家装业定制家具设计与计算机集成制造系统中的问题探析∗

魏 晔

（郑州商学院，郑州 451200)

当民众的物质生活达到一定水平之后，追求高品质的生活质量已经成为展现自我社会价值的一种表现形式，基于此，除了有效改善外部环境之外，对于私密环境下的居家环境改善，也成为消费者关注的重点[1]。按照自己的个性化需求来定制家具以及布置家装风格，也逐步成为家装工作中的潮流与趋势。

1 家装业定制家具的主要特征

以前，所谓的“定制家具”仅能在外国电影大片中看到，当定制家具概念引入我国之后，就被迅速划入到了奢侈品行列中。其实，这是对定制家具的一种认知上的偏见[2]。之所以称其为定制家具，主要是希望这些家具与家装风格以及空间环境之间能够完美融合，特别是在很多住房居住条件相对紧张的都市中，利用定制家具能够最大化利用有限的空间环境。从成本角度分析，定制家具要比量产化家具价格更高，这其中包括规划设计费用，如果采用一般材质作为定制家具的主要材料，而不选用名贵或者稀缺木材，这些定制家具的价格也相当于中等价位水平，普通消费者也能够接受。

2 计算机集成制造家具的基本模式

随着计算机多媒体技术在家具设计与生产制造上的全面应用，采用计算机模拟的方式来规划家装方案之后，进行定制家具的设计已经逐步从理论状态投入到商业运营之中（如图1所示）。

图1 定制家具计算机3D集成设计方案（平面图）Fig.1 Customized furniture computer 3D integrated design scheme (Plan)

计算机集成制造家具最大的便利是，在计算机多媒体虚拟环境中，可以结合外部实际情况的变化，随时调整和改变定制家具的相关尺寸，这样就能扭转传统定制家具在定型之后无法改变其尺寸的缺陷，最大限度地减少经过计算机合成的家装与定制家具合成方案与实景效果之间的误差，让设计师以及消费者对家装环境以及定制家具的设计主张充分地显现出来，从而提升虚拟场景与现实场景的匹配程度[3]。

3 家装业定制家具设计与计算机集成制造系统的衔接问题

尽管计算机程序设定能够让定制家具在生产过程中提升精密程度，然而经过一些生产实践的反馈来看，在家装业定制家具设计与计算机集成制造系统的衔接上，仍然存在着一些比较突出的矛盾。

3.1 异形尺寸不易掌控

由于一些消费者对于定制家具设计存在着误解，特别是一些年轻消费者凭借对电脑以及相关软件不够深入的了解，简单地认为所有的定制家具设计方案都能够转变为现实，因此在家具的定制设计之初，就提出很多个性化十足异形尺寸家具的设计方案，有些定制家具成品甚至完全颠覆了消费者对传统家具的认识。

这些设计方案固然能够体现出定制家具的所谓“个性化”特征，而且在计算机虚拟环境中凭借计算机软件也能够实现其设计方案，然而由于家具在生产过程中很难做到对这些异形尺寸的有效掌握，特别是对于那些链接处无法与设计方案相匹配的，会让这些定制家具与设计方案存在巨大的反差。

3.2 组合效果较难体现

由于家庭环境中成员较多，当设计师制定好了家装环境的整体设计风格之后，不同的家庭成员对于家装风格也有自己独到的主张[4]，设计师往往会将这些主张放到定制家具中，希望能够以此来弥合不同的需求。但这样的设计方式，会对定制家具的色彩、线条完整性造成巨大的冲击，以至于最初设定的定制家具组合效果很有可能无法有效地体现出来，造成一种“四不像”的尴尬局面。

3.3 易于造成产品色差

在计算机系统中，可供选择的色彩较为丰富，甚至有些一个色彩中就有若干个色号作为备选方案，这样让消费者在对家装设计方案以及定制家具的平面以及3D效果图进行审定时，能够最大程度满足其需求。然而，在家具的实际生产过程中，能够最终使用在家具上的漆料明显少于计算机软件图库中的色彩，即便是经过反复调色之后，设计方案还是会同实物之间存在着一定的色差，可能导致消费者的不满。

4 优化家具设计与计算机制造系统衔接的措施

为有效解决家具设计与计算机制造系统衔接过程中明显存在的“脱钩”现象，科研人员进行了有针对性地研究，尽管受到相关技术条件的限制，很多措施成效不明显，但有效缓解了目前暴露出来的一些问题。

4.1 积极采用3D打印技术

3D打印技术的有效应用，让诸多家具设计师在设计家具的过程中能够借助这种全新的制造技术来运用很多不容易掌握的元素，这种全新的生产制造工艺被应用于家具生产，尤其是定制类的家具生产之后，能够让设计师对融合于整个家装环境中的家具定制进行精确定位（如图2所示）。

从实用性的角度来分析，类似图2这种完全采用3D打印效果完成的椅子，或许已经颠覆了消费者对于传统家具的认知，然而从这款采用先进打印技术生产出来的椅子来看，其中所折射出来的艺术性价值与个性化元素，是传统家具不能比的。抽象化来看，这款椅子，由许多极细小的分支组合在一起，形成了一个极具刚性质量的结构；具象化来看，椅子的构造是将独立浮动的点按照云重建的算法来完成的[5]。这款椅子是利用FDM 3D打印技术直接数字化制造而成，整个椅子可以按照需求用ABS塑料制造出来[6]。

图2 3D打印椅子Fig.2 3D printing chair

4.2 优化设计部分标准家具部件

基于计算机集成制造系统所完成的家具制造，给所谓的“作坊式”传统家具生产厂家制造了很大的生产难题，但对规模及规模以上家具生产制造企业而言，却创造了一个绝佳的发展机遇。

在有效满足消费者客观需求的前提下，让部分家具部件的生产工艺能够同传统生产工艺分离，让消费者个性化需求或者主张得到满足的同时，完全符合家装的主流风格（如图3所示）。

图3 集成设计与制造卧室家具（效果图）Fig.3 Integrated design and manufacturing of bedroom furniture (renderings)

从图3的效果来看，采用计算机集成制造系统所生产的家具已经能够与家装环境的主流风格之间形成较好的匹配[7]。而其中也融入很多消费者的个性化主张。之所以能够满足消费者的消费需求，主要原因在于家具设计师在进行家具设计的过程中，首先对“异形件”进行归类分析，借助空间环境内的角度变化，让不同层次的角度变换，成为有效衔接家具链接的重要元素。而这些，很少表现在家具外形上（如图3所示）。

在所有异形构建的表现形式之内，计算机集成制造系统借助模拟环境的规划，已将家具部件的生产进行标准化作业，即便是其中存在着一些需要进行定制化加工的所谓“异形件”[8]，也能够充分地利用吹塑、定型等工艺来完成有效加工，而且将这些构件完全摆放在外部造型不可见的位置上，不会影响家具的整体外观造型。这样就能有效解决家具部件在定制类家具产品的生产制造过程中可能对外观形象产生的影响。

这种生产制造工艺在国内的家装定制家具设计中已经得到了普遍性地应用，我国一些家装定制家具代表企业都侧重对这些基于家具设计、生产与制造之外的定制化家具生产作业进行有针对性地研发，并且在终端消费市场取得了较为积极的反馈[9]。

4.3 采用一次性喷漆成型技术

按照传统生产制造工艺，家具在完成外形制作之后，需要经过若干次不同工艺的喷漆、上色，再经过晾干之后才能够投放到市场上。随着计算机数控集成技术的不断成熟，现在的喷漆工艺基本上已经能够简化为一道工序。为有效解决客户对于家具色彩的要求同调和漆之间的色差问题，需要结合不同的家具木料材质，对木材表面进行适度的加工，例如底层真木皮，可以在前期采用UV涂料饰面，这样就是工厂直接加工喷漆好的真木饰面板[10]，此时可看做定制家具的半成品，而且UV涂料耐用度和光泽度都要比传统喷漆好很多,而且不存在色差以及施工不均匀等人为问题[11]。然后再根据客户的需求，进行充分调色之后，选择与客户要求完全一致的水漆，利用数码喷枪在数控加工机床的密闭环境中完成一次性喷漆。

特别需要强调的是，对于客户提出的一些重点部位漆面颜色与主色调不一致的问题，在一次性喷漆的过程中可以采用遮盖的方式加以规避，等漆面着色完成之后，再进行其它颜色的喷漆，对于多色彩的定制家具，完全可以重复上述的步骤操作[12]。由于漆面的光感度以及在晾（烘）干的过程中对周围温度存在较为严格要求，所以需要在25～40 min之内完成这些步骤，这样才能够有效保障家具的色彩感一致[13-23]。

5 结语

定制类家具是未来家具设计与生产过程中的一个主流方向，结合计算机多媒体技术在家具生产制造集成化发展的过程中所发挥的重要作用，势必能够将家具定制从满足实际生活需要，向提升艺术感和审美效果延伸，在满足消费者物质生活水平提升的基础上，提高家具的视觉美感。定制家具设计师要通过积极采用3D打印技术，优化设计部分家具部件，着力解决定制家具设计中异形尺寸不易掌握、组合效果较难体现、易于造成产品色差等问题，从而实现定制家具设计与计算机集成制造有效衔接，为人们设计出更多更好的定制家具产品。