2.4　燈具的材料與工藝

2.4.1　燈具常用材料

燈具的材料豐富多彩。木材、石材、陶瓷、塑料、金屬等材料均能很好地用來表現(xiàn)燈具的形態(tài)、樣式和風(fēng)格。不同材料給人不同的視覺感受，天然材料返璞歸真，人工仿真材料自然完美，現(xiàn)代材料舍棄質(zhì)感，突出形式。

最早的石材燈具來自新石器晚期，如圖2-17所示。這種燈具往往一物多用，也可以作為食具、飲具。石材燈具雖然造型簡單，加工粗陋，但已經(jīng)具備了燈具的基本功能——即承載光源和照明。隨著科技和生產(chǎn)力的發(fā)展，青銅燈具、玉質(zhì)燈具、鐵質(zhì)燈具相繼出現(xiàn)，并且都通過雕刻方式來進(jìn)行裝飾。工業(yè)革命以來，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，新型的合金和塑料也加入了燈具制作材料的隊列。使用塑料制作燈具，不僅可以模仿各種材料的表面質(zhì)感，而且可以設(shè)計成用其他材料難以實現(xiàn)的曲面造型，以適應(yīng)多種不同的照明需求和裝飾需求。

用不同的材料來制作燈具，其品質(zhì)以及對用戶的購買、使用心理作用意義匪淺。布皮材料象征柔軟、舒適，具有一種古典美；金屬材料具有穩(wěn)定性、現(xiàn)代時尚性；玻璃、水晶則象征絢麗和奢華；現(xiàn)代紙質(zhì)燈具制作簡便，造型奇異，符合喜好時尚的青年人的審美傾向。即便是同一種材料，不同的生產(chǎn)工藝可使燈具材料的透光折射率發(fā)生不同的改變，也能造成不一樣的效果。折射率大的燈具明亮耀眼，帶來視覺沖擊，而折射率小的燈具溫柔典雅，給人穩(wěn)重感。圖2-18～圖2-21所示為采用不同材料制作的燈具。

制作燈具的材料有許多種，主要分天然材料和人工材料。

① 天然材料：竹、木、藤、麻，石材、皮革等。

② 人工材料：玻璃、有機(jī)玻璃、紙張、塑料、金屬、合成材料等。

下面介紹幾種常用燈具材料。

（1）銅（Copper）

銅屬于有色金屬，由于儲量有限，在使用方面受到一定的限制。因此在具體使用中多用銅合金，燈具以黃銅、青銅居多。黃銅（H）是以鋅為主要加入元素的銅合金，具有良好的力學(xué)性能和壓力加工性能，現(xiàn)代工業(yè)各部門都廣泛采用。青銅（Q）最初為銅錫合金，現(xiàn)在除黃銅、白銅外，其他銅合金均稱青銅。廣泛用作各種壓力加工制品和異形鑄件，圖2-22所示為銅質(zhì)燈具。

（2）不銹鋼（Stainless Steel）

不銹鋼是指耐空氣、蒸氣、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應(yīng)用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異，前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素，各種不銹鋼的特性見表2-3。不銹鋼材質(zhì)的燈具如圖2-23所示。

（3）鋁合金（Aluminum）

鋁合金仍然保持了鋁金屬質(zhì)輕的特點，但力學(xué)性能明顯提高。利用鋁合金陽極氧化處理后可以進(jìn)行著色的特點，制成各種裝飾品。鋁合金板材、型材表面可以進(jìn)行防腐、軋花、涂裝、印刷等二次加工，制成各種裝飾板材、型材，作為裝飾材料。成本低，而且使用一種加工工藝可以大量生產(chǎn)同樣的零部件鋁合金材質(zhì)的燈具如圖2-24所示。

（4）有機(jī)玻璃

有機(jī)玻璃是一種開發(fā)較早的重要熱塑性塑料，具有較好的透明性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐候性，易染色，易加工，外觀優(yōu)美。有機(jī)玻璃具有極佳的透明度，無色透明有機(jī)玻璃板材的透光率達(dá)92%以上。對自然環(huán)境適應(yīng)性很強(qiáng)，即使長時間在日光照射、風(fēng)吹雨淋也不會使其性能發(fā)生改變，抗老化性能好，在室外也能安心使用。加工性能良好，既適合機(jī)械加工又易熱成型，有機(jī)玻璃板可以染色，表面可以噴漆、絲印或真空鍍膜。有機(jī)玻璃板品種繁多、色彩豐富，并具有極其優(yōu)異的綜合性能，為設(shè)計者提供了多樣化的選擇，有機(jī)玻璃板可以染色，表面可以噴漆、絲印或真空鍍膜。即使與人長期接觸也無害，燃燒時產(chǎn)生的氣體不產(chǎn)生有毒氣體。有機(jī)玻璃材質(zhì)的燈具如圖2-25和圖2-26所示。

有機(jī)玻璃常見的加工工藝有以下幾種。

① 澆鑄成型。澆鑄成型用于成型有機(jī)玻璃板材、棒材等型材，即用本體聚合方法成型型材。澆鑄成型后的制品需要進(jìn)行后處理，后處理條件是60℃下保溫2h，120℃下保溫2h。澆鑄型的板材性能比擠壓型的要好，價格也要貴些，澆鑄型的板材主要用于雕刻、裝飾、工藝品制作。

② 注塑成型。注塑成型采用懸浮聚合所制得的顆粒料，成型在普通的柱塞式或螺桿式注塑機(jī)上進(jìn)行。注塑制品也需要后處理消除內(nèi)應(yīng)力，處理在70～80℃熱風(fēng)循環(huán)干燥箱內(nèi)進(jìn)行，處理時間視制品厚度，一般需4h左右。

③ 擠出成型。聚甲基丙烯酸甲酯也可以采用擠出成型，用懸浮聚合生產(chǎn)的顆粒料制備有機(jī)玻璃板材、棒材、管材、片材等，但這樣制備的型材，特別是板材，由于聚合物分子量小，力學(xué)性能、耐熱性、耐溶劑性均不及澆注成型的型材，其優(yōu)點是生產(chǎn)效率高，特別是對于管材和其他用澆注法時模具。難以制造的型材。擠出成型可采用單階或雙階排氣式擠出機(jī)，螺桿長徑比一般在20～25。擠壓型的通常用于廣告招牌、燈箱等制作。

④ 熱成型。熱成型是將有機(jī)玻璃板材或片材制成各種尺寸形狀制品的過程，將裁切成要求尺寸的坯料夾緊在模具框架上，加熱使其軟化，再加壓使其貼緊模具型面，得到與型面相同的形狀，經(jīng)冷卻定型后修整邊緣即得制品。加壓可采用抽真空牽伸或用對帶有型面的凸模直接加壓的方法。采用快速真空低牽伸成型制品時，宜采用接近下限溫度，成型形狀復(fù)雜的深度牽伸制品時宜采用接近上限溫度，一般情況下采用正常溫度。

（5）木材（Wood）

木材有很好的力學(xué)性質(zhì)，但木材是有機(jī)各向異性材料，順紋方向與橫紋方向的力學(xué)性質(zhì)有很大差別。木材的順紋抗拉和抗壓強(qiáng)度均較高，但橫紋抗拉和抗壓強(qiáng)度較低。木材的強(qiáng)度還因樹種而異，并受木材缺陷、荷載作用時間、含水率及溫度等因素的影響，其中以木材缺陷及荷載作用時間兩者的影響最大。因木節(jié)尺寸和位置不同、受力性質(zhì)（拉或壓）不同，有節(jié)木材的強(qiáng)度比無節(jié)木材低30%～60%。在荷載長期作用下木材的長期強(qiáng)度幾乎只有瞬時強(qiáng)度的一半。木材材質(zhì)的燈具如圖2-27所示。

木材的缺陷包括天然缺陷，如木節(jié)（樹木生長時被包在木質(zhì)部中的樹枝部分）、斜紋理以及因生長應(yīng)力或自然損傷而形成的缺陷；生物危害的缺陷，如腐朽、變色和蟲蛀等；干燥及機(jī)械加工引起的缺陷，如干裂、翹曲、鋸口傷等。為了合理使用木材，通常按不同用途的要求，限制木材允許缺陷的種類、大小和數(shù)量，將木材劃分等級使用。腐朽和蟲蛀的木材不允許用于結(jié)構(gòu)，因此影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的缺陷主要是木節(jié)、斜紋和裂紋。

（6）羊皮紙（Parchment）

目前市場上賣的羊皮燈，均是仿羊皮（行業(yè)內(nèi)稱為羊皮紙）的，也就是在高分子聚合物材料上覆了一層薄膜，來營造出羊皮的效果。而且，就燈具而言，由于其制造工藝相對簡單，基本同質(zhì)化，不同的只是造型和品牌的差異，這也是因為款式相同，品牌不同，相差較大的原因。由于羊皮紙有進(jìn)口和國產(chǎn)之分，因此，好一點品牌的羊皮燈具大部分選用進(jìn)口羊皮紙，質(zhì)量比國產(chǎn)的要好些，自然就高些。羊皮紙材質(zhì)的燈具如圖2-28所示。

羊皮燈最好選用節(jié)能燈作光源，如果燈泡的表面熱度比較高，長了會使羊皮紙老化變形，并且容易出異味，污染環(huán)境。選擇羊皮燈五個要點：一看手感如何：兩種質(zhì)量的羊皮紙，摸上去的手感是不一樣，好的摸上去順滑些，差的摸起來比較粗糙；二看材料的柔性：質(zhì)量差些羊皮紙的很脆，一掰就能斷裂開，而好的有柔性，不容易撕裂和折斷；三看覆膜判斷耐擦洗性：差些的羊皮紙，覆膜輕易地揭開撕下來，這樣的燈不耐擦洗，而好些的羊皮紙覆膜比較牢固，膜和主體基本為一體，很難揭開，因此可水洗；四測試燃燒性：羊皮紙用打火機(jī)都能點著，但一旦離開火源，質(zhì)量差些的羊皮紙仍在燃燒，并且會冒黑煙，而質(zhì)量好些的會立即熄滅，質(zhì)量差些的羊皮紙燃燒后會聞到少許塑料味道，而質(zhì)量好些的基本聞不出來，這體現(xiàn)出其環(huán)保性差異；五測試耐高溫，抗老化性：由于質(zhì)量好的羊皮燈具有良好的阻燃性，非明火不易燃燒，使其具有較好的抗老化性，這正是其長久保新的特性。

（7）玻璃（Glass）

玻璃的通透感很好，無污染，時尚性強(qiáng)，造型豐富應(yīng)用廣泛，成本低廉。模具成型尺寸精確，可以制造輕薄型產(chǎn)品，而且顏色豐富多變工藝精美。缺點是易碎，不易制造厚重產(chǎn)品，無法制作中空產(chǎn)品（陶瓷盆多位中空產(chǎn)品，由上下兩部分合模后燒制而成）表面不容易打理，容易有水漬污漬。并且，玻璃制品的耐溫差性差容易受溫差變化而爆裂。另外，雖然時尚性強(qiáng)，但是也很容易過時。玻璃材質(zhì)的燈具如圖2-29所示。

（8）琉璃（Glass）

琉璃是中國古代對玻璃的稱呼，是狹隘的玻璃說法，現(xiàn)在的琉璃一般是指加入各種氧化物燒制而成的有色玻璃作品，現(xiàn)今無論是光學(xué)玻璃、平板玻璃、水晶玻璃或是硼砂玻璃等材質(zhì)所創(chuàng)作的作品，通稱為玻璃藝術(shù)品，由此可見琉璃只是玻璃的一個種類，其范疇遠(yuǎn)較玻璃要小。琉璃的材質(zhì)是人造水晶玻璃。其特質(zhì)是對光的折射率高，所以能呈現(xiàn)出晶瑩剔透的效果，在光線的配合下，更能將其藝術(shù)特質(zhì)充分表達(dá)出來（圖2-30）。

（9）水晶（Quartz Crystal）

正宗的水晶燈應(yīng)當(dāng)由K9水晶材料制作而成。由于天然水晶的價值昂貴，且瑕疵多，不適合批量制作，且資源嚴(yán)重不足，現(xiàn)在水晶燈上的水晶屬于人工合成制品，無論進(jìn)口還是國產(chǎn)，價格高低的均是如此。從化學(xué)成分上看，水晶是由玻璃和部分金屬鉛合成的，當(dāng)玻璃當(dāng)中鉛的含量達(dá)到24%即可稱為水晶，含鉛的作用就是為了讓玻璃的透光性更好，自然光透過后折射出來的七彩光也最強(qiáng)。水晶燈的質(zhì)地一般分自然水晶、重鉛水晶、低鉛水晶和水晶玻璃等，現(xiàn)在市面上的水晶燈95%以上是水晶玻璃的，甚至有塑料制的，價錢遠(yuǎn)低于自然水晶和含鉛水晶（圖2-31）。

水晶燈的主要金屬材料分銅和鐵兩種，銅材價格是鐵的4～5倍左右。鐵的優(yōu)點首先是便宜，在堅固程度和抗變形能力上明顯好于銅，所以每一只燈的中通部分和方管部分都是用鐵材料的，即使外殼全銅的燈也是這樣。但這種燈的缺點是，如果沒有被電鍍完整覆蓋，那么生銹的可能性很大。銅的價格貴，材質(zhì)較軟，在表面處理方面優(yōu)于鐵，正常情況下其生銹的概率很小。同樣一只燈架，用銅和用鐵成本會相差4～5倍。

（10）其他材料

燈具中的其他材料可以由布藝、石材、皮革、瓷、羊皮紙，甚至是回收材料等多種材料的組合搭配（圖2-32）。

2.4.2　燈具常用加工工藝

1）材料的選擇原則

① 材料的性能應(yīng)能夠滿足燈具功能的需要。

② 材料應(yīng)有良好的工藝性能，符合加工成型和表面處理的要求，與現(xiàn)有的加工設(shè)備、工藝技術(shù)相適應(yīng)。

③ 選用資源豐富、價格便宜的材料。

④ 盡量選用對環(huán)境和自然資源無破壞的可再生、可回收、低能耗環(huán)保型材料。

2）燈具的加工方法

① 卷——將平面素材進(jìn)行適當(dāng)裁切后的部分拉伸出來進(jìn)行卷曲，能制作出花瓣、羽毛、頭發(fā)的自然卷曲質(zhì)感。

② 折——將平面素材進(jìn)行適當(dāng)裁切后，折疊出夾角，實現(xiàn)平面向立體的轉(zhuǎn)換。

③ 焊接——采用氧護(hù)焊。將切割成條狀的平面素材相互焊接在一起。其方法能制作出良好的肌理層次感，特別是不銹鋼材料焊接在一起，能打破平面素材原本過于平整單一的表現(xiàn)，具有很好的裝飾效果（針對金屬材料）。

④ 拋光、打磨——猶如擦鏡子一樣，將材料的表面，拋光、打磨具有良好的工藝外觀。具體制作手法要依據(jù)材料而定（針對金屬材料）。

3）燈具材料與工藝的發(fā)展趨勢

① 材料：多種材料的搭配運(yùn)用使造型、色彩趨向多元化，同時新材料的開發(fā)應(yīng)用更將推動燈具設(shè)計的發(fā)展。

② 工藝：照明與裝飾并重發(fā)展，強(qiáng)調(diào)裝飾性和美學(xué)效果。