還可以由消費(fèi)者自行組裝，運(yùn)輸過程可以采用平板式包裝，降低了運(yùn)輸費(fèi)用，同時紙質(zhì)材料的回收性能極好，在家具界“低碳環(huán)?！钡拇笃煜?，紙質(zhì)家具更成為年輕人的新寵，因此環(huán)保紙家具的研究有必要性，以便讓消費(fèi)者接受并熱愛使用紙質(zhì)家具。1.4課題研究方法與特色本課題的在應(yīng)用方面并不是很廣泛，而且研究資料甚少，因此采用的研究方法是將理論研究與以動手制作緊密結(jié)合起來，通過設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)掌握環(huán)保紙家具的設(shè)計(jì)原理與工藝要求。并且通過查閱和分析關(guān)于紙、包裝、家具以及建筑結(jié)構(gòu)方面的文獻(xiàn)，進(jìn)行大量紙質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)性試驗(yàn)，得出以普通常見紙質(zhì)材料作為家具材料在使用中遇到的問題的處理方法。本課題首先概述了紙質(zhì)家具的歷史發(fā)展，并進(jìn)一步闡述紙質(zhì)家具在設(shè)計(jì)和市場方面的現(xiàn)狀與動態(tài)，其次，具體分析紙質(zhì)材料的性能，結(jié)合生產(chǎn)工藝選擇合適的紙質(zhì)材料作為家具生產(chǎn)的主題材料。并且根據(jù)環(huán)保紙家具的設(shè)計(jì)方法、市場定位、結(jié)構(gòu)、造型、加工工藝等因素設(shè)計(jì)并紙質(zhì)出一套合理安全的環(huán)保紙質(zhì)家具樣品?？傮w來講，本課題從分析已有的應(yīng)用入手，歸納總結(jié)出一些特征和方法，然后從實(shí)際操作上得出紙質(zhì)材料用于家具在承重、安全、美觀等問題上的可行性。此方法為一種常用的推理方法，即首先對其現(xiàn)有的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)和研究，通過類比對材料特性進(jìn)行分析總結(jié)，將其在家具中應(yīng)用所需特性加以認(rèn)真解析，設(shè)計(jì)并制作出實(shí)物，使理論研究有說服力。2紙質(zhì)家具的可行性分析2.1紙質(zhì)家具的優(yōu)缺點(diǎn)分析2.1.1紙質(zhì)家具的優(yōu)點(diǎn)(1)質(zhì)量輕盈、成本較低由于紙纖維材質(zhì)本身具有輕盈的特殊性，紙質(zhì)材料家具和木制家具自身重量比較，紙質(zhì)材料家具重量約是木制家具的三分之一，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，紙質(zhì)家具巧妙地應(yīng)用力學(xué)原理，使紙家具有足夠的強(qiáng)度和韌性，解決了日常用紙不堪重負(fù)的不足。因?yàn)榧堎|(zhì)家具質(zhì)量較輕，因此小孩在玩耍中碰倒了紙質(zhì)家具也不會被砸傷，具有一定的安全性。也因?yàn)橘|(zhì)量輕盈，人們可以隨意改變家具布局。家具實(shí)際生產(chǎn)中，材料支出所占比例往往達(dá)到三分之二，所以利用可回收再生的紙質(zhì)材料可大大降低材料支出成本，并減少現(xiàn)有木質(zhì)材料的使用量。我國現(xiàn)在正處于營林期，木材主要靠進(jìn)口，尤其是制作硬木家具的木材正面臨著越來越少的情況，這更要求我們在保證環(huán)保及功能的前提下使用經(jīng)濟(jì)性的紙質(zhì)材料家具。(2)方便運(yùn)輸、自由組合用瓦楞紙板制成的紙質(zhì)家具可以折疊或以平鋪形式運(yùn)送和儲存，只占木制家具儲存空間的十分之一。紙質(zhì)材料家具其良好的可塑性、可折疊和粘貼性，使制造、加工相對簡單，組裝拆卸容易，省時、省力，重量輕，運(yùn)送、儲存方便。紙質(zhì)家具是可以按照設(shè)計(jì)隨意拆裝、自由組合，甚至可以不用膠和釘，通過拼嵌、折疊等方式使其具有木制家具所具備的承載能力，保證家具的靈活性和科學(xué)性。(3)造型多變、滿足個性在造型上，紙家具無論款式設(shè)計(jì)還是色彩運(yùn)用都能與實(shí)木家具、藤家具、竹家具等媲美，可以兼具復(fù)古與現(xiàn)代的造型設(shè)計(jì)。目前市場上年輕一代的消費(fèi)者成為紙家具的主要需求對象,這部分人群搬家的頻率較高、喜歡不斷改變、對生活的創(chuàng)意要求很高。設(shè)計(jì)師們有針對性地為這類人群設(shè)計(jì)紙家具，所以無論在造型上，還是在設(shè)計(jì)思想上都會突破市場上現(xiàn)有的家具產(chǎn)品，突出個性和創(chuàng)意。紙家具在與其它材質(zhì)的家具搭配上也是可以很協(xié)調(diào)的，其中灰色、棕色和米色等紙制家具能夠輕易與各類實(shí)木家具搭配，所以在與其他材質(zhì)的家具配搭上只要選擇適合的顏色就可以了。此外紙家具也給人舒適、愜意的感受，因?yàn)樗鎮(zhèn)淠静募凹徔椢锏馁|(zhì)感。(4)工藝繁復(fù)、壽命保障紙家具所用的材料其實(shí)與日常所使用的紙張不同，是由木材纖維經(jīng)過化學(xué)處理后制成的一種堅(jiān)硬結(jié)實(shí)的紙，具有防水效果。在紙家具表面涂上保護(hù)漆后，還可以防霉、防蛀。制成的紙家具還要經(jīng)過一系列測試，一般的紙家具能承受90公斤的重物和10萬次的撞擊，因此只要日常保養(yǎng)得好，使用年限還是可以得到保證的。紙家具目前在國內(nèi)還處于發(fā)展的初級階段，目前紙家具的使用周期還是能有3到5年的時間,這滿足了那些流動性很大的人群購買家具的需求，且使用后的回收計(jì)劃也在籌劃過程中。(5)安全舒適、保養(yǎng)簡單從人機(jī)工程學(xué)角度分析，用紙質(zhì)材料制成的家具在損壞時不會形成尖銳的棱角，具有安全性。紙質(zhì)材料的質(zhì)感較軟、有彈性、導(dǎo)熱性能低，容易給人以舒適的感覺，用紙質(zhì)材料制成的椅子具有很好的透氣性，加上紙的傳熱性能與木材相似，使它在夏天使用時感覺涼爽而不悶熱，而在冬天使用時，身體又不會感覺冷。紙家具的保養(yǎng)非常簡單，平日用毛刷將灰塵掃去，若沾上污跡可以用濕布擦拭即可，非常適合時下很多不喜歡打掃的人群。(6)實(shí)用美觀、綠色環(huán)保一般紙質(zhì)材料屬于平面材料，可以通過圖形讓人感覺到材質(zhì)的視覺質(zhì)感，如條紋、花色底紋等都是利用了人們的視覺質(zhì)感而設(shè)計(jì)的，從而使紙質(zhì)材料表面具有一定的凸凹、紋理、平滑、光澤等，其顏色多樣、外表美觀。如用牛皮紙制作的家具，由于紙質(zhì)特殊的色澤，強(qiáng)韌的質(zhì)感和肌理效果，加上造型技法的豐富多彩，從而使家具具有原始、粗獷、質(zhì)樸、浮雕般美感。紙家具完全可采用能循環(huán)再造的紙,經(jīng)過一定的工藝制作，不加裝飾，裁切后只需要簡單的組裝和黏合便能成型，因此具有極佳的環(huán)保性能，但它們實(shí)際的使用效果卻能與其他材質(zhì)的家具相媲美。此外，目前國內(nèi)一些紙家具生產(chǎn)廠家已掌握較為成熟的技術(shù)，不使用常規(guī)的黏合劑、油漆等家具輔料，使紙家具具有輕便、無污染等優(yōu)點(diǎn)，還特別適合制作兒童家具，滿足健康和更新?lián)Q代快的要求。用于制作家具的紙質(zhì)材料主要由植物纖維制造加工而成，可回收利用，有利于保護(hù)森林資源和減少廢棄物的處理量。由于制作紙質(zhì)材料家具常用的紙板無需漂白，這又進(jìn)一步降低了對環(huán)境的污染，因此紙質(zhì)材料家具屬于環(huán)保型產(chǎn)品。紙質(zhì)材料家具可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)家具一樣的承重功能，而且質(zhì)量輕，只是傳統(tǒng)家具的20%～30%，紙質(zhì)材料還能循環(huán)使用，可以回收15～17次，從而節(jié)約自然資源，如果將廢紙進(jìn)行壓制處理制造成家具用工業(yè)紙板則更加環(huán)保。2.1.2紙質(zhì)家具的缺點(diǎn)(1)承載力需要提高從目前紙板家具承載的數(shù)據(jù)來看，紙質(zhì)家具不及木制家具承載力。開發(fā)研究制造紙質(zhì)材料是提高紙質(zhì)家具力學(xué)特性、堅(jiān)韌性、耐用性等優(yōu)良特性的前提，以便滿足不同家具的使用功能。(2)易燃并且防水性差由于紙自身的低燃點(diǎn)。因此，嚴(yán)格要求在生產(chǎn)和使用環(huán)境上要遠(yuǎn)離易燃易爆物，保證防火安全。紙張防水性差，既有彈性變形又有可塑變形的特點(diǎn)，在生產(chǎn)紙質(zhì)家具前必須經(jīng)過防水處理。否則變形、破損將影響使用壽命。(3)使用場所的局限性紙質(zhì)家具雖然形式可以多變，但是由于人們對其價廉的看法，一般不會用于高檔的商業(yè)場所或是長期使用的辦公場所，也不會用于高層次消費(fèi)者家庭，所以紙質(zhì)家具多用于一般的臨時住所、短期用戶、短期活動場所以及青少年的成長階段。因此。瓦楞紙板在性能和裝飾上有待進(jìn)一步發(fā)展，在其發(fā)展的基礎(chǔ)上更大程度的擴(kuò)大紙質(zhì)家具的應(yīng)用場所。2.2紙質(zhì)材料的應(yīng)用分析材料是構(gòu)成家具的物質(zhì)基礎(chǔ)，在家具發(fā)展史中，家具的材料經(jīng)常使用木材、金屬、塑料等，也使用竹、藤、玻璃等材料，家具材料的應(yīng)用也有一定的選擇性，主要考慮的因素有加工工藝性、經(jīng)濟(jì)型、強(qiáng)度、質(zhì)地和肌理和表面裝飾性等。紙質(zhì)材料[2]主要有瓦楞紙板、工業(yè)紙板、蜂窩紙板。2.2.1瓦楞紙板瓦楞紙板是由箱板紙和波紋狀的瓦楞芯紙經(jīng)過膠粘劑粘合而成的多層紙板。瓦楞芯紙大多以草漿為原料。其剖面結(jié)構(gòu)近似三角形，類似橋梁的拱形結(jié)構(gòu)，與箱板紙結(jié)合形成的瓦楞紙板具有較大的剛性和承載能力，并且由于存在著中空的空隙而富有彈性，具有較好的緩沖防震性能。圖2-1三層瓦楞紙板瓦楞紙板的抗壓強(qiáng)度與瓦楞的形狀有直接關(guān)系，瓦楞芯紙的剖面結(jié)構(gòu)近似三角形，呈波紋狀的兩個波峰表面和襯紙粘合，形成連續(xù)的拱形。從結(jié)構(gòu)力學(xué)的角度分析，其形狀非常合理，具有較大的剛性和承載力。根據(jù)瓦楞紙的齒形，瓦楞紙的形狀分為U形、V形、UV形。U形瓦楞波形的特征是：著膠面積大，粘結(jié)牢固，富有一定彈性。當(dāng)受到外力沖擊時，不像V形楞那樣脆弱,但是耐壓強(qiáng)度低。V形瓦楞紙易剝離。UV形瓦楞紙介于V形和U形之間，邊緣組合之所以選擇UV形瓦楞紙板為材料，是因?yàn)樗捎昧薝形和V形的優(yōu)點(diǎn)：它的耐壓強(qiáng)度高、承載力強(qiáng)、粘接強(qiáng)度好、當(dāng)外力超過其承載能力時不至于使楞形完全破壞，外力消除后也基本能恢復(fù)原狀。圖2-2V型瓦楞圖2-3U型瓦楞圖2-4UV型瓦楞根據(jù)紙板層數(shù)的多少，瓦楞紙板可以分為單楞雙層瓦楞紙板、單楞雙面楞紙板、雙楞雙面瓦楞紙板、三楞雙面瓦楞紙板，見圖1。根據(jù)瓦楞瓦楞種類可將瓦楞紙板分為A型、C型、B型、E型、AC型、BC型等。瓦楞紙板是應(yīng)用十分廣泛的材料，其相關(guān)的理性能對于家具設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用具有重要影響，其環(huán)壓強(qiáng)度與家具的使用性能(如抗壓強(qiáng)度)密切相關(guān)。瓦楞紙板屬于各向異性材料，不同方向性能不盡相同，尤其對于來自不同方向的壓力，瓦楞紙板的承受能力各不相同。向瓦楞紙板施加平面壓力時，楞數(shù)最多、楞形較低的紙板強(qiáng)度最高;沿楞形方向施加垂直壓力時，楞數(shù)少、楞形最高的紙板強(qiáng)度最高;在楞形方向施加平行壓力時，楞數(shù)最多、楞高較低的紙板強(qiáng)度最高。這些力學(xué)性能對于以瓦楞紙板為材料的家具造型處理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有重要參考意義。圖2-5平面壓力圖2-6垂直壓力圖2-7平行壓力2.2.2蜂窩紙板蜂窩紙板是人類根據(jù)自然界蜂巢結(jié)構(gòu)原理制作的，它是把瓦楞原紙(牛皮紙、再生紙)用膠粘結(jié)方法連接成無數(shù)個空心立體正六邊形，形成一個整體的受力件一紙芯，并在其兩面粘合面紙而成的一種新型夾層結(jié)構(gòu)的環(huán)保節(jié)能材料。其結(jié)構(gòu)比較特殊，它一般是由兩層面紙板與中間蜂窩狀紙芯通過膠粘劑粘合而成，具有輕質(zhì)高強(qiáng)度的特點(diǎn)。其大致構(gòu)造與瓦楞紙板十分相似，但中間的紙芯構(gòu)造不同，中間的蜂窩狀紙芯是組成蜂窩紙板最重要的部分。它一般是由特制的蜂窩原紙首先切成一定規(guī)格的枝條，然后通過膠接，拉伸成型，固定等加工工藝制造而成。從紙芯的橫截面來看，它很像一個個的正六方形組成的網(wǎng)，與蜜蜂窩的構(gòu)造幾乎相同。紙芯的這種構(gòu)造，在很大程度上決定了它的性能。一般來講，蜂窩紙板的面紙?jiān)胶穹涓C芯孔徑越小，蜂窩芯柱越高，蜂窩芯紙?jiān)街?，蜂窩紙板性能也就越好。蜂窩紙板的主要特點(diǎn)是:質(zhì)輕、用料少、成本低、表面平整、不易變形、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗沖擊、緩沖性好。、蜂窩紙板是一種節(jié)省資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、成本低廉的材料，全部由可循環(huán)再生的紙材制作，使用后可以百分之百地回收再利用，使用一噸的再生蜂窩紙板可代替大約30-50立方米的木材。2.3優(yōu)化紙質(zhì)材料拓寬家具選材領(lǐng)域家具工業(yè)每年需用木材4000萬立方米以上，已成為用材大戶。為了家具業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，拓寬家具材料的范圍具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。傳統(tǒng)紙質(zhì)材料力學(xué)性能、耐磨性能和耐潮濕性能等方面存在弱點(diǎn)，易破裂，脆性大，強(qiáng)度低，耐濕性、耐腐性都比較差，一直限制了紙家具的開發(fā)應(yīng)用，如果不經(jīng)過一定的處理就無法滿足家具的使用要求。這就要求對傳統(tǒng)的紙板結(jié)構(gòu)、理化性能等方面進(jìn)行改進(jìn)，如層壓加厚、進(jìn)行防水、防腐處理，也可以經(jīng)過一定折疊、彎曲等方法加工，紙張彈性、強(qiáng)度同樣也可以得到很大程度的提升。紙張性能改善和利用的探索空間是非常廣闊的。2.3.1瓦楞紙板的新品種(1)超強(qiáng)瓦楞紙板X-PLY發(fā)明者受三層膠合木板的啟發(fā)，它將三層瓦楞芯紙以縱橫交替排列的方式與紙板粘接，制成七層瓦楞紙板，其中層瓦楞與兩面瓦楞楞向呈垂直排列，在定量與普通瓦楞紙板相同的情況下，強(qiáng)度、挺度、耐折抗彎強(qiáng)度要高出15%左右，平行壓縮強(qiáng)度則高出92%。(2)強(qiáng)化瓦楞紙板強(qiáng)化瓦楞紙板與普通瓦楞紙板的不同之處在于兩層瓦楞原紙之間涂上一層熱固型樹脂，借助于壓制瓦楞時輥的高溫將熱固型樹脂加熱熔融，然后冷卻固化成型，再與紙板粘貼在一起，這種瓦楞紙板愣型堅(jiān)挺，平壓和平行耐壓強(qiáng)度極高，實(shí)驗(yàn)表明厚度為4mm的瓦楞紙板，與普通瓦楞紙板比較，平壓強(qiáng)度高出4倍，邊壓強(qiáng)度高出1.5-1.8倍，戳穿強(qiáng)度高1.6倍，但是這種瓦楞紙板的耐寒耐濕性能也佳，但是由于瓦楞芯層涂布了熱固型樹脂，對回收處理過程帶來了諸多困難。(3)雙拱型瓦楞紙板雙拱型瓦楞紙板是由兩層瓦楞原紙涂膠、貼合后再經(jīng)過壓楞成為雙層瓦楞，最后與面紙貼合成為雙拱形瓦楞紙板。這種瓦楞紙板與強(qiáng)化瓦楞紙板類似，具有很高的平壓強(qiáng)度和扛彎曲性能，也解決了瓦楞紙板的回收問題[3]。2.3.2功能性瓦楞紙板瓦楞紙板可根據(jù)家具的防水、阻燃等性能進(jìn)行深入加工處理，如采用幕簾式涂布法，將合成樹脂涂布在瓦楞紙板表面，形成一層樹脂膜或蠟?zāi)ぃ瑥亩辜揖哌_(dá)到良好的防水性能。2.4小結(jié)通過對紙質(zhì)材料家具的優(yōu)缺點(diǎn)的分析，發(fā)現(xiàn)紙質(zhì)家具的優(yōu)點(diǎn)明顯多于缺點(diǎn)。紙質(zhì)材料家具采用特別而獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案，使家具顯得更靈活、更新穎、更獨(dú)特、更便攜，易于清潔整理，深受年輕一代消費(fèi)群體的追捧。如果可以加工改善天然纖維紙的一些缺陷，或者使用其他各種人造纖維來造紙，在一定程度上改善紙張的以上缺點(diǎn)，那么紙質(zhì)材料在家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用前景將變得更加廣闊。接著介紹了瓦楞紙板、蜂窩紙板的概況，瓦楞紙板是由多層紙板組合而成的，具有紙板的易加工性，此特性為瓦楞紙板家具造型結(jié)構(gòu)提供更多的可塑性，我們可以根據(jù)對家具的特定需要對材料進(jìn)行裁切、開槽、沖孔、折疊、粘貼、插接，從而構(gòu)成形態(tài)各異的家具和家具裝飾部件，然后將其組裝成各種家具。因此得出結(jié)論瓦楞紙板相對于蜂窩紙板而言，有更好的造型設(shè)計(jì)、力學(xué)性能和廣闊的原料選材范圍。瓦楞紙板的生產(chǎn)工藝較為發(fā)達(dá)，而且可以選擇已有的特種瓦楞紙作為原材料，滿足家具的防水、阻燃、力學(xué)性能等要求。因此此次課程設(shè)計(jì)選擇瓦楞紙板作為面向生產(chǎn)的環(huán)保紙家具的材料。

3紙質(zhì)家具的設(shè)計(jì)與分析3.1面向紙質(zhì)家具的設(shè)計(jì)方法3.1.1紙質(zhì)家具的基本設(shè)計(jì)原理紙質(zhì)家具不但要滿足人們工作和生活需要，而且要有質(zhì)量保證，力求達(dá)到實(shí)用、美觀、用料少、成本低、便于加工與維修的效果[4]。要達(dá)到以上要求，須遵循以下基本原則：(1)具有良好的使用功能家具作為一件產(chǎn)品，它存在的基礎(chǔ)是功能。造型固然重要，但為美而美是不可取的，實(shí)用性更為重要。好的家具造型設(shè)計(jì)在尺度感、舒適性等方面要符合人體尺寸和現(xiàn)代生活習(xí)慣，同時還應(yīng)滿足形狀穩(wěn)定，具有足夠的強(qiáng)度和相應(yīng)的耐久性。(2)具有合理的結(jié)構(gòu)家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是將組成家具的所有零部件采用科學(xué)合理、美觀、現(xiàn)實(shí)可行的形式連接在一起，并能保證家具的使用功能、強(qiáng)度穩(wěn)定性和家具造型的美觀。瓦楞紙板家具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加注重材料的合理使用、結(jié)構(gòu)實(shí)際和科學(xué)與美觀的統(tǒng)一。一個合理的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是安全的，安全性主要體現(xiàn)在穩(wěn)定、結(jié)實(shí)、平衡和裝配等方面，在設(shè)計(jì)時對產(chǎn)品重心做必要的考量,即便很輕的家具,也能夠掌握好平衡，不易傾倒。在安全的前提下，設(shè)計(jì)時應(yīng)注意避免形態(tài)上的危險(xiǎn)陷阱，如尖角、利邊或一些足以構(gòu)成傷害的間隔。在安全設(shè)計(jì)的前提下，我們還應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)的必要性和經(jīng)濟(jì)型。結(jié)構(gòu)是為了體現(xiàn)造型而存在的，使用最優(yōu)化和最簡潔的結(jié)構(gòu)體現(xiàn)造型是對結(jié)構(gòu)的基本要求。在家具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分了解結(jié)構(gòu)和材料，盡量在家具中避免出現(xiàn)一些影響外觀、浪費(fèi)材料卻沒有存在必要性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時結(jié)構(gòu)也是功能的基礎(chǔ)，家具設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在拓寬家具的使用范圍的同時，合理拼湊功能，設(shè)計(jì)出實(shí)用的組合功能家具，避免結(jié)構(gòu)上的不合理。(3)工藝性工藝性即家具在具體條件下生產(chǎn)的可行性，紙質(zhì)家具不同于一般家具，應(yīng)該選擇合適的結(jié)構(gòu)，使其既具有美觀的結(jié)構(gòu)，又有很好的加工性能和組裝性能。(4)符合環(huán)保需求紙家具制品除達(dá)到物美價廉的要求外，應(yīng)盡量減少浪費(fèi)，比如摒棄多余的裝飾，盡量減少無謂的材料消耗；通過可拆卸的、可回收的模塊化設(shè)計(jì)，是整體家具成為方便裝配、拆卸、維修和回收；在家具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中盡可能多考慮延長家具的使用周期，讓家具更耐用，減少金錢、所耗時間和勞動力及材料的消耗。在滿足這些要求的同時，還應(yīng)該便于機(jī)械化、自動化生產(chǎn)。(5)具有獨(dú)特的審美價值除了滿足最基本的使用功能外，紙家具的造型設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足人們在視覺上的審美價值追求。應(yīng)該根據(jù)紙質(zhì)材料自身的形象特征、質(zhì)感和觸感，設(shè)計(jì)出富有變化的、賞心悅目的立體造型，以便能給人以視覺上的驚喜和是迎合人們對紙質(zhì)家具的向往。3.1.2瓦楞紙家具的設(shè)計(jì)步驟瓦楞紙板家具設(shè)計(jì)主要由創(chuàng)意方案、造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)、安裝設(shè)計(jì)說明等6個部分組成[5]。其中創(chuàng)意方案、造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3個部分是整個設(shè)計(jì)工作的中心。設(shè)計(jì)與制作大概分為以下幾個步驟：(1)方案設(shè)計(jì)根據(jù)紙板家具的使用性和功能性，設(shè)計(jì)符合市場需求的紙質(zhì)家具的創(chuàng)意方案，在設(shè)計(jì)過程中，必須從與家具相關(guān)的人和物兩方面進(jìn)行研究，并在在新的社會條件下發(fā)現(xiàn)或拓展其新的使用功能。為此，設(shè)計(jì)中要認(rèn)真觀察生活、研究不同的環(huán)境、不同的使用人群的需求，結(jié)合瓦楞紙板的特性和成型特點(diǎn)，進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。例如設(shè)計(jì)出符合兒童使用的家具，或者符合追求時尚與個性化人群需求的家具。(2)造型設(shè)計(jì)瓦楞紙板家具的造型藝術(shù)是表達(dá)思想感情、傳遞信息及滿足人的視覺評價、使用需求的重要媒介之一，影響消費(fèi)者選購家具的購買決策。因此，設(shè)計(jì)中要突出瓦楞紙板家具特有的形態(tài)美：如以曲線為主的形態(tài)優(yōu)美家具，以直線為主的形態(tài)硬朗簡潔的家具，或可以根據(jù)仿生原理，設(shè)計(jì)造型親切的仿生形態(tài)的家具。瓦楞紙板能充分滿足家具的造型創(chuàng)意，展示合理的形態(tài)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，滿足不同的需求。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)瓦楞紙板家具結(jié)構(gòu)有其獨(dú)特的形式，為此，要充分研究瓦楞紙板的特性，采用科學(xué)合理的構(gòu)造，從家具的抗壓強(qiáng)度、牢固性、成型的便捷性、瓦楞紙板原材料尺寸的限定性等方面進(jìn)行構(gòu)思設(shè)計(jì)，根據(jù)瓦楞紙板的成型特點(diǎn)，提倡使用穿插、折疊、插鎖等形式進(jìn)行組合和連接，減少不必要的粘、釘?shù)冗B接方式，以便使設(shè)計(jì)更加巧妙和深入，并降低成本，便于回收再利用。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也應(yīng)該考慮連接部件的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫B接結(jié)構(gòu)是家具設(shè)計(jì)中的重要問題，構(gòu)成家具的各個功能部件需要以各種方式連接固定成一個整體，以保證家具的使用功能，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)滿足外觀造型設(shè)計(jì)，不影響家具整體外觀形式。(4)材料選定根據(jù)家具的承重和形態(tài)要求，選定合適的瓦楞紙板種類和紙板層數(shù)。(5)樣品制作借鑒包裝盒的設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行劃樣、刻痕、裁剪、粘貼和折疊成型，制作樣件。(6)進(jìn)行試驗(yàn)對樣件進(jìn)行試用以及對它的承重、舒適性能進(jìn)行檢驗(yàn)，如有不妥則進(jìn)行修改或是重新設(shè)計(jì)。(7)畫出紙板家具的結(jié)構(gòu)工作圖紙。3.2面向生產(chǎn)的紙家具工藝分析瓦楞紙板家具是家具行業(yè)的新興產(chǎn)品，由于瓦楞紙板材料的特殊性，使之與木材、塑料和金屬等家具的制造方式存在明顯的不同[6]。瓦楞紙板家具的工藝過程通常是：設(shè)計(jì)構(gòu)思-結(jié)構(gòu)分析-制式樣-印刷-模切-清廢-安裝。(1)模切排料。紙板家具的模切排料可利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行。當(dāng)設(shè)計(jì)或調(diào)用所要求的結(jié)構(gòu)圖后，只要輸入紙板幅面尺寸和排料間隙，便可排料，并可比較不同排料方案，顯示優(yōu)化模切排料圖及有關(guān)參數(shù)。(2)紙板家具的打樣。為了驗(yàn)證紙板家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，在正式批量生產(chǎn)之前，使用多功能設(shè)備試制一定量的樣品，對其進(jìn)行評估，根據(jù)評估結(jié)果進(jìn)行修改或是重新設(shè)計(jì)，避免投產(chǎn)后因紙板家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造方面不合理等因素而造成損失。(3)紙板家具的模切加工。模切加工的關(guān)鍵是膜切板，模切版是根據(jù)紙板家具的邊框線、壓痕線要求用來沖壓紙質(zhì)胚料，實(shí)現(xiàn)切斷、壓痕加工的重要部件。其主制作過程是先按照紙板家具的展開圖在模切版基礎(chǔ)上劃線開槽，然后嵌入相應(yīng)的切斷、壓痕刀線。(4)紙板家具的裝飾加工。表面裝飾是指通過涂飾、貼面、雕刻、著色、燙、烙等方法對家具進(jìn)行裝飾加工的過程。紙質(zhì)家具表面裝飾手法有噴涂、手繪、印刷、覆膜、貼面、上光等幾種，通過表面裝飾使紙質(zhì)家具色彩、光澤、質(zhì)感與造型相協(xié)調(diào)，更具有藝術(shù)美感。以上是紙板家具主要制作工藝，為保證紙板家具強(qiáng)度還要注意：當(dāng)紙板家具寬度大于或等于長度的2倍時，則需增加相應(yīng)支撐零件，加大支撐面的承重能力。插接紙板家具為保證其結(jié)合強(qiáng)度，考慮到紙板的彈性變形，插入紙板裁口尺寸應(yīng)比被插入紙板厚度小0.5-1.0mm，工業(yè)紙板取0.5mm，瓦楞紙板、蜂窩紙板取1mm為宜。通過對瓦楞紙板的模切、折疊、彎曲和組合，少用或不用膠和釘，只通過折疊、插接等方式就可以是其具有木制家具所具備的承載功能，從而形成了瓦楞紙板家具便于裝載、拆卸的靈活性、節(jié)省自然資源和便于回收利用的環(huán)保特點(diǎn)。瓦楞紙板家具的設(shè)計(jì)體現(xiàn)出家具與包裝行業(yè)之間的交叉現(xiàn)象。3.3瓦楞紙家具的結(jié)構(gòu)分析3.3.1層面排列式紙家具層疊式紙家具的結(jié)構(gòu)獨(dú)特，是由眾多相同或不同的模板部件進(jìn)行層層疊加形成，其結(jié)構(gòu)決定了材質(zhì)的多樣性。層疊式紙家具可采用瓦楞紙板、工業(yè)紙板、蜂窩紙板乃至于報(bào)紙等日常用紙來進(jìn)行設(shè)計(jì)[7]。層疊式紙家具的設(shè)計(jì)主要是在不同紙質(zhì)材料所特有的受力強(qiáng)度下依賴于紙質(zhì)材料的厚度來設(shè)計(jì)。其方式有兩種，一種是在考慮紙質(zhì)材料不同受力面受壓強(qiáng)度不同進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，例如瓦楞紙板屬于各向異性材料，不同方向的性質(zhì)不盡相同，尤其是對于來自不同方向的壓力，承受能力各不相同，因此在使用瓦楞紙進(jìn)行紙質(zhì)家具設(shè)計(jì)的時候盡可能去利用結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行瓦楞種類的選擇。另外一種是根據(jù)紙質(zhì)材料的厚度進(jìn)行單純意義上的模板部件疊加，例如報(bào)紙，單張報(bào)紙厚度小，然而，大量的報(bào)紙疊加也會形成所需的厚度。(1)設(shè)計(jì)方法及優(yōu)缺點(diǎn)層面排列式指將若干個直面在水平面上有秩序的排列而形成的立體形態(tài)。瓦楞紙板家具的層面排列結(jié)構(gòu)，是依據(jù)立體構(gòu)思，確定出二維的平面基本型，然后進(jìn)行模切，最后將模切出的平面基本型逐一排列并粘合成一體，制作出層面排列紙家具。此類結(jié)構(gòu)優(yōu)勢在于穩(wěn)定牢固，承重方面優(yōu)于其他的結(jié)構(gòu)類型，可以設(shè)計(jì)直線或曲線造型家具；不足之處是家具造型輕巧不足厚實(shí)有余，家具成型后不能拆裝變化，材料消耗略大。但是此類結(jié)構(gòu)在家具設(shè)計(jì)方面，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)美的曲線造型，這一點(diǎn)是其他結(jié)構(gòu)類型所不及的。(2)生產(chǎn)工藝分析層疊紙家具是由眾多模板部件通過粘接或釘接而成，適宜于大機(jī)器生產(chǎn)或簡單手工制作。(3)案例分析圖3-1層疊式紙家具這些家具（如圖3-1），全部由層壓紙板制成，不需要依靠任何結(jié)構(gòu)，令人出乎意料的是這套家具迅速獲得了商業(yè)成功，而且即使在現(xiàn)在它仍然在生產(chǎn)，只是在紙的顏色上有些改變。3.3.2斷面插接式紙家具斷面插接式紙家具，顧名思義，其結(jié)構(gòu)限于紙質(zhì)材質(zhì)進(jìn)行穿插而得，由眾多紙板部件通過十字穿插方式進(jìn)行接合固定，其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、穩(wěn)定，易構(gòu)成美妙的曲面造型。材質(zhì)可選擇瓦楞紙或是工業(yè)紙板。在此次設(shè)計(jì)中選擇瓦楞紙板作為加工材料。(1)設(shè)計(jì)方法及優(yōu)缺點(diǎn)斷面插接是將面材裁出縫隙，然后相互插接在一起，通過相互鉗制構(gòu)成立體形態(tài)。插接的方式有平行直交式和放射式等。瓦楞紙板家具的斷面插接結(jié)構(gòu)是將立體構(gòu)思方案，分割出若干個斷面，并在相交插接的部位處設(shè)計(jì)出縫隙，經(jīng)過模切后，將模切出的斷面型按照要求插接在一起，紙質(zhì)家具設(shè)計(jì)制造完成。穿插紙家具具有很好的可拆裝性、待組裝性，并可以采用平板式包裝便于運(yùn)輸，節(jié)省物流費(fèi)用。穿插紙家具對于在展覽、會場等場合的適用性較好，使用時可自行拼接，操作簡便、快速，其造型簡潔、耐用、經(jīng)濟(jì)性好，閑置時則可快速的拆卸、堆碼、回收重新利用。(2)生產(chǎn)工藝分析穿插紙家具利用瓦楞紙的垂直壓力上較強(qiáng)的承重性以及工業(yè)紙板較強(qiáng)的剛性進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用單片十字交叉的形式進(jìn)行穿插，利用穿插結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，無需膠接或釘接等外界連接方式，其結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，操作簡單、易于拆裝、回收。(3)案例分析圖3-2插接式紙家具這兩個家具（如圖3-2）是由可再生瓦楞紙板與硬質(zhì)纖維板制成，都是通過紙板的穿插來完成整個紙椅和紙桌的結(jié)構(gòu)塑造。3.3.3折疊式紙家具折紙家具是把紙質(zhì)材料經(jīng)過模切、壓痕后，通過折疊組合的方式成型的紙質(zhì)家具。在使用之前，可以折疊成平板狀進(jìn)行堆碼和運(yùn)輸存儲。一般的折疊式紙家具選用的材料為瓦楞紙，因?yàn)橥呃慵埾鄬τ诠I(yè)紙板、蜂窩紙板而言具有良好的易折性、韌性和剛性。(1)設(shè)計(jì)方法及優(yōu)缺點(diǎn)折疊是將面材裁出縫隙和壓痕折疊成立體形態(tài)。瓦楞紙板家具的折疊結(jié)構(gòu)是依據(jù)立體構(gòu)思方案，設(shè)計(jì)出折疊形式和展開圖，并在展開圖折疊處設(shè)計(jì)壓痕線、相交插接的部位處設(shè)計(jì)出縫隙，經(jīng)過模切壓痕后，將展開的板材按照要求折疊在一起，紙家具設(shè)計(jì)制作便可以完成。優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：(a)成本低。折紙家具相對于糊紙家具、層疊紙家具而言用料少、制作工藝簡單、成本低廉。(b)流通費(fèi)用低。由于折紙家具可以折成平板狀，占用空間小，所以與糊紙家具相比，運(yùn)輸倉儲等流通費(fèi)用較低。(c)適合批量生產(chǎn)。折紙家具在機(jī)械上可實(shí)現(xiàn)自動模切、壓痕、表面印刷處理、包裝、集裝、堆碼，生產(chǎn)效率高。(d)結(jié)構(gòu)變化多。對于折疊工藝來說，包裝用折疊紙盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)展到了一個高度，為折紙家具在結(jié)構(gòu)處理上提供了更多可借鑒的材料。缺點(diǎn)是由于瓦楞紙板尺寸的限制，此類家具的尺度不能太大，家具造型以直線為主，很難設(shè)計(jì)出曲線造型，外觀感覺不夠通透和輕巧。(2)生產(chǎn)工藝分析折疊家具利用紙的剛性、韌性、易折性對紙張進(jìn)行模切、壓痕、表面處理、折疊、粘接、組合使其具有較強(qiáng)的承重性以及結(jié)構(gòu)美感。制作過程適于量化生產(chǎn)，輕質(zhì)、廉價，便于展覽、會場等場合大規(guī)模使用，同時也適宜使用者自己進(jìn)行拆裝以及后期飾面。(3)案例分析圖3-3所示紙質(zhì)家具是由低碳高強(qiáng)度紙板壓制而成的，顧客和商家買回后可根據(jù)壓制的痕跡自行折疊安裝。3.3.4空間組合式紙家具空間組合是集各種面材造型方法于一體而綜合創(chuàng)造立體形態(tài)，將面材分解出若干部件，按照一定的空間框架秩序，搭建組合成立體形態(tài)。(1)設(shè)計(jì)方法及優(yōu)缺點(diǎn)瓦楞紙板家具的空間組合結(jié)構(gòu)是依據(jù)立體構(gòu)思方案，設(shè)計(jì)出搭建空間框架的各種部件及展開圖，根據(jù)組合需要設(shè)計(jì)插接縫隙和折疊壓痕，經(jīng)過模切壓痕后，將個部件板材按照要求進(jìn)行折疊、插接和組合，紙質(zhì)家具設(shè)計(jì)制作完成。此類結(jié)構(gòu)家具在造型方面變化靈活多樣，形態(tài)元素豐富，外觀形態(tài)虛實(shí)變化有序，有很好的視覺效果，能實(shí)現(xiàn)大尺度家具造型設(shè)計(jì)，具有一定的承重能力，便于拆裝，方便運(yùn)輸，節(jié)省材料。由于瓦楞紙板連接方式的限制，此類家具在處理牢固性、穩(wěn)定性方面存在一定的難度。但是，從家具設(shè)計(jì)的方面看，此類家具在結(jié)構(gòu)方面最具有結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)空間，由此影響并帶動家具造型的不斷創(chuàng)新。(2)生產(chǎn)工藝分析將折疊式結(jié)構(gòu)與插接式結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，既增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，又使其可以設(shè)計(jì)出更多的造型。(3)案例分析圖3-3折疊式紙家具圖3-4空間組合式紙家具該椅子看起來結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工時間長，它需要將紙板切割成一個個小蜂窩狀，然后同穿插和粘接的方式將它們鏈接在一起構(gòu)成一把舒適的扶手椅。3.4人機(jī)工程學(xué)在紙質(zhì)家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用家具的服務(wù)對象是人，因此家具設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就是符合人的生理機(jī)能和滿足人的心理需求。現(xiàn)代家具“以人為本”的設(shè)計(jì)理念就是建立在對人體的構(gòu)造、尺度、體感、動作、心理等人體機(jī)能特征充分理解和研究的基礎(chǔ)之上。因此在瓦楞紙家具的設(shè)計(jì)過程中，要從人機(jī)工程學(xué)角度設(shè)計(jì)瓦楞紙家具的結(jié)構(gòu)，并突出各類家具的關(guān)鍵幾何尺寸。3.4.1瓦楞紙椅的尺寸(1)座面高度人機(jī)工程學(xué)規(guī)定椅子的高度有坐位基準(zhǔn)點(diǎn)確定。但是休息用椅、工作用椅、多用椅的高度均不同，綜合生理解剖分析來看，工作椅座高應(yīng)“寧低勿高”，非工作用椅為了坐姿的舒適，座高宜于比工作椅低一些。中國男女通用工作椅座高的調(diào)節(jié)范圍是350mm-460mm。(2)座深深度是指椅子從前往后，包括靠背在內(nèi)的椅子前后的最大距離，也就是通常意義上大家所說的“寬度”，而座深是指除靠背外的深度，可用公式可表示為：座深=深度-后靠的厚度。工作椅座深一般應(yīng)“寧淺勿深”，國標(biāo)規(guī)定取360mm-390mm，推薦值為380mm。(3)座寬寬度是指沙發(fā)從左到右，兩個扶手外圍的最大的距離，也就是通常意義上所說的沙發(fā)的“長度”，而座寬是指除去兩邊扶手的寬度。國標(biāo)規(guī)定沒有扶手的椅子座寬取370-420mm，推薦值為400mm。(4)座面傾斜度座面傾斜度指座面與水平面之間的夾角，有一定的角度可以使使用者坐著更舒適，因此休息用椅的座面傾斜度取0-3°。工作用椅無傾斜度。(5)座椅靠背靠背由肩靠和腰靠兩部份構(gòu)成，靠背的尺寸主要由臀部底面到肩部的高度(決定靠背高)和肩寬(決定靠背寬)有關(guān)，確定高度時還必須計(jì)入座椅的有效厚度。根據(jù)國標(biāo)規(guī)定靠背的高度應(yīng)取360-630mm，寬度應(yīng)取327-375mm。座椅靠背角度是指座面與靠背的夾角，從脊柱正常形態(tài)來看，該角為115°較為合適。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)國標(biāo)規(guī)定取95°-100°。(6)扶手扶手的主要功用是使手臂有所依托，減輕手臂下垂重力對肩部的作用，使人體處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。它也可以作為起身站立或變換坐姿的起點(diǎn)。高度取200-250mm，兩扶手分別向外張開10°。3.4.2瓦楞紙茶幾的尺寸茶幾是配合沙發(fā)使用的小桌，主要作用在于擺放茶具、食品、書報(bào)、插花等物品，一般以長方形為主，但也可以根據(jù)需要采用方桌、圓形、橢圓形、三角形等。茶幾的構(gòu)造形式分為桌式和柜式兩種，桌式構(gòu)成是仿照桌子構(gòu)成形式，分為框架及板材構(gòu)成方式，柜式茶幾除了上面可以放置物品外，下邊柜內(nèi)尚能存放一些物品，適合小面積住宅使用。表3-1茶幾的常用尺寸表類型長度寬度高度長方形（小型）600-750450-600380-500（380mm最佳）長方形（中型）1200-1350380-500或者600-750380-550（380mm最佳）長方形（大型）1500-18001500-1800330-420（330mm最佳）正方形750-900750-900430-500圓形直徑750,900,1050,1200750方形900,1050,1200,1350,1500900,1050,1200,1350,15007503.4.3瓦楞紙書架的尺寸書架所指的是廣義上人們用來專門放書的器具。由于其形態(tài)、結(jié)構(gòu)的不同，又有書格、書柜、書櫥、等其他名稱。它是我們生活中的普遍用具。書架可以分為基層書架和密集書架兩種類型。表3-2書柜的常用尺寸表種類長度寬度高度書柜750-900（級差50mm）300-400（級差10mm）1200-1800（級差50mm）3.4.4瓦楞紙板床作為與人們相處時間最長的家居，床的舒適度至關(guān)重要。床的尺寸過小，會引起使用者在睡眠的時候翻身困難，長此以往，會造出肌肉疲勞。床的寬度一般是人肩寬的2-3倍長度也是人的平均身高加上頭腳的余量，而高度則是根據(jù)人的小腿長度設(shè)計(jì)的。表3-3床的常用尺寸表名稱長度寬度高度單人床1800,1860,2000,2100900,1050,1200400-500雙人床1800,1860,2000,21001350,1500,1800400-500圓床直徑：1860,2125,2424400-500兒童床1000-1200650-750400

4設(shè)計(jì)實(shí)踐4.1坐、臥類4.1.1扶手椅環(huán)保紙家具的設(shè)計(jì)中，應(yīng)更多的考慮環(huán)境因素，在此次設(shè)計(jì)中，我采用瓦楞紙為主要原材料，經(jīng)過模切、插接等工藝制作出滿足力學(xué)性能的環(huán)保扶手椅[8]。（1）方案分析該作品以瓦楞紙為材料，充分利用紙質(zhì)材料的特點(diǎn)進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)，該作品的設(shè)計(jì)理念是遵循可循環(huán)性原則，材料的循環(huán)利用是對能源和環(huán)境的一種保護(hù)，家具使用到壽命后，又可以回收制造成紙產(chǎn)品，供人們繼續(xù)使用。該作品以簡約的設(shè)計(jì)風(fēng)格為主，大氣且不失品味，沒有膠黏劑的污染，不會對人體有任何傷害，而且紙制品質(zhì)量較輕，不會對小孩造成意外傷害，可以擺放在客廳、臥式等地方。（2）造型設(shè)計(jì)分析規(guī)規(guī)矩矩的傳統(tǒng)單人靠背椅，造型敦厚，置身其中，身體的各個部分都會得到適度的承托，舒適感絕佳，而且這款扶手椅的框架材料為瓦楞紙板，凸顯其與眾不同的個性，使這款簡單的扶手椅更加具有吸引力，軟體部分通過變換不同圖案和色彩的布藝，為居家?guī)聿煌臍赓|(zhì)[9]。（3）結(jié)構(gòu)分析該作品采用斷面插接式結(jié)構(gòu)，由23個紙板部件通過相應(yīng)的插和接方式進(jìn)行固定組合而成。其部件形態(tài)采用質(zhì)直線，主要受力面為三角支撐，插接式為紙板家具常用的方法之一。扶手采用圓弧狀，既起到支撐效果，而且使沙發(fā)更具有美觀性和親和力。結(jié)構(gòu)工作圖紙如下：圖4-1扶手椅的結(jié)構(gòu)工作圖紙此扶手椅運(yùn)用插接式結(jié)構(gòu)，主要零件的效果圖如下：圖4-2扶手椅的主要零件效果圖4.1.2靠背椅靠背椅產(chǎn)生于南北朝，唐代以后使用的更加普遍。椅面一般為方形，有靠背，拱形搭腦。靠背椅的造型特點(diǎn)就是靠背無扶手，并且靠背搭腦不出頭。（1）創(chuàng)意分析該作品由12片紙板部件組成，單個部件的最大尺寸為1060mm×800mm，小于全開（844mm×1162mm）紙的尺寸，因此可以將這些部件進(jìn)行合理分配，將核實(shí)的若干部件放在一塊全開紙板上進(jìn)行切割，減少材料的消耗，避免不必要的浪費(fèi)。使用最少原材料，使消費(fèi)者購買以后可以很方便的帶回家，顧客買回家后，可以根據(jù)壓制的痕跡自行折疊、插接安裝[10]。（2）造型設(shè)計(jì)分析瓦楞紙家具屬于現(xiàn)代感非常強(qiáng)的家具，這類家具多采用垂直線盒水平線，因?yàn)榇怪本€具有簡潔、上升、張力、明確性、堅(jiān)毅、陽剛氣、銳利行、莊重的情感特征；水平線具有穩(wěn)定、擴(kuò)張、延伸、寧靜、廣闊、深遠(yuǎn)的情感特征。因此該作品采用最簡單的線條，組合成垂直面、水平面和斜面，給人單純直接的感覺，很適合表達(dá)現(xiàn)代感覺的簡潔化。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析該作品采用空間組合結(jié)構(gòu)，首先設(shè)計(jì)出搭建空間框架的各種部件及展開圖，根據(jù)組合需要設(shè)計(jì)插接縫隙和折疊壓痕，經(jīng)過模切壓痕，然后將各個部件板材按照要求進(jìn)行折疊、插接和組合，紙質(zhì)家具設(shè)計(jì)制作完成。紙椅的結(jié)構(gòu)工作圖紙如圖4-3所示。圖4-3靠背椅的結(jié)構(gòu)工作圖紙此單體由瓦楞紙板折疊而成，比較穩(wěn)定，可以起到支撐作用。主體結(jié)構(gòu)的效果圖如下：圖4-4靠背椅椅的效果圖4.1.3嬰兒床（1）創(chuàng)意分析嬰兒床的使用時間一般不超過一年，選擇瓦楞紙制造的嬰兒床，價格低廉，安全舒適，很適合短期使用者。此嬰兒床具有搖床的作用，而且家長可以坐在旁邊靠背椅上，一邊給嬰兒唱歌或者讀書，一邊有頻率的擺動?jì)雰捍病Ｆ淞Ⅲw效果圖如下：圖4-5嬰兒床的立體效果圖（2）功能性分析為了增強(qiáng)這款嬰兒床的使用的功能性，將嬰兒床與搖椅的完美結(jié)合，使其既具有讓嬰兒舒服休息的功能，還可以讓家長坐在旁邊的搖椅上，使家長與嬰兒均享受到舒適與安全感。嬰兒長大后，嬰兒床可以拆卸下來，棄之不用，搖椅還可以繼續(xù)使用。使嬰兒床的使用期限加長。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析紙質(zhì)家具的制造工藝不同于一般木材、金屬、塑料，因此應(yīng)該結(jié)合瓦楞紙家具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，對其進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，使其具有可加工性。總體結(jié)構(gòu)的成型采用空間組合式，將層疊式結(jié)構(gòu)與插接式結(jié)構(gòu)相結(jié)合。垂直面上，用瓦楞紙板層疊，且使其楞向成十字交叉形式。這樣可以增加強(qiáng)度。在棱角處，選用紙護(hù)角進(jìn)行粘貼，既起到連接作用，又可以增加強(qiáng)度。首先將瓦楞紙板按照不同的楞向和尺寸裁切成片狀，并且按照楞向垂直層疊粘貼起來，然后將800×190mm的長方形紙板卷成圓筒狀，然后插入豎直方向的孔中，再用兩張瓦楞紙板將這些圓筒包裹起來，并且保證兩張瓦楞紙板的楞向垂直，這樣可以使其水平方向的抗壓能力增強(qiáng)。為了增強(qiáng)紙質(zhì)嬰兒床的強(qiáng)度，在其座位下方粘貼數(shù)個折疊紙板，同時可以起到前后搖擺的作用。圖4-6嬰兒床的結(jié)構(gòu)工作圖紙4.2桌、幾類4.2.1電腦桌（1）方案分析電腦桌的材料一般都為玻璃或者木材，但是基于環(huán)保理念，創(chuàng)新采用瓦楞紙作為電腦桌的主要材料，既減少了資源浪費(fèi)，也能更好的起到散熱的效果。而且紙質(zhì)電腦桌的質(zhì)量較輕，可以根據(jù)使用者的需要，隨意挪動位置。（2）造型及功能分析整個電腦桌以直線型為主，簡潔大方，瓦楞紙板的顏色更能凸顯其色彩的穩(wěn)重性。寬大的桌面不僅可以擺放電腦，還可以放一些水杯筆記本之類的小雜物，桌面下邊還有三個抽屜，使用起來比較方便。桌面有一圓孔，方便鍵盤和鼠標(biāo)的連接線穿過。電腦桌的立體效果圖如下：（3）結(jié)構(gòu)分析為了克服瓦楞紙家具承載力較差的缺點(diǎn)，將如圖4-8中的瓦楞紙折疊成具有一定厚度的長方體，然后插入圖4-9中折疊紙盒的縫隙中，使其連接成一個整體。為了增強(qiáng)其強(qiáng)度，可以使用紙護(hù)角進(jìn)行粘貼。圖4-7電腦桌的立體效果圖圖4-8水平面的平面展開圖圖4-9豎直面的平面展開圖電腦桌配有抽屜，抽屜的結(jié)構(gòu)是有一塊紙板組成，箱底板延伸成箱體板，不需要釘合或膠合，只要折疊即能成型，短邊側(cè)板和長邊側(cè)板都帶有插入式鎖口結(jié)構(gòu)，頂部敞開，可以增強(qiáng)紙箱的整體抗壓強(qiáng)度，其的平面展開圖如下：圖4-10抽屜的平面展開圖4.2.2茶幾茶幾一般都是放在客廳沙發(fā)的位置，主要起到放置茶杯和泡茶用具、酒杯、水果、煙灰缸等。（1）創(chuàng)意分析這是一個小巧簡單、富有趣味性的小茶幾的設(shè)計(jì)，將四葉草的造型與茶幾結(jié)合起來，將一般的長方形、圓形的茶幾面改用四葉草的形狀。使茶幾具有一定的生命力。雖然最終的產(chǎn)品因?yàn)橐恍┝W(xué)性能、材料等條件的限制，效果與理想有些差距，但該設(shè)計(jì)在草圖構(gòu)思階段，運(yùn)用仿生設(shè)計(jì)手法，由常見的四葉草展開聯(lián)想，構(gòu)思出可面向生產(chǎn)的紙家具的雛形，并進(jìn)一步完善細(xì)節(jié)[11]。（2）造型設(shè)計(jì)分析這款設(shè)計(jì)是從生活中捕捉設(shè)計(jì)原型，通過抽象和概括，提煉出設(shè)計(jì)元素，并且對設(shè)計(jì)元素進(jìn)行物化處理，使之能夠更好的與使用功能和制作工藝相協(xié)調(diào)。仿生家具中，每個凳子就類似于四葉草的每一片葉子，四個凳子組合便成了四葉草的造型。整體結(jié)構(gòu)的立體效果圖如下：圖4-11茶幾的造型設(shè)計(jì)圖（3）結(jié)構(gòu)分析茶幾是由四個單體組合而成，每個單體還可以自由拼接。凳子的三角形結(jié)構(gòu)是由紙板折疊加工而成，其頂部開敞，但是緊縮的空間可以消除傳統(tǒng)桌面的必要性，還可以折疊處不同的形狀。其圓弧狀部分采用層疊式結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能較強(qiáng)。支架的平面展開圖如下：圖4-12茶幾支架的平面展開圖四張此展開圖經(jīng)過折疊插接后的效果圖如圖4-13所示。凳子的三角形部分的平面展開圖如圖4-14所示，折疊成型后的效果圖4-15所示。圓弧狀部分采用層疊式，單片的平面展開圖如圖4-16所示，層疊后的效果圖如圖4-17所示。圖4-13茶幾支架的立體效果圖圖4-14凳子三角形部分的平面展開圖圖4-15凳子三角形部分折疊成型后的效果圖圖4-16凳子圓弧狀部分的結(jié)構(gòu)工作圖紙圖4-17凳子圓弧狀部分的的立體效果圖4.3柜、架類4.3.1書柜許多人都有在床上、躺椅上閱讀的習(xí)慣。然而書架與床之間的距離，總是擾了閱讀的興致。為此，此次課題基于改變現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)出書架與躺椅完美結(jié)合的一款組合家具，帶給消費(fèi)者最愜意的閱讀體驗(yàn)。（1）方案分析該作品是一款時尚的多功能性組合家具。組合柜的每個單體既是儲物架，也可以作為書架，幾個單體任意組合在一起時，便構(gòu)成一套書柜或者儲物柜。單體造型為直線條和幾何形，中間有符合人機(jī)的躺椅，使讀者可以很舒服的看書，儲物空間充分考慮到書籍的大小尺寸，盡量做到空間的不浪費(fèi)，整體造型給人一種靈活多變、簡潔舒適、時尚的特點(diǎn)。（2）結(jié)構(gòu)分析此組合家具的結(jié)構(gòu)主要分為兩種，書架的結(jié)構(gòu)主要采用折疊式[12]，然后將折疊好的部件通過零件進(jìn)行鉚接，使之成為框架結(jié)構(gòu)。躺椅主要采用插接方式成型。然后將書架與躺椅拼接在一起，完成組合家具的設(shè)計(jì)及制造。每個單體的平面展開圖如下：圖4-18書架的每個單體的結(jié)構(gòu)工作圖紙每個單體經(jīng)折疊成型后的效果圖如圖4-19，每個書架由四個單體組合而成，成型后的效果圖如圖4-20所示。躺椅的造型為不規(guī)則曲面，選擇層疊式結(jié)構(gòu)最為合適。單個零件的平面展開圖和經(jīng)過層疊成型后的效果圖如圖4-21所示。（3）造型分析此作品中既有正方形書架，又有形狀不規(guī)則的躺椅，邊緣不規(guī)則的曲線在視覺上給人以奔放、豐富的感覺，在心里上產(chǎn)生典雅、柔軟、魅力而更具有人情味。因此該組合家具在造型上給人感覺是富有設(shè)計(jì)感的。而且此組合家具將虛體和實(shí)體結(jié)合在一起，使家具既靈動活潑又不失穩(wěn)定性。然后由12個單體組成下圖所示的書架，書架中間為瓦楞紙板層疊而成的躺椅。圖4-19書架單體成型后的立體效果圖圖4-20書架單體組合后的立體效果圖圖4-21躺椅的工作圖紙與效果圖4.3.2鞋柜（1）創(chuàng)意分析整個鞋柜的造型為圓形，讓人覺得圓滿和具有重量感，給人以優(yōu)雅、運(yùn)動的感覺。而每層的高度有所差異，最底層為鞋柜的不良區(qū)，將此層的高度設(shè)計(jì)為450mm，可以放置高度較高的靴子等，同時還設(shè)計(jì)有折疊成型的鞋架，可以放置在鞋柜中，將高度方向上一分為二，充分的利用空間。（2）結(jié)構(gòu)分析鞋柜的主體結(jié)構(gòu)采用在水平方向與豎直方向上進(jìn)行斷面插接。鞋架采用折疊式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)[13]。鞋柜的平面展開圖如下：圖4-22圓柱形鞋柜的結(jié)構(gòu)工作圖紙鞋架的平面展開圖及折疊成型后的立體效果圖如下：圖4-23鞋架的結(jié)構(gòu)工作圖紙圖4-24鞋架的立體效果圖4.4其他家居用品4.4.1收納盒(1)八邊形收納盒此收納盒由三片瓦楞紙板組成，盒蓋與盒底的大小相同，將盒蓋、盒底折疊粘貼成型后，再將折疊成型的盒體套入盒底中，蓋上盒蓋，收納盒的制作過程完成，其工作圖紙及立體效果圖如下：圖4-25八邊形收納盒的結(jié)構(gòu)工作圖紙圖4-26收納盒的效果圖(2)褶皺收納盒采用可折疊式結(jié)構(gòu)，使用時，可根據(jù)裝入的衣物的多少，拉伸盒體，使其合理的使用空間。其平面展開圖如圖4-27所示。4.4.2垃圾桶現(xiàn)在垃圾桶大多為塑料質(zhì)地的，大小固定，但是家庭在使用的時候，會給外面套上一層塑料袋，而塑料袋的大小不同，不能保證能套進(jìn)桶中，所以這款可以像手風(fēng)琴似的伸縮的垃圾桶具有更好的功能性。其平面展開圖如圖4-28所示。4.4.3抽紙盒抽紙盒的造型如同一個房子，可以在上面涂鴉，以配合家居環(huán)境的整體風(fēng)格。其平面展開圖如圖4-29所示。圖4-27褶皺收納盒的結(jié)構(gòu)工作圖紙圖4-28褶皺收納盒的結(jié)構(gòu)工作圖紙圖4-28垃圾桶的結(jié)構(gòu)工作圖紙圖4-29抽紙盒的結(jié)構(gòu)工作圖紙4.4.4“安”字型家具（1）創(chuàng)意分析中國的文字有上千年的歷史，將方方正正的漢字與傳統(tǒng)家具結(jié)合，設(shè)計(jì)出具有中國風(fēng)元素的家具，是這款設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。對漢字的結(jié)構(gòu)的再認(rèn)識，是該設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，漢字結(jié)構(gòu)經(jīng)過設(shè)計(jì)得到一定的轉(zhuǎn)化，將漢字方塊化，使其可以由眾多長方體組合而成。然后對其進(jìn)行優(yōu)化，盡量使各個長方體大小相同，便于設(shè)計(jì)加工，是該設(shè)計(jì)的魅力。（2）造型設(shè)計(jì)分析安字的大小變化可以衍生出很多類型的家具，如尺寸較大時，安子的中心部分可以當(dāng)做茶幾，旁邊的筆畫可以當(dāng)成長條凳子。如果尺寸小的話，人可以直接坐在上面，既可以當(dāng)做凳子，也可以放在家里當(dāng)裝飾品。其俯視圖和立體效果圖如圖4-30所示。（3）結(jié)構(gòu)分析安字中間結(jié)構(gòu)緊湊，有足夠的面積承受人的重量，因此將凳子的重心放在安子的中心部分。為了使家具更美觀，滿足家具的對稱與均衡是一個方法，那么對安字進(jìn)行優(yōu)化，使其左右完全對稱。其中長方體部分運(yùn)用折疊結(jié)構(gòu)，圓弧狀部分采用插接式設(shè)計(jì)?？臻g組合式結(jié)構(gòu)可以更好的滿足紙家具的強(qiáng)度要求。工作圖紙如圖4-31所示圖4-30“安”字型家具的造型圖圖4-31“安”字型家具的結(jié)構(gòu)工作圖紙

5紙質(zhì)家具的未來應(yīng)用與發(fā)展趨勢5.1提升紙質(zhì)家具的物理、力學(xué)特性一直以來嚴(yán)重制約紙質(zhì)家具開發(fā)利用的因素是傳統(tǒng)紙質(zhì)材料力學(xué)性能、耐磨性能和耐潮性能等方面存在弱點(diǎn)。因此，如果對傳統(tǒng)的紙板結(jié)構(gòu)、理化性能等方面的處理和改進(jìn)是可以提升紙質(zhì)材料的物理、力學(xué)性能的，如層壓加厚、進(jìn)行防水防霉處理，也可以經(jīng)過一定折疊、彎曲等方法加工，紙張彈性、強(qiáng)度同樣也可以得到很大程度的提升。當(dāng)紙張性能改善之后，其在家具設(shè)計(jì)方面利用的探索空間將非常廣闊，將使紙質(zhì)家具的缺點(diǎn)得以改善。[14]5.2挖掘紙質(zhì)家具和家居環(huán)境的可融合度在全球都在呼喚綠色設(shè)計(jì)的情況下，紙質(zhì)家居的出現(xiàn)可謂是非常及時。紙質(zhì)家居目前在市場的認(rèn)可程度還是很高的，但是購買數(shù)量上不去，一個原因應(yīng)該是紙質(zhì)家具與家居環(huán)境的融合度上還有待挖掘。當(dāng)紙質(zhì)家居與家居環(huán)境的可融合度達(dá)到協(xié)調(diào)的時候，這樣無論什么家居環(huán)境都可以購買紙質(zhì)家居對其進(jìn)行布置，當(dāng)然這時也要選擇相對應(yīng)的造型和色彩。除了挖掘紙質(zhì)家居和家居環(huán)境的融合度外，還得考慮紙質(zhì)家居與其他材質(zhì)的家居