行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告

行 政 院 國 家 科 學 委 員 會 專 題 研 究 計 畫 成 果 報 告 綠 色 設 計 與 文 化 反 思 以 竹 材 為 例 計 畫 編 號 :NSC 96-2218-E-009-024- 執 行 期 限 :96 年 9 月 1 日 至 97 年 6 月 30 日 主 持 人 : 林 銘 煌 交 通 大 學 應 用 藝 術 所 一 摘 要 現 今 工 業 社 會, 人 類 大 量 使 用 不 可 分 解 的 塑 膠, 加 上 濫 砍 森 林, 使 得 地 球 遭 遇 前 所 未 有 的 環 境 迫 害, 並 開 始 一 連 串 包 括 溫 室 效 應 等 氣 候 異 常 的 現 象 工 業 化 的 大 量 生 產 伴 隨 工 業 設 計 的 美 化 包 裝, 造 成 人 類 只 知 物 質 慾 望 而 未 察 覺 慾 望 滿 足 之 後 帶 來 的 災 害 工 業 設 計 在 環 保 議 題 中, 絕 對 有 責 任 反 思 並 嘗 試 減 緩 工 業 產 品 所 造 成 的 生 態 危 機 因 此, 本 設 計 案 針 對 竹 子 做 深 入 研 究, 希 望 將 竹 材 做 工 業 化 推 廣, 使 得 竹 材 的 使 用 量 能 代 替 部 分 的 林 木 資 源, 甚 至 能 以 竹 材 替 換 塑 膠 原 料, 降 低 工 業 對 環 境 造 成 的 影 響 本 研 究 案 以 瞭 解 國 內 外 竹 材 相 關 創 作 傳 統 工 法 與 可 利 用 之 現 代 加 工 技 術 等 做 為 研 究 起 點, 以 材 質 加 工 和 實 驗 創 作 為 主 要 研 究 方 法, 以 課 程 教 學 與 設 計 實 務 作 為 研 究 實 驗 過 程, 尋 求 台 灣 竹 製 品 適 當 的 現 代 造 形 語 彙 為 目 標 此 研 究 成 果 報 告 共 分 八 大 項 目 研 究 成 果 的 第 四 項, 呈 現 本 研 究 案 的 最 終 設 計 製 作 物 ; 第 五 項 則 依 據 製 作 流 程 中 所 遇 到 的 困 難 與 嘗 試 之 解 決 方 式, 推 論 材 質 的 設 計 特 性 與 未 來 製 作 方 法 ; 最 後 於 第 六 項 提 出 研 究 結 論, 歸 納 出 竹 材 工 業 化 的 可 能 方 式, 以 及 工 業 設 計 在 竹 材 的 工 業 化 範 疇 上 所 能 提 供 的 幫 助 關 鍵 詞 : 工 業 設 計 環 保 竹 子 材 料 造 形 二 緣 由 與 目 的 全 世 界 都 已 了 解 二 氧 化 碳 排 放 的 危 害 性 與 山 林 保 育 的 重 要 性 人 類 對 大 自 然 的 工 業 化 惡 質 開 發, 從 工 業 革 命 時 代 的 微 毫 累 積, 至 今 已 演 變 成 人 類 不 得 不 面 對 的 環 境 與 生 態 浩 劫 如 何 在 現 代 化 與 永 續 生 存 之 間, 取 得 巧 妙 的 平 衡, 是 工 業 化 現 代 化 的 世 界 所 面 臨 的 難 題 在 工 業 鏈 結 中, 材 料 取 得 製 造 過 程 商 品 包 裝 回 收 利 用 等 階 段 都 符 合 環 保 時, 我 們 才 得 以 冀 望 能 永 續 經 營 地 球 目 前 以 竹 代 木 是 一 個 新 興 的 趨 勢, 藉 以 降 低 林 木 的 砍 伐 速 度 ; 另 一 個 優 勢 是 伐 竹 後 的 地 下 竹 莖 可 繼 續 繁 殖 保 護 土 壤, 再 經 三 年 又 可 採 收, 是 林 木 達 不 到 的 以 竹 代 木 在 一 定 程 度 上 舒 解 了 木 材 緊 缺 的 問 題, 對 於 林 木 保 育 方 面 起 到 越 來 越 重 要 的 作 用 竹 材 產 業 因 現 代 化 而 沒 落, 近 來 才 因 生 物 科 技 與 製 程 技 術 的 進 展, 找 到 擠 身 工 業 化 材 料 的 優 點 如 : 副 產 品 - 竹 炭 當 東 方 文 化 逐 漸 受 到 國 際 流 行 時 尚 與 設 計 界 重 視 ; 另 一 方 面, 全 球 熱 烈 討 論 環 保 素 材 與 環 保 製 程 的 話 題, 如 何 將 天 然 竹 材 運 用 於 產 品 設 計 上, 可 成 未 來 的 趨 勢 過 去 因 西 方 技 術 與 設 計 遠 優 於 東 方, 所 以 都 由 歐 美 設 計 師 詮 釋 東 方 風 格, 但 亞 洲 工 業 技 術 已 然 發 達, 該 是 由 東 方 設 計 師 自 主 詮 釋 新 的 東 方 味 了 工 業 文 化 與 環 保 並 重 的 東 方, 更 有 優 勢 在 這 些 綜 合 議 題 上, 提 出 完 善 的 解 決 策 略 本 研 究 針 對 竹 材 做 深 入 的 研 究 目 的 即 在 採 用 竹 材 作 為 工 業 材 料, 可 減 少 對 林 木 的 砍 伐, 亦 希 望 能 逐 步 減 少 塑 膠 的 使 用, 以 維 護 綠 色 地 球 除 了 以 竹 材 作 為 核 心 材 料, 並 尋 求 其 他 配 合 的 複 合 材 質, 提 高 竹 材 產 品 的 商 品 化 程 度 同 時, 將 工 業 設 計 導 入 竹 材 研 發 與 應 用 的 過 程, 加 速 竹 材 進 入 工 業 製 造 與 商 品 化 的 流 程, 讓 非 自 然 的 塑 料 能 逐 漸 被 自 然 竹 材 替 換 三 竹 材 特 性 1

3.1 物 理 性 質 與 處 理 (a) 撓 曲 彈 性 佳 : 竹 桿 彈 性 佳, 一 定 力 道 敲 擊 不 會 裂, 順 著 纖 維 彎 曲 不 易 斷 裂 直 纖 維 的 好 處 是, 割 裂 性 好, 順 著 纖 維, 就 可 取 得 編 織 所 要 使 用 的 各 種 寬 窄 粗 細 竹 篾 ; 缺 點 為 溫 差 10 度, 就 會 使 竹 桿 崩 裂 (b) 抗 挫 力 高 : 使 用 於 地 樑 或 屋 架, 用 料 只 需 要 木 材 的 40% 經 壓 力 與 張 力 研 究 測 試, 上 表 面 積 為 10cm2 之 竹 稈, 可 支 撐 5 噸 重 量 竹 建 材 抗 拉 折 強 度 較 木 建 材 高 於 1.5 倍 以 上 經 檢 測 其 順 紋 抗 拉 強 度 與 抗 壓 強 度, 為 櫻 桃 木 的 2 倍 杉 木 的 2.5 倍 (c) 物 性 防 腐 防 蛀 : 燻 烤 炭 化 皆 能 讓 竹 材 含 水 率 與 糖 份 含 量 降 至 最 低, 以 有 效 達 到 防 腐 與 蟲 蛀 3.2 化 學 性 質 與 處 理 (a) 遠 紅 外 線 能 量 : 竹 炭 具 活 化 體 內 細 胞, 促 血 液 循 環, 助 新 陳 代 謝, 可 使 食 物 保 存 更 久, 飲 品 更 加 美 味, 其 可 能 性 與 商 機 無 窮 並 擁 有 極 佳 之 蓄 熱 保 溫 及 乾 爽 舒 適 等 機 能 (b) 竹 炭 的 絕 緣 與 導 電 性 : 低 於 800 度 攝 氏 燒 出 的 竹 炭, 趨 近 於 絕 緣, 具 阻 隔 電 磁 波 並 呈 弱 酸 性, 反 之 則 具 導 電 性, 呈 弱 鹼 性 可 改 善 土 質 或 體 質 (c) 分 解 有 毒 物 質 的 特 性 對 硫 化 物 氮 化 物 甲 醇 苯 酚 等 有 害 化 學 物 質, 能 發 揮 強 大 的 吸 附 分 解 作 用, 亦 有 調 節 濕 度 分 解 異 味 消 除 臭 味 等 功 能 (d) 化 學 保 青 : 原 竹 竹 青 易 刮 傷, 經 久 會 轉 化 成 黃 棕 色 乃 至 深 咖 啡 色 透 過 化 學 藥 劑 的 塑 化 與 固 色 處 理, 保 留 竹 青 色 澤 (e) 化 性 防 腐 防 蛀 : 竹 材 在 煮 沸 水 後, 浸 於 含 醋 酸 氫 氧 化 鈉 (0.2%~0.8%) 碳 酸 鈉 (5%) 尿 素 聚 乙 二 醇 等 水 溶 液 中 進 行 塑 化 反 應, 使 澱 粉 與 糖 類 變 質 來 防 腐 防 蛀 3.3 初 估 之 設 計 性 質 與 處 理 (a) 截 面 橫 紋 : 空 圓 稈 而 節 紋 獨 特, 經 不 同 角 度 橫 切 後, 具 圓 或 橢 圓 美 感 ; 剖 竹 製 板 可 觀 賞 漂 亮 植 物 纖 維 之 順 紋, 原 竹 形 體 就 是 最 具 特 色 之 處, 不 管 是 生 活 用 品 家 具 或 空 間 設 計 皆 能 善 加 使 用 (b) 竹 青 質 感 : 竹 青 含 有 蠟 質, 光 滑 堅 硬, 一 般 製 作 竹 編 之 竹 篾 都 將 其 保 留, 使 用 越 久 色 澤 愈 美, 但 如 果 需 要 染 色 或 作 生 漆 塗 裝 處 理 時, 就 必 須 刮 除 才 好 製 作, 近 來 可 使 用 煙 燻 或 炭 化 處 理 來 增 加 古 味 (c) 膠 合 層 積 : 膠 合 層 積 後 的 竹 板 塊 防 蛀 防 腐, 更 可 在 膠 合 過 程, 使 用 模 具 來 壓 製 成 型, 是 運 用 於 家 具 與 生 活 用 品 很 好 的 材 質 因 與 化 學 膠 合 劑 反 應 關 係, 層 積 板 更 加 穩 定 強 化, 等 同 中 高 硬 度 木 料, 經 多 道 漆 料 的 處 理 後, 溫 潤 色 彩 與 紋 理 呈 現 有 如 絲 綢 般 光 亮 細 緻 (d) 原 竹 加 工 : 不 需 經 膠 合 或 金 屬 件 連 接, 僅 利 用 鑿 彎 折 接 等 傳 統 工 法, 將 圓 稈 材 及 細 枝 接 製 而 成 (e) 竹 編 應 用 : 將 竹 稈 剖 分 為 竹 片 竹 篾 絲, 之 後 再 編 組 而 成 竹 編 技 法 擁 有 無 限 的 可 能 性, 所 以 不 管 是 包 覆 穿 插 等 方 式 和 其 他 材 質 都 有 高 度 配 合 性 竹 細 編 難 免 會 有 細 縫, 使 用 天 然 生 漆 或 透 漆 塗 裝 竹 編, 一 來 可 以 填 補 細 縫, 再 者 能 使 其 防 水 防 腐, 色 澤 更 加 質 樸 漂 亮 (f) 雷 雕 處 理 : 不 管 是 竹 薄 片 透 雕, 或 是 使 用 雷 雕 機 進 行 竹 管 圓 雕, 都 有 相 當 不 錯 的 視 覺 效 果 (g) 旋 切 薄 片 : 旋 切 或 平 切 之 竹 薄 片, 展 現 出 獨 特 竹 紋, 較 於 原 竹 更 不 易 變 形 與 蟲 蛀 四 竹 材 實 作 成 果 4.1 手 錶 強 調 原 生 竹 管 的 特 殊 橫 紋 與 竹 青 表 面, 塑 造 一 個 其 他 材 質 所 未 能 達 到 的 形 式 與 質 感, 如 圖 一 二 所 示 以 電 子 數 字 計 時 器 與 傳 統 竹 材 進 行 融 合, 塑 成 傳 統 與 創 新 的 融 合 設 計 2

圖 一 竹 材 手 錶 圖 圖 二 竹 材 手 錶 側 視 圖 此 錶 用 運 保 青 竹 材 來 表 現 竹 材 的 翠 綠, 將 竹 管 內 車 一 斜 角, 顯 露 纖 維 橫 紋, 並 厚 裝 置 一 電 子 機 芯, 再 以 金 屬 圓 盤 封 底 並 固 定 錶 帶 錶 帶 以 方 竹 竹 皮 薄 片 構 成, 末 端 鎖 固 不 銹 鋼 蝴 蝶 釦 整 體 外 觀 以 金 屬 襯 托 綠 色 竹 材, 跳 脫 傳 統 工 藝 的 束 縛 表 面 以 漆 器 工 法 進 行 塗 裝, 使 用 天 然 漆 可 使 接 觸 面 更 加 溫 潤, 竹 材 原 本 就 有 天 然 環 保 的 自 然 意 象, 生 漆 則 讓 表 面 在 使 用 的 過 程 中, 受 到 皮 膚 油 脂 的 磨 擦, 而 越 加 滑 順 光 亮 製 成 如 此 之 製 成 方 式 雖 自 古 流 傳, 但 因 加 工 方 式 限 制, 易 造 成 成 品 樣 式 多 無 變 化 且 相 似 性 過 高, 較 難 突 顯 現 出 竹 材 的 獨 特 之 處 與 特 有 美 感! 於 是 特 別 強 調 利 用 竹 管 的 切 面 竹 材 本 身 孔 洞 的 通 透 感, 加 上 竹 管 切 面 細 緻 的 纖 維 紋 路, 企 圖 展 現 出 一 種 : 就 算 僅 套 用 普 通 椅 形, 也 能 展 現 出 的 特 有 韻 味! 而 曲 面 呈 現 的 流 動 造 型 感, 將 竹 管 內 緣 與 外 緣 的 顏 色 變 化 襯 托 得 更 加 明 顯, 使 椅 子 的 視 覺 整 個 的 呈 現 一 種 似 乎 就 要 翩 翩 起 舞 的 輕 盈! 於 是 不 必 強 加 許 多 高 科 技, 也 能 展 現 符 合 潮 流 的 現 代 感, 並 原 味 保 留 竹 子 天 生 的 東 方 韻 味 ; 如 圖 五 所 示 4.2 LED 檯 燈 嘗 試 將 取 之 於 大 自 然 的 竹 材, 發 揮 其 彎 曲 的 造 型 特 質, 故 主 要 訴 求 在 於 保 留 竹 材 加 工 時 扭 轉 與 彎 折 的 造 型 語 彙, 並 思 考 台 灣 本 土 生 產 之 竹 層 積 材 與 金 屬 和 壓 克 力 媒 材 複 合 的 設 計 火 花 而 在 另 一 方 面 考 量 節 能 減 碳 的 全 球 議 題 使 用 的 照 明 光 源 為 綠 色 節 能 的 LED 照 明 技 術, 與 自 然 材 料 的 結 合, 讓 家 中 的 產 品 不 再 是 冷 冰 冰 的 工 業 材 料, 傳 統 材 料 與 科 技 在 嶄 新 的 設 計 詮 釋 之 下, 點 燃 一 盞 溫 暖 竹 光, 如 圖 三 四 所 示 圖 五 竹 椅 整 體 外 觀 圖 利 用 竹 管 形 成 天 然 的 中 空 孔 洞 特 性 以 及 天 然 材 質 固 有 的 柔 軟 韌 性, 將 竹 管 製 成 透 氣 舒 適 之 椅 面 因 應 結 構 強 度 需 求, 在 椅 面 下 方 以 同 為 管 狀 的 金 屬 ( 不 鏽 鋼 ) 焊 接 成 支 撐 面 與 支 架 竹 管 與 竹 管 之 間 以 精 密 的 角 度 計 算 連 接 與 膠 合, 加 強 結 構 支 撐 度 其 中 空 孔 洞 在 多 數 聚 合 的 狀 態 下 內 部 天 然 的 色 差 呈 現 富 有 變 化 的 美 感, 不 但 在 視 覺 上 營 造 好 像 會 呼 吸 般 一 種 通 透 輕 盈 的 感 覺, 更 讓 使 用 者 在 維 持 長 期 的 坐 姿 時, 身 體 與 坐 面 能 有 良 好 的 天 然 散 熱 效 果 椅 面 下 自 然 的 形 成 陰 影, 也 有 如 陽 光 灑 落 的 樹 蔭 般, 隨 光 影 的 變 化, 煥 化 成 美 麗 的 花 紋! 是 一 嘗 試 兼 顧 視 覺 美 感 度 與 使 用 舒 適 度 的 產 品 設 計 ; 如 圖 六 七 所 示 圖 三 竹 材 LED 檯 燈 圖 圖 四 竹 材 LED 檯 燈 側 視 圖 4.3 座 椅 本 研 究 有 鑑 於 一 般 市 面 上 可 見 之 竹 椅 產 品, 多 以 竹 板 部 分 竹 管 或 積 成 材 方 式 圖 六 竹 椅 背 面 側 視 圖 3

圖 七 地 面 形 成 影 子 紋 路 金 屬 與 竹 材 的 搭 配, 造 成 視 覺 上 冷 與 暖 輕 薄 與 厚 實 堅 硬 與 柔 軟 相 互 交 疊 結 合 的 效 果, 讓 設 計 整 體 雖 形 式 簡 約, 卻 更 加 搶 眼 突 出! 4.4 鞋 拔 家 中 的 成 員 鞋 子 款 式 眾 多, 此 設 計 最 主 要 是 發 揮 竹 材 具 彈 性 的 特 質, 希 望 能 運 用 竹 材 本 身 材 質 的 特 性, 達 到 機 能 上 的 訴 求 利 用 前 端 弧 面 的 切 口 與 後 方 金 屬 扣 環 上 下 移 動, 改 變 鞋 拔 的 弧 面 大 小, 以 期 適 合 家 中 每 一 個 成 員 不 同 的 鞋 款, 如 圖 八 圖 八 竹 拔 設 計 模 擬 圖 利 用 直 向 的 紋 理 可 避 免 使 用 上 自 易 斷 裂 的 問 題, 另 外 應 用 材 質 本 身 讓 整 個 鞋 拔 一 體 成 型, 讓 製 程 上 的 成 本 與 困 難 度 降 低, 鐵 釦 環 則 表 現 自 然 與 人 工 材 質 的 互 相 衝 突, 造 型 以 及 自 然 材 質 的 運 用 即 能 達 到 此 用 品 的 機 能 後 方 手 持 部 份 有 孔 洞 的 設 計, 方 便 可 以 掛 在 家 中 任 何 一 個 角 落, 成 為 家 裡 的 一 個 擺 飾 品 五 竹 材 實 作 所 得 之 設 計 特 性 5.1 手 錶 (a) 傳 統 意 象 深 固 : 殺 青 後 的 竹 材 表 面, 以 不 帶 綠 色 而 呈 現 黃 色, 在 意 象 上 顯 得 過 於 傳 統 不 具 科 技 感 保 留 竹 青 之 後, 呈 現 濃 厚 的 中 國 竹 林 意 象, 但 仍 需 要 配 以 複 合 材 質 符 合 工 業 化 的 意 象, 所 以 欲 以 竹 材 做 單 一 材 質 表 現, 不 易 表 現 時 代 科 技 感 因 此, 以 金 屬 進 行 質 感 襯 托, 避 免 單 板 (b) 竹 管 受 潮 脹 裂 : 竹 管 在 進 行 表 面 塗 裝 之 前, 容 易 受 潮 而 膨 脹 ( 如 圖 十 右 側 ) 在 車 工 後, 竹 管 壁 變 薄 更 容 易 受 潮 脹 裂 所 以, 如 圖 九 所 示, 以 金 屬 環 緊 緊 套 束 在 竹 管 外 側, 使 竹 管 在 受 潮 後, 撐 著 金 屬 環 而 不 斷 裂 (c) 竹 管 並 非 正 圓 等 厚 度 : 竹 管 在 車 床 加 工 時, 常 因 竹 管 不 是 正 圓 形, 亦 非 厚 度 相 等, 致 使 在 訂 定 圓 心 時, 尤 其 要 保 留 竹 青 的 前 提 下, 有 不 小 的 問 題 所 以 在 挑 選 材 料 時, 就 必 須 要 細 選 竹 管 的 管 徑 形 狀 與 厚 度 否 則 厚 度 變 化 過 大 容 易 造 成 部 分 厚 度 過 多, 或 者 從 過 薄 處 碎 裂, 如 圖 十 左 上 所 示 圖 九 金 屬 環 固 定 竹 管 圖 十 竹 管 車 工 過 程 成 果 (d) 車 床 加 工 工 序 : 由 於 竹 管 非 正 圓 等 厚, 本 研 究 在 試 驗 過 程 中, 得 出 兩 種 車 床 加 工 模 式 第 一 種, 先 將 內 徑 車 成 正 圓, 再 以 圓 棍 緊 緊 套 住 竹 管, 使 得 竹 管 得 以 進 行 另 一 方 向 的 車 工, 並 使 兩 方 向 的 車 工 圓 心 相 同 如 圖 十 一 的 B, 同 一 管 材 進 行 上 下 兩 次 車 工 但 此 法 耗 費 圓 棍 材 料, 在 加 工 過 程 會 車 除 輔 助 圓 棍, 並 非 合 乎 材 料 加 工 的 節 約 要 求 另 一 種, 則 是 如 圖 十 一 的 A, 以 兩 件 進 行 組 合, 兩 件 都 只 做 一 方 向 的 車 工, 外 環 管 徑 可 保 留 竹 青 而 車 圓 內 徑, 內 環 則 可 車 出 斜 面, 組 合 之 後 就 等 於 圖 十 一 的 B, 但 加 工 上 較 方 便 如 圖 十 中, 未 留 竹 青 的 竹 環 就 是 內 環, 套 入 保 留 竹 青 的 外 環, 再 由 下 方 置 入 機 芯, 完 成 配 置 圖 十 一 竹 管 車 工 套 管 模 式 此 分 件 加 工 概 念 不 僅 適 用 於 車 床 加 4

工, 亦 可 在 銑 床 加 工 時, 進 行 拆 件 加 工 在 圓 形 方 形 竹 管 都 不 屬 於 直 線 正 圓 相 等 厚 度 的 狀 況 下, 確 保 加 工 精 確 度 (e) 竹 青 薄 片 加 工 : 此 設 計 錶 帶 採 用 方 型 壓 模 生 長 的 桂 竹 但 此 種 方 竹 在 生 長 期 間, 仍 會 因 為 延 後 採 收, 生 長 過 多 而 使 表 面 像 內 凹 陷, 所 以 要 取 得 大 片 竹 青 薄 片 有 其 困 難 在 加 工 過 程 獲 得 經 驗 得 知, 在 加 工 成 1mm 的 竹 青 薄 片 時, 非 常 容 易 順 著 纖 維 紋 路 裂 解, 而 形 成 最 大 寬 度 約 15mm 的 薄 片, 如 圖 十 二 所 示 圖 十 三 竹 燈 初 步 紙 模 型 試 作 (b) 積 層 竹 材 加 熱 彎 曲 測 試 : 為 了 測 試 積 層 竹 材 的 材 料 特 性, 針 對 2mm 與 3mm 厚 度 的 板 材 進 行 加 熱 彎 曲 測 試 在 實 驗 性 的 加 工 測 試 中 ( 見 下 圖 十 四 ) 發 現, 一 開 始 所 設 定 的 旋 轉 扭 曲 造 型, 在 實 際 製 作 上 並 無 法 順 利 達 成, 受 到 材 料 限 制 與 應 力 過 於 集 中 會 造 成 竹 材 開 裂, 故 將 再 修 正 原 設 計 圖 十 二 竹 青 薄 片 因 此 在 設 計 初 始 階 段, 就 須 考 慮 此 材 料 加 工 特 性, 而 避 免 偏 離 材 料 實 際 特 性 的 設 計 概 念 再 者, 以 竹 青 薄 片 構 成 錶 帶, 雖 然 得 以 完 成 設 計 原 型, 但 以 產 品 開 發 的 角 度 來 說, 仍 為 滿 足 實 際 強 度 與 視 覺 安 全 感 的 水 準 所 以, 需 要 搭 配 堅 韌 有 彈 性 的 材 質 做 為 載 體, 以 符 合 上 述 強 度 (f) 表 面 硬 度 : 以 竹 材 做 為 手 錶, 在 產 品 量 產 的 層 面, 仍 必 須 考 慮 表 面 的 抗 磨 損 性 現 今 手 錶 的 材 質 多 屬 金 屬 塑 膠 或 橡 膠, 不 會 因 為 磨 劃 或 敲 擊 而 損 壞 表 面 所 以, 要 進 行 量 產 的 前 置 作 業, 必 須 在 初 始 設 計 時, 就 需 達 成 抗 磨 損 的 設 計 5.2 LED 檯 燈 竹 檯 燈 設 計 的 製 作 進 行 步 驟 如 下 : (a) 草 模 製 作 與 比 例 討 論 : 此 階 段 除 了 再 圖 面 上 不 斷 修 正 比 例 與 造 型 之 外, 並 以 紙 模 進 行 實 體 比 例 的 草 模 試 作, 如 圖 十 三 藉 由 實 體 的 模 型 更 精 準 討 論 比 例 與 造 型 圖 十 四 扭 轉 測 試 圖 與 彎 曲 測 試 圖 (c) 黏 合 與 夾 具 測 試 : 此 階 段 在 找 尋 黏 合 竹 積 層 材 的 最 佳 黏 合 劑, 並 運 用 夾 具 的 配 置 與 烤 箱 適 度 加 溫 達 到 最 好 的 黏 合 效 果, 如 圖 十 五 十 六 圖 十 五 以 白 膠 黏 合 彎 曲 竹 片 圖 十 六 以 夾 具 固 定 黏 合 之 竹 片 5

(d) 燈 架 造 型 製 做 與 修 正 : 有 了 前 期 對 材 料 加 工 特 性 的 瞭 解 與 掌 握 後, 便 能 針 對 檯 燈 造 型 的 製 作 做 設 計 產 出, 經 由 不 斷 的 試 作 與 比 例 修 正, 進 行 了 三 個 prototype 試 作, 如 圖 十 七 十 八 十 九 所 示, 以 期 得 到 更 精 煉 的 設 計 成 果 Prototype 1 實 際 測 試 積 層 竹 材 的 加 工 特 性 (2m m~3mm), 運 用 熱 風 槍 加 熱, 經 過 不 斷 測 試 找 尋 出 最 佳 的 加 熱 時 間 與 加 熱 距 離 之 平 衡 點, 並 且 讓 竹 材 保 持 本 來 顏 色 紋 理, 不 致 因 加 溫 過 度 烤 焦 變 質, 加 工 過 程 中 嘗 試 鏤 空 的 穿 透 效 果 圖 十 七 prototype 1 Prototype 2 在 測 試 過 程 中 發 現 : 扭 曲 一 圈 的 造 型, 若 想 保 持 竹 材 不 裂 開, 則 繞 曲 一 圈 所 需 的 長 度 會 遠 大 於 本 來 所 做 之 造 型 設 定, 故 捨 棄 扭 曲 的 燈 架 造 型, 而 在 燈 罩 背 部 嘗 試 使 用 一 層 保 青 竹 材, 測 試 竹 青 金 屬 積 層 竹 材 搭 配 的 視 覺 效 果 圖 十 八 prototype 2 Prototype 3 為 了 讓 整 體 的 造 型 語 彙 更 簡 單 洗 鍊, 改 以 單 隻 腳 站 立 的 姿 態 取 代 原 先 的 雙 腳 張 開 造 型 ; 並 讓 LED 與 竹 材 交 接 的 彎 折 處 跟 燈 架 下 方 的 彎 曲 造 型 連 貫, 追 求 更 佳 的 美 感 比 例 (e) 最 終 設 計 最 後 造 型 定 案, 經 由 彎 折 機 構 試 做 與 修 正 LED 燈 組 配 線 燈 罩 與 散 熱 板 製 作 底 盤 製 作, 完 成 整 體 設 計 組 裝 工 作, 如 圖 二 十 所 示 圖 二 十 竹 燈 最 終 完 成 圖 5.3 座 椅 在 竹 座 椅 的 製 作 過 程 中, 同 樣 遇 到 許 多 因 竹 材 特 性 所 產 生 之 問 題 本 節 將 其 遇 到 困 難 與 解 決 方 式 加 以 整 理 並 詳 述 如 下 : (a) 椅 面 圖 樣 排 列 與 影 子 花 紋 : 竹 椅 之 重 要 設 計 概 念 之 一, 即 希 望 當 燈 光 投 射 到 椅 面 時, 能 因 竹 管 特 有 的 中 空 孔 洞 特 性, 而 在 地 面 上 映 出 有 如 樹 叢 般, 隨 光 影 的 改 變, 行 程 變 化 多 端 的 陰 影 於 是 椅 面 竹 管 的 排 列 便 是 影 響 影 子 呈 現 的 重 要 關 鍵 原 先 希 望 使 竹 管 大 小 不 一 的 排 列, 以 營 造 椅 面 的 多 樣 變 化 感, 實 際 利 用 泡 棉 與 小 竹 管 製 作 草 模 後 發 現, 椅 面 竹 管 的 大 小 排 列, 對 有 一 定 高 度 距 離 的 椅 面 下 陰 影 而 言 並 沒 有 太 大 差 別 ( 僅 在 竹 管 大 小 差 異 真 的 過 大 時, 才 存 在 些 許 差 異 )! 反 而 是 竹 管 的 大 小 不 一 致 引 起 椅 面 製 作 接 合 上 的 難 度, 容 易 造 成 美 觀 上 的 問 題 於 是 將 大 小 不 一 致 的 竹 管 改 由 外 徑 車 成 相 同 大 小 的 竹 管 代 替, 並 以 整 齊 規 律 的 方 式 排 列 進 而 利 用 椅 面 本 身 存 在 的 曲 線 弧 度, 製 造 動 感! 較 不 至 於 因 為 竹 管 的 整 齊 排 列 造 成 圖 案 無 變 化 而 過 於 呆 板 的 感 覺! 如 圖 二 十 一 二 十 二 所 示 圖 十 九 prototype 3 圖 二 十 一 固 定 排 列 之 泡 棉 圖 二 十 二 形 成 之 影 子 紋 路 (b) 竹 管 椅 面 結 構 強 度 不 足 : 原 本 希 望 利 用 竹 管 成 為 椅 子 的 結 構 本 身, 後 來 發 覺 竹 管 因 本 身 材 質 的 結 構 強 6

度 不 構 加 上 為 求 美 觀 而 將 竹 管 取 薄 片 使 用, 造 成 無 法 僅 利 用 傳 統 鉚 釘 技 法 將 其 固 定 於 是 在 竹 管 下 方, 利 用 強 度 硬 度 較 高 的 金 屬 製 作 成 椅 面 支 撐 結 構 選 擇 與 竹 管 外 徑 相 同 之 不 銹 鋼 管, 裁 切 排 列 成 椅 面 造 型 且 一 一 焊 接, 並 利 用 車 床 將 竹 管 車 成 適 當 斷 差, 最 後 套 進 焊 接 成 椅 面 的 金 屬 環 中 如 圖 二 十 三 二 十 四 二 十 五 所 示 圖 二 十 三 運 用 鉚 釘 連 結 竹 管 之 測 試 圖 二 十 六 焊 接 加 工 後 變 形 的 金 屬 環 椅 面 (d) 竹 的 直 向 纖 維 與 不 一 致 的 內 外 徑 : 在 材 料 加 工 過 程 中, 由 於 一 開 始 未 注 意 到 竹 管 內 徑 與 肉 厚 的 問 題, 加 上 竹 管 直 向 纖 維 的 特 性, 只 要 一 個 小 缺 口 就 會 造 成 整 支 竹 管 的 斷 裂 ; 於 是 容 易 產 生 竹 子 車 到 太 薄 的 地 方 就 裂 掉 甚 至 爆 開 的 情 形! 測 試 後 雖 使 用 夾 式 的 金 工 車 床, 但 仍 常 因 竹 管 長 度 問 題, 造 成 前 後 竹 管 中 心 點 無 法 在 同 一 中 心, 椅 面 美 觀 度 隨 之 降 低 如 圖 二 十 七 所 示 圖 二 十 四 金 屬 環 與 竹 管 接 合 示 意 圖 二 十 五 支 撐 用 金 屬 環 上 套 進 竹 管 (c) 金 屬 加 工 造 成 收 縮 : 焊 接 過 程 中, 忽 略 了 金 屬 加 工 後 的 收 縮 率 問 題, 導 致 以 金 屬 環 為 主 的 椅 面 形 成 彎 曲 不 符 合 人 體 工 學 之 現 象 如 圖 二 十 六 所 示 重 新 製 作 時 應 考 慮 金 屬 收 縮 率 問 題, 將 此 變 因 計 算 在 焊 接 時 的 預 留 空 間 內, 即 可 避 免 圖 二 十 七 因 竹 管 直 向 纖 維 特 性 因 本 研 究 使 用 細 竹 管, 牽 涉 竹 子 本 身 生 長 定 律 問 題, 車 竹 管 僅 能 採 用 竹 子 較 根 部 竹 肉 較 厚 的 地 方 使 用 ; 而 中 心 點 的 問 題 則 將 竹 管 切 成 較 小 條 的 管 狀, 每 次 僅 進 行 一 個 套 件 的 加 工, 以 減 少 車 製 過 程 中 材 料 的 損 失, 但 相 對 的 加 工 程 序 即 變 得 較 為 繁 雜 (e) 邊 緣 竹 鐵 管 外 露 : 製 作 過 程 中, 為 了 椅 子 造 型 美 觀, 椅 面 邊 緣 的 竹 管 將 受 到 部 分 裁 切, 形 成 凹 凸 不 平 的 現 象 在 邊 緣 部 分 補 上 相 同 弧 度 的 鐵 片 修 飾 邊 緣 外 亦 再 次 加 強 結 構 穩 度 如 圖 二 十 八 二 十 九 三 十 所 示 圖 二 十 八 裁 切 後 的 椅 面 邊 緣 7

圖 二 十 九 依 邊 緣 區 線 切 割 支 鐵 片 圖 三 十 補 上 鐵 片 之 椅 面 邊 緣 (f) 竹 管 受 空 氣 濕 度 影 響 改 變 大 小 : 由 於 竹 管 和 藤 蔓 木 材 等 天 然 材 質 一 樣, 容 易 因 吸 收 空 氣 中 的 濕 氣, 形 成 大 小 上 的 差 異! 原 先 椅 面 之 竹 管 因 有 曲 面 存 在, 皆 為 計 算 過 角 度, 且 完 全 密 合 但 由 於 製 作 環 境 溼 氣 較 重, 將 完 成 之 椅 子 至 於 一 般 環 境 下 時, 隨 即 發 生 竹 管 因 吸 收 之 水 氣 蒸 發 而 縮 小 的 問 題 ; 不 僅 造 成 竹 管 間 相 連 面 角 度 不 合 甚 至 無 法 緊 密 的 卡 在 鐵 環 上, 一 移 動 就 脫 落 的 情 形! 重 新 製 作 後, 應 考 慮 此 一 材 質 特 性, 在 車 製 竹 管 時 略 微 放 大 尺 寸 ; 或 是 考 慮 運 用 其 他 可 伸 縮 的 材 質, 如 : 橡 膠, 或 其 它 黏 著 性 材 料, 將 其 加 入 於 竹 管 與 鐵 環 之 間, 以 因 應 各 個 不 同 環 境 溼 氣 造 成 竹 管 收 縮 的 問 題 5.4 鞋 拔 (a) 竹 材 與 金 屬 的 衝 突 : 為 了 讓 鞋 拔 面 的 弧 度 可 以 被 調 整, 因 此 需 要 選 擇 一 種 比 竹 子 硬 度 更 高 的 材 料 達 到 此 機 能, 金 屬 的 加 工 尺 寸 精 密, 可 以 補 足 竹 子 尺 寸 不 一 的 缺 點, 當 金 屬 與 竹 子 兩 者 材 料 結 合 在 一 起 時, 更 能 表 現 竹 子 自 然 的 質 樸 感 (b) 彈 性 : 本 設 計 主 要 是 應 用 竹 子 的 彈 性, 不 過 因 為 竹 子 的 彈 性 並 沒 有 原 本 想 像 的 那 麼 好, 很 容 易 受 到 外 在 環 境 的 影 響 ( 例 如 : 潮 濕 ), 因 此 主 體 完 成 後, 還 必 須 經 過 最 後 的 塗 料 加 工, 才 能 提 高 鞋 拔 的 使 用 性 與 壽 命 如 圖 三 十 一 所 示 圖 三 十 一 竹 子 弧 面 的 彈 性 亦 受 外 在 環 境 影 響 (c) 尺 寸 精 密 度 : 由 於 竹 材 是 自 然 的 材 質, 因 此 在 材 料 的 選 擇 上 要 特 別 的 謹 慎, 原 本 的 草 模 為 了 避 免 鞋 拔 弧 面 過 薄 而 斷 裂, 但 卻 因 為 這 樣 違 背 了 鞋 拔 原 本 的 機 能 性, 在 磨 薄 的 過 程 中 其 實 竹 子 在 2mm 左 右 仍 可 以 保 持 其 機 能 性 並 加 工, 而 直 向 的 紋 路 使 鞋 拔 面 減 少 橫 向 斷 裂 的 可 能 性 如 圖 三 十 二 所 示 圖 三 十 二 利 用 直 向 的 紋 路 使 鞋 拔 面 減 少 橫 向 斷 裂 的 可 能 使 用 竹 子 為 設 計 材 料, 最 難 克 服 的 因 素 是 材 料 的 尺 寸 與 特 質 會 因 為 不 同 的 竹 子 而 不 同, 無 法 標 準 化, 這 使 得 材 料 的 選 擇 會 左 右 最 後 的 設 計 成 果, 不 過 也 由 於 每 個 材 料 的 特 徵 不 盡 相 同, 因 此 每 隻 鞋 拔 也 會 呈 現 不 同 的 紋 路 六 研 究 結 論 由 實 際 試 做 的 結 果 歸 納 結 論 如 下 : (1) 綠 色 環 保 材 質, 在 現 階 段 仍 需 要 大 力 投 入 心 力 進 行 開 發, 在 未 達 量 產 之 前, 都 還 未 能 真 正 拓 展 產 品 材 料 的 應 用, 以 及 降 低 產 業 對 石 化 金 屬 原 木 材 料 的 依 賴 (2) 在 傳 統 產 業 的 創 新 領 域, 需 要 擺 脫 工 藝 的 限 制, 而 以 工 業 設 計 的 角 度, 導 入 現 代 製 程 的 觀 念, 對 傳 統 材 質 進 行 研 究 試 驗, 讓 工 藝 的 美 學 進 行 量 產 的 修 8

正, 如 此 才 能 讓 傳 統 工 藝 注 入 新 的 設 計 活 力 (3) 國 內 的 設 計 教 學 不 夠 重 視 材 料 特 性 的 運 用, 使 得 設 計 學 子 在 設 計 過 程, 經 常 忽 略 材 料 限 制, 而 做 出 不 切 實 際 的 設 計 構 想 本 設 計 案 的 推 行, 有 助 於 學 子 從 嘗 試 驗 證 與 錯 誤 中 去 學 習, 修 正 原 始 的 設 計 概 念, 再 重 新 驗 證, 向 現 實 狀 況 尋 求 磨 合 (4) 除 了 考 慮 材 料 創 新 的 技 術 與 工 法 外, 創 新 產 品 是 否 能 經 過 市 場 的 考 驗, 才 是 創 新 能 否 成 功 的 重 要 關 鍵 目 前 本 設 計 案, 著 重 於 材 料 創 新 運 用 的 階 段, 未 來 後 續 設 計 與 研 究 仍 可 繼 續 朝 向 實 際 市 場 所 需 去 發 展 (5) 本 設 計 案 在 發 展 過 程 中, 從 初 始 概 念 發 展 到 最 後 的 試 做 成 果 呈 現, 歷 經 部 斷 的 修 正 與 重 新 試 做 確 切 地 讓 參 與 學 生 體 驗 了 設 計 不 是 僅 只 於 電 腦 3D 模 擬, 而 是 在 電 腦 模 擬 之 後, 實 際 驗 證 時, 真 正 的 設 計 才 開 始 6. 呂 錦 明 陳 春 雄 1997. 竹 類 種 子 苗 造 林 試 驗 - 孟 宗 竹, 台 灣 林 業 科 學,12(3),279-289 表 C012 共 20 頁 第 11 頁 7. 呂 明 燦 林 秀 鳳 張 華 容 2000. 竹 材 工 藝 景 觀 之 開 發 應 用, 台 灣 工 藝,2,25-30 8. 官 政 能 1995. 產 品 物 徑 : 設 計 創 意 生 成 發 展 與 應 用, 台 北 : 藝 術 家. 9. 林 銘 煌 2003. 工 業 設 計 思 潮, 台 北 : 全 華 科 技. 10. 林 裕 仁 黃 國 雄 2005. 竹 炭 在 紡 織 之 技 術 開 發 與 利 用, 農 政 與 農 情,154(4) 11. 吳 順 昭 1982. 本 省 竹 類 生 產 與 加 工 利 用 之 研 究 與 發 展, 林 產 工 業,1(1),18-24 12. 吳 順 昭 謝 榮 生 1991. 世 界 竹 類 分 佈 與 亞 洲 各 國 的 概 況 ( 一 ), 台 灣 林 業,17(8),2-13 13. 陳 文 印 1997. 設 計 解 讀, 台 北 : 亞 太 出 版 社. 14. 陳 泰 松 翁 徐 得 2000. 台 灣 地 區 膠 合 竹 材 製 品 的 發 展, 台 灣 工 藝,2,4-11 15. 陳 載 永 吳 東 霖 徐 俊 雄 2003. 開 發 人 工 造 型 竹 之 範 例, 台 灣 木 工 機 械,3,75-78 16. 黃 世 輝 林 文 龍 林 秀 鳳 陸 蕙 萍 1999. 竹 山 地 區 竹 開 發 三 百 年 史 - 竹 藝 竹 情 在 竹 山, 竹 山 鎮 公 所,8-17 17. 翟 思 湧 1989. 層 竹 家 具 之 製 造, 林 產 工 業,8(4), 98-111 18. 張 長 傑 1980. 藤 竹 工, 臺 北 市 : 東 大 圖 書 公 司 19. Suzanne Tise-Isore 2000. Design for living- Furniture and lighting 1950-2000,Paris:Fammarion 七 計 劃 成 果 自 評 本 設 計 案 的 研 究 試 驗, 旨 在 針 對 傳 統 材 料 進 行 創 新 開 發, 並 非 僅 只 於 概 念 設 計 的 構 想 階 段, 而 是 確 實 進 入 工 廠 進 行 試 做 驗 證, 得 到 物 理 化 學 性 質 之 外 的 設 計 特 性 將 試 做 所 得 的 經 驗 和 記 錄 累 積 之 後, 彙 整 成 材 料 加 工 資 料 庫 的 一 部 分, 可 供 未 來 設 計 創 新 繼 續 深 入 探 討, 亦 可 供 未 來 設 計 學 子 參 考, 如 何 對 材 料 特 性 進 行 設 計 研 究, 發 展 出 創 新 設 計 八 參 考 文 獻 1. 丁 昭 義 1981. 竹 肉 編 織 層 積 板 及 竹 皮 編 織 板 之 研 究, 中 華 林 學,14(4),95-102 2. 江 韶 瑩. 竹 藝. http://www.gio.gov.tw/info/culture_c/guee.htm 3. 李 庚 錞 2006. 竹 材 運 用 於 創 新 生 活 產 品 設 計 之 可 能 性, 國 立 台 灣 科 技 大 學, 設 計 研 究 所 碩 士 論 文 4. 李 文 昭 2001. 竹 材 膠 合 特 性 之 評 估, 開 發 高 附 加 價 值 之 精 緻 竹 材 及 其 應 用 建 設 觀 摩 研 討 會,33-44 5. 李 鈞 棫 1986. 工 藝 材 料, 臺 北 市 : 東 大 圖 書 公 司 9

行 政 院 國 家 科 學 委 員 會 補 助 專 題 研 究 計 畫 成 果 報 告 綠 色 設 計 與 文 化 反 思 以 竹 材 為 例 計 畫 類 別 : 個 別 型 計 畫 整 合 型 計 畫 計 畫 編 號 :NSC 96-2218-E-009-024- 執 行 期 間 : 96 年 9 月 1 日 至 97 年 6 月 30 日 計 畫 主 持 人 : 林 銘 煌 總 計 劃 主 持 人 : 陳 玲 鈴 交 通 大 學 應 用 藝 術 所 台 灣 科 技 大 學 設 計 所 本 成 果 報 告 包 括 以 下 應 繳 交 之 附 件 : 赴 國 外 出 差 或 研 習 心 得 報 告 一 份 赴 大 陸 地 區 出 差 或 研 習 心 得 報 告 一 份 出 席 國 際 學 術 會 議 心 得 報 告 及 發 表 之 論 文 各 一 份 國 際 合 作 研 究 計 畫 國 外 研 究 報 告 書 一 份 執 行 單 位 : 交 通 大 學 應 用 藝 術 所 中 華 民 國 97 年 8 月 30 日 10