设计与材料—以水杯为例

水杯的材料选用

杯子的类别很多.可以根据材料分类，比如陶瓷杯,玻璃杯，塑料杯,不锈钢杯，木鱼石杯,景泰蓝杯等，可以根据功能分为日用杯,广告杯 ,促销杯，保健杯等,可以根据寓意分为合欢杯，情侣杯,夫妻杯等，根据结构工艺分为单层杯,双层杯 ,真空杯，纳米杯,能量杯，生态杯等.。

1.陶瓷水杯

陶瓷的应用源远流长，在古代的茶具中占有主要的地位，现在陶瓷的应用虽不如古代那么流行，但是由于陶瓷的特殊性能，往往加入新的材料，使陶瓷具有某些特殊的性能成为新型陶瓷。陶瓷的熔点很高，大多在2000摄氏度以上，因此具有很高的耐热性能。陶瓷的线胀系数小，导热性和抗热震性都较差，受热冲击时容易破裂。但是在水杯的应用时陶瓷对于100摄氏度左右的热冲击还是不在话下的，导热性较差，使得盛着热水的陶瓷水杯不是很烫。陶瓷的价格不是很贵，因此大多数人都能消费，在水杯设计中应用广泛，现在往往用陶瓷做一些有特殊趣味的水杯，陶瓷这种材料经常被一些著名的设计师采用。陶瓷用作水杯的缺点就是容易摔碎，但这并不能影响陶瓷在水杯中的应用。因为陶瓷的加工特性是陶瓷水杯绝大多数都是敞口外形，附加造型很少。

上图中的陶瓷水杯，网上售价仅为十元，开口比底部略大，心形的设计十分简洁，附加的造型仅为把手，符合大多数陶瓷水杯的造型式样。

2.塑料水杯

塑料水杯占据了水杯市场的大部分份额，特别是在经常携带的水杯使用场合，如现在学生上课时带水所用的水杯95%为塑料水杯，5%为不锈钢水杯，原因在于塑料水杯质量小，容易密封不漏水，一般的价格处于水杯价格的最底端。塑料之所以应用广泛是因为相对其他材料而言，塑料易成型、成本低，水杯的形状可以不受其形态和线性的限制，基本上都可以在注射机上一次成型，且批量生产数量一次性产量高，单件产品成本很低；有一定的强度，足以满足盛水的需要；透明性好、着色性强，因此水杯的颜色可以千变万化以供选择；耐磨性高，水杯不易变花；透光保温；耐热性较差，对于100摄氏度左右的温度没有问题；部分塑料在热水作用下产生有毒物质。采用塑料进行水杯设计，水杯的造型几乎能够随心所欲，能够给设计师提供充分的想象任意发挥。

上图的两个水杯采用的是双层印花，材质为PS塑料，双层结构，不易损坏， 重90g，高13.5cm，满水容量0.4L。

3.玻璃水杯

玻璃的透明性往往给人以干净的感觉，因此玻璃水杯与陶瓷水杯经常作为家居物品使用。玻璃材料在水杯设计时的优点有透光性好，有种高雅的感觉，整体着色，颜色变化奇特；硬度高，比一般金属都硬；化学稳定性极高，是所有材料中最稳定的材料；导热性差，只有钢的1/400。玻璃材料在水杯设计时的缺点是热稳定性极差，温度急变时玻璃内部产生的内应力很容易超过了玻璃的强度在急冷急热情况下很容易炸裂，造成危险。在水杯的制造中最常采用的成型工艺是吹制法和压制法。

4.不锈钢杯

不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。一般说来，含硌量大于12%的钢就具有了不锈钢的特点 不锈钢按热处理后的显微组织又可分为五大类：即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢及沉淀碳化不锈钢文字。

由于钢的导热性能极好，所以以上两个杯子都是，双层不锈钢真空构造。不锈钢的延展性能又很好，做成双层不锈钢工艺仍然不是很复杂。附加把手等多用其他材料如塑料等进行设计，因为在大批量生产时，不规则的把手等形状不容易成形，而塑料等则很容易进行变形加工。所以在设计将不同材料结合起来使用能将各自的优点充分发挥出来，并且不会使成本太高。以上两个杯子的杯盖设计也是将不锈钢和橡胶塑料结合起来，是因为不锈钢不容易做到密封效果，而相对不锈钢橡胶塑料比较容易，同时，杯盖的设计既可以做杯

盖，又可以做杯子来使用。

不锈钢杯子的使用场合多为外出旅游时，因其的重量问题使得它在平时生活中不常使用。

5.木杯

木质杯子的材料大多是竹子，而且经常是直接利用。因为竹子的特点恰好和杯子的特征相似，中空外直，有节（有底），正可以直接就用来做杯子使用。如上图所示，这两个杯子的设计均是取了竹子的一节，进行打磨，口部设计成椭圆形状，更富有动态变化。把手的设计也是直接从竹子上取成条状直接热弯嵌入杯子之中。木质材料的使用往往使人觉着更贴近自然，在设计时几乎不采用任何装饰，充分表现木材自然质感特征。

6.纸杯

把用化学木浆制成的原纸（白纸板）进行机械加工、粘合所做得的一种纸容器，外观呈口杯形。供冷冻食品使用的纸杯涂蜡，可盛装冰淇淋、果酱和黄油等。供热饮使用的纸杯涂塑料，耐90℃ 以上温度，甚至可盛开水。纸杯分为单面PE淋膜纸杯和双面PE淋膜纸杯：单面PE淋膜纸杯用单面PE淋膜纸张生产， (国内常见的市场纸杯,广告纸杯大多数都是单面PE淋膜纸杯),其表现形式为: 纸杯装水的那一面有光滑的PE淋膜；双面PE淋膜纸杯用双面PE淋膜纸张生产，表现形式为纸杯内面和外面都有PE淋膜。纸杯的特点是安全卫生、十分轻巧方便。最常见的适用场合使公共场所、饭店、餐厅，绝大多数作为一次性用品。

上图纸杯的设计加入所用场所的标识，因为容易在纸质的表面进行图案喷涂。巧妙地把手设计，使杯子更容易被端起来，避免经常发生的捏瘪烫伤。杯壁也是采用的双层纸质设计，提高隔热效果。

7：磁化杯

磁化杯是水磁化器的一种，将自然水放入磁化杯磁化后而成为磁化水的一种装置。在我国磁化水治病有悠久历史，早在1400年前，南北朝(420-589)医学家陶弘景(452一536)在《名医别录》中记载，饮用磁石\"炼水治病\"。现代生物磁学及磁医学大量研究证实，磁化水(磁化酒)具有良好的磁效应。

普通水在磁化器内，以一定量，流速流过磁场时(或在磁场中停留)水体垂直切割线(或由水的热运动切割磁力线)产生电磁感应，在磁场作用下，使水体的理化性质发生变化，就可成为有生物效应的磁化水。 磁化水分子中的原子结构也发生了变化。水分了中的三

个原子，并不在一条直线上。用X线衍射法对冰的结构进行测定，表明二个0一H键之间构成104.5度的夹角。氧原子在水中吸引电子的能力比氢原子大得多。磁化杯处于水分子一端的氧原子带部份负电荷，另一端的两个氢原子带部份正电荷。从微观理化特性上确有多方面的改变。从而产生了特异效应。

随着水的磁化过程，逐渐改变了水分子的排列，破坏了水分子之间的氢键，使缔合的水分子变成了单散的分子，长键变成短键，从而促进其渗透能力和溶解能力增加，比较容易地渗透人体结石之中以及机体内部脏层与壁层之间。加之磁化水可能激活机体内某些酶的活性;有力地促进了营养物质的代谢。