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燈具的形態、樣式和風格。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，現代材料舍棄質感，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。隨著科技和生產力的發展，青銅燈具、玉質燈具、鐵質燈具相繼出現，并且都通過雕刻方式來進行裝飾。工業革命以來，隨著科學技術的高速發展，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感，而且可以設計成用其他材料難以實現的曲面造型，以適應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；金屬材料具有穩定性、現代時尚性；玻璃、水晶則象征絢麗和奢華；現代紙質燈具制作簡便，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，不同的生產工藝可使燈具材料的透光折射率發生不同的改變，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，具有良好的力學性能和壓力加工性能，現代工業各部門都廣泛采用。青銅（Q）最初為銅錫合金，現在除黃銅、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、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學成分上的差異，前者不一定耐化學介質腐蝕，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輕的特點，但力學性能明顯提高。利用鋁合金陽極氧化處理后可以進行著色的特點，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同樣的零部件鋁合金材質的燈具如圖2-24所示。

（4）有機玻璃

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

有機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上進行。注塑制品也需要后處理消除內應力，處理在70～80℃熱風循環干燥箱內進行，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，用懸浮聚合生產的顆粒料制備有機玻璃板材、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，力學性能、耐熱性、耐溶劑性均不及澆注成型的型材，其優點是生產效率高，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，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）

木材有很好的力學性質，但木材是有機各向異性材料，順紋方向與橫紋方向的力學性質有很大差別。木材的順紋抗拉和抗壓強度均較高，但橫紋抗拉和抗壓強度較低。木材的強度還因樹種而異，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。因木節尺寸和位置不同、受力性質（拉或壓）不同，有節木材的強度比無節木材低30%～60%。在荷載長期作用下木材的長期強度幾乎只有瞬時強度的一半。木材材質的燈具如圖2-27所示。

木材的缺陷包括天然缺陷，如木節（樹木生長時被包在木質部中的樹枝部分）、斜紋理以及因生長應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、大小和數量，將木材劃分等級使用。腐朽和蟲蛀的木材不允許用于結構，因此影響結構強度的缺陷主要是木節、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（行業內稱為羊皮紙）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。由于羊皮紙有進口和國產之分，因此，好一點品牌的羊皮燈具大部分選用進口羊皮紙，質量比國產的要好些，自然就高些。羊皮紙材質的燈具如圖2-28所示。

羊皮燈最好選用節能燈作光源，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，污染環境。選擇羊皮燈五個要點：一看手感如何：兩種質量的羊皮紙，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：羊皮紙用打火機都能點著，但一旦離開火源，質量差些的羊皮紙仍在燃燒，并且會冒黑煙，而質量好些的會立即熄滅，質量差些的羊皮紙燃燒后會聞到少許塑料味道，而質量好些的基本聞不出來，這體現出其環保性差異；五測試耐高溫，抗老化性：由于質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，造型豐富應用廣泛，成本低廉。模具成型尺寸精確，可以制造輕薄型產品，而且顏色豐富多變工藝精美。缺點是易碎，不易制造厚重產品，無法制作中空產品（陶瓷盆多位中空產品，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，但是也很容易過時。玻璃材質的燈具如圖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，現今無論是光學玻璃、平板玻璃、水晶玻璃或是硼砂玻璃等材質所創作的作品，通稱為玻璃藝術品，由此可見琉璃只是玻璃的一個種類，其范疇遠較玻璃要小。琉璃的材質是人造水晶玻璃。其特質是對光的折射率高，所以能呈現出晶瑩剔透的效果，在光線的配合下，更能將其藝術特質充分表達出來（圖2-30）。

（9）水晶（Quartz Crystal）

正宗的水晶燈應當由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，且資源嚴重不足，現在水晶燈上的水晶屬于人工合成制品，無論進口還是國產，價格高低的均是如此。從化學成分上看，水晶是由玻璃和部分金屬鉛合成的，當玻璃當中鉛的含量達到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。水晶燈的質地一般分自然水晶、重鉛水晶、低鉛水晶和水晶玻璃等，現在市面上的水晶燈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，材質較軟，在表面處理方面優于鐵，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 材料的性能應能夠滿足燈具功能的需要。

② 材料應有良好的工藝性能，符合加工成型和表面處理的要求，與現有的加工設備、工藝技術相適應。

③ 選用資源豐富、價格便宜的材料。

④ 盡量選用對環境和自然資源無破壞的可再生、可回收、低能耗環保型材料。

2）燈具的加工方法

① 卷——將平面素材進行適當裁切后的部分拉伸出來進行卷曲，能制作出花瓣、羽毛、頭發的自然卷曲質感。

② 折——將平面素材進行適當裁切后，折疊出夾角，實現平面向立體的轉換。

③ 焊接——采用氧護焊。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，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材料而定（針對金屬材料）。

3）燈具材料與工藝的發展趨勢

① 材料：多種材料的搭配運用使造型、色彩趨向多元化，同時新材料的開發應用更將推動燈具設計的發展。

② 工藝：照明與裝飾并重發展，強調裝飾性和美學效果。