Jak strategia projektowa oparta na iluzjach optycznych sprawiła, że fizyczny produkt stał się nawet o 62% lżejszy

Jak strategia projektowa oparta na iluzjach optycznych sprawiła, że fizyczny produkt stał się nawet o 62% lżejszy

Studium przypadku zastosowania filozofii projektowania cyrkularnego i innowacyjnej strategii projektowej, która zrywa z powszechną praktyką branżową i proponuje „nagi” produkt, który zdobywa dwie prestiżowe nagrody za wzornictwo.

 

Przemysłowe i domowe jednostki odzysku ciepła (rekuperatory) są zwykle projektowane w podobny sposób, to znaczy wewnętrzne struktury jednostek są wykonane z materiału izolacyjnego, najczęściej z ekspandowanego polipropylenu (EPP), a inny materiał zewnętrzny jest używany do zakrycia wewnętrznych struktur i materiałów.  Wyszukiwanie w internecie hasła „rekuperator”, przynosi mnóstwo przykładów produktów, które mają metalowe lub plastikowe powierzchnie zewnętrzne. Chociaż w niektórych przypadkach powierzchnie zewnętrzne mogą służyć, jako elementy konstrukcyjne to w większości są one tylko “okładzinami”, które pokrywają główny materiał, z którego wykonane są struktury wewnętrzne. Można sobie zadać pytanie dlaczego tak jest? Odpowiedź jest raczej prosta, metale lub tworzywa sztuczne, oprócz innych zalet, pozwalają producentom na formowanie i malowanie ich w większym zakresie, dzięki czemu mogą tworzyć bardziej atrakcyjne “okładziny”. Chociaż nie potępiam takiego podejścia, gdyż po prostu odpowiada ono na kryteria oceny użytkowników, to chcę zadać jedno pytanie, czy na pewno jest to jedyne rozwiązanie? 

blank


W celu odpowiedzi na to pytanie posłużę się przykładem rekuperatora, który miałem możliwość projektować dla jednego z naszych klientów. Jak widać, nie wygląda on jak standardowy rekuperator, ale zanim wyjaśnię, dlaczego tak wygląda i co ma z tym wspólnego złudzenie optyczne przeanalizujmy, jaki wpływ na wagę produktu miałyby różne strategie „owijania”. 

Na wstępie warto zaznaczyć, że w swojej obecnej formie ten rekuperator waży zaledwie 27,5 kg, co jest bardzo cenione przez instalatorów, którzy często muszą używać drabin, aby umieścić te urządzenia wysoko na ścianach lub sufitach. Jeśli weźmiemy obecną geometrię produktu i owiniemy ją z 5 stron 1 mm stalą lub 4 mm PP lub HDPE (inne popularne materiały), otrzymalibyśmy kilka dodatkowych części, które po rozłożeniu wyglądałyby jak na poniższym przykładzie.


blank

W najgorszym scenariuszu z okładzinami stalowymi o grubości 1 mm, całkowity wzrost masy wynosi 17,16 kg, co daje aż 62,4% wzrostu całkowitej masy produktu. Nawet w przypadku zastosowania polimerów wzrost wagi jest nadal znaczący i wynosi od 25% do 30%.

 

1mm Stal 4mm PP (Polipropylen) 4mm HDPE, (Polietylen o wysokiej gęstości)
Szacunkowa waga dodatkowych okładzin 17.16kg 6.97kg 8.43kg
Szacowana waga z okładzinami 44.66kg

27.5kg + 17.16kg

34.47kg

27.5kg + 34.47kg

35.84kg

27.5kg + 35.84kg

Wzrost całkowitej wagi produktu w %. +62.4% +25.3% +30.3%

Chociaż jest to porównanie samej wagi, musimy również pamiętać o dodatkowych kosztach produkcji i montażu, a także co bardzo ważne o zmniejszonej możliwości recyklingu produktu na koniec jego życia.

Zastosowany w produkcie ekspandowany (spieniony) polipropylen (EPP), jako materiał ma niesamowite właściwości tłumiące i izolacyjne, składa się nawet w 98% z powietrza i w 100% nadaje się do recyklingu. Jego spienienie można kontrolować, a dzięki właściwościom izolacyjnym i tłumiącym pomaga producentom precyzyjnie dostroić dźwięk, wibracje i wydajność termiczną swoich urządzeń. Powyższe mogłoby go pozycjonować jako materiał idealny do szerokiego zastosowania w produktach typu rekuperator, jednakże ma on jedną wadę. Dla niewprawnego oka jest on bardzo podobny do swojego kuzyna, spienionego polistyrenu (EPS), znanego szerzej jako styropian. EPS w tej postaci jest lekki, kruchy i słaby, gdy próbujemy go złamać, ale pozostaje on tani i przez to doskonały, jako m.in. materiał opakowaniowy. Należy jednak zaznaczyć, że EPP jest znacznie mocniejszy i gęstszy, a zatem nie powinien być porównywany do EPS i być oceniany przez jego pryzmat.

Niestety przez zewnętrzne cechy EPP standardem rynkowym jest obecnie to, że producenci często wolą pokrywać go okładzinami z innych materiałów. Decydujące bowiem pozostają takie faktory jak skojarzenia użytkowników czy potrzeba wizualnego zróżnicowania urządzeń na rynku. To z kolei napędza nieprzyjazne środowisku strategie wzornicze wykorzystujące okładziny. 

Kiedy, jako Aleto Design studio napotkaliśmy opisane wyżej praktyki i wyzwanie projektowe wskazane nam przez naszego klienta, zastosowaliśmy nasze sprawdzone procesy analityczne i zarekomendowaliśmy alternatywne podejście wychodzące poza utarte praktyki rynku. Przedstawiona strategia była prosta: eksponujmy, a nie ukrywajmy.

Cechami zewnętrznymi materiału EPP są widoczne granulki, różnice w kolorze niektórych granulek, małe miejscowe jaśniejsze lub ciemniejsze zróżnicowania w kolorze i szczeliny między granulkami. Chociaż NIE mają one wpływu na wydajność i funkcjonalność części z EPP, mają one wpływ na to, jak są one postrzegane. W przypadku projektowanego wspólnie rekuperatora były to dokładnie te wyzwania, które należało pokonać, aby zaprojektować produkt przyjazny środowisku i zmienić postrzeganie EPP.

Trzy problemy, z którymi się zmierzyliśmy, to ziarnista tekstura oraz mikro i makro przebarwienia. Podczas gdy ziarnistość i małe przebarwienia można wyeliminować za pomocą specyficznych tekstur, jak widać na zbliżeniu poniżej, duże przebarwienia na dużych częściach są trudniejsze do rozwiązania i zwykle można sobie z nimi poradzić tylko poprzez kosztowną i energochłonną złożoność procesu ekspandowania granulek. Z racji, że problemy występujące na powierzchni mają charakter czysto wizualny, skłoniło nas to do zastosowania optyki jako strategii wzorniczej.

blank

blank

Nasza percepcja koloru i jasności ma pewien mechanizm, który pomaga nam dostrzec różnice w kolorach i jasności, w wyniku czego możemy oddzielić obiekty w naszym polu widzenia. Podczas gdy mechanizm percepcji jest bardzo złożony, niektóre mechanizmy są stosunkowo łatwe do zademonstrowania. 

Jednym z mechanizmów w naszej percepcji bodźców wzrokowych jest zjawisko zwane indukcją jasności, które mówi nam, że aby określić jasność czegoś, używamy nie tylko informacji o tym obszarze, ale także informacji o sąsiednich obszarach. Indukcję jasności można podzielić na dwa przeciwstawne mechanizmy: kontrast jasności i asymilację jasności. Kontrast jasności zwiększa postrzeganą różnicę między dwoma sąsiednimi kolorami, podczas gdy asymilacja jasności działa odwrotnie i zbliża postrzeganą jasność do siebie. Tak więc, w przypadku indukcji jasności obszary mogą być postrzegane jako ciemniejsze lub jaśniejsze w zależności od ich bezpośrednio sąsiadujących obszarów. Zabawną rzeczą w naszej percepcji jest to, że te same kolory sąsiednich obszarów mogą indukować zarówno kontrast, jak i asymilację, a to, które zjawisko będzie indukowane, zależy częściowo od układu i częstotliwości przestrzennych obszarów.

Używając tylko trzech kolorów i białego tła, grafiki poniżej demonstrują indukcję jasności i asymilację w praktyce. Trzy kolory w obu iluzjach to czerń, średnia szarość i jasna szarość, jednak iluzje zmieniają postrzeganie średniej szarości i wydaje się ona jaśniejsza lub ciemniejsza w zależności od otoczenia. W rezultacie postrzegamy cztery kolory: czarny, ciemniejszy średni szary, jaśniejszy średni szary i jasny szary na każdym rysunku. Lewa grafika wywołuje kontrast jasności, ponieważ średnio-szare kwadraty, które mają identyczny kolor, różnią się dla nas od siebie, a kierunek różnicy sprawia, że są jaśniejsze na ciemnym tle i ciemniejsze na jasnym tle.


blank

Odwrotną sytuację można zaobserwować na prawej grafice, gdzie czarne paski powodują, że środkowe szare paski wydają się ciemniejsze na ciemnym i jaśniejsze na jasnym tle, co z kolei jest oznaką, że nastąpiła asymilacja jasności, a kierunek różnicy zmniejsza różnicę kolorów między środkowymi szarościami a ich odpowiednim tłem.

Podczas gdy obie grafiki powyżej pokazują podstawowe mechanizmy stojące za naszym postrzeganiem jasności, inne iluzje robią to w różnym stopniu, a nawet wpływają tylko na część przestrzeni wizualnej. Można to zobaczyć na poniższych grafikach w których użyłem tych samych kolorów co powyżej.

blank

Najważniejsze pytanie brzmi, jak powyższe może wpłynąć na złagodzenie sporadycznych różnic kolorystycznych na dużych powierzchniach produktów, takich jak jednostka odzysku ciepła projektowana przez nas. W naszej koncepcji cały sens pójścia drogą przyjazną środowisku polegał na uniknięciu stosowania innych materiałów, a nawet farb, należało więc zadać sobie pytanie w jaki sposób można zastosować te iluzje oraz w jaki sposób rozwiązują one napotkane w procesie wyzwania związane z właściwościami materiału i sposobem jego postrzegania przez użytkownika?

Jak się okazuje, odpowiedź na te pytania jest dość prosta – cienie. Odkryliśmy, że możemy przełamać duże, jednolite powierzchnie wgłębieniami, które pozwolą uniknąć konieczności zastosowania dodatkowych materiałów. Wgłębienia pozostają obniżone w stosunku do górnej powierzchni, więc zaczynają otrzymywać mniej światła i w rezultacie znajdują się w cieniu, co z kolei dostarczyło nam narzędzi do aktywowania złudzeń optycznych na naszą korzyść.

blank

Grafika powyżej pokazuje, że w tym kontekście ciemniejsze paski sprawiają, że szare powierzchnie wyglądają jaśniej niż ten sam szary kolor w prawym górnym kwadracie. Jest to znak, że z powodzeniem aktywowaliśmy zjawisko kontrastu jasności, które sprawi, że jaśniejsze obszary (główny problem) będą mniej zauważalne. Grafika poniżej przedstawia cztery obszary na tej samej szarej powierzchni, z których dwa górne są jaśniejsze, a dwa dolne ciemniejsze od bazowego tła.

blank

Natomiast grafika poniżej pokazuje, jak poprzez dodanie pasków (wgłębień) możemy sprawić, że te obszary będą praktycznie niewidoczne dla każdego, kto ich aktywnie nie szuka. Czytelnikom pozostawiam ocenę, czy na grafice poniżej są w stanie dostrzec jaśniejsze lub ciemniejsze obszary, a może w stały się one niemal niezauważalne?


blank

Duże, jednolite powierzchnie są problematyczne dla każdego produktu, ponieważ wszelkie nierówności w kolorze mogą być porównywane i zauważane, co z kolei może mieć negatywny wpływ na odbiór przez użytkowników zarówno części, jak i całego produktu. Różnicując powierzchnię w projektowanym rekuperatorze, skutecznie wyeliminowaliśmy ten problem i w rezultacie zamieniliśmy jednolitą powierzchnię w wąskie jasne paski, które przemieszane są ze znajdującymi się we wgłębieniach ciemniejszymi paskami. Wszelkie potencjalne przebarwienia są teraz „pokrojone” i zmniejszone, co sprawia, że dzięki zasadom optyki są mniej lub w ogóle niezauważalne. Co więcej, wybrane diagonalne wgłębienia zapewniają element dynamiki i elegancji, który podnosi ogólny odbiór produktu. Należy zatem zwrócić uwagę, że całkowicie możliwe było zatem opracowanie strategii projektowej, która pozostaje w zgodzie z wartościami obiegu zamkniętego bez konieczności pokrywania materiału EPP. Jedynie z uwagi na potrzebę odpowiedzi na inne potrzeby użytkowników, wkomponowaliśmy również „białą tablicę” służącą prowadzeniu notatek z datą wymiany filtra lub numerem kontaktowym do technika serwisowego bezpośrednio na produkcie. Co niezwykle istotne, tablica jest przyklejona miejscowo i może być łatwo odłączona od pokrywy w celu recyklingu na koniec okresu użytkowania urządzenia.


 blank

blank

 

Wniosek, jaki nasunął się nam podczas przebytej w ramach tego projektu drogi wskazuje, że rozwój idzie w parze z eksploracją i otwarciem na nowe rozwiązania. Na początku procesu zaproponowanie „nagiego” produktu brzmiało jak anegdota, jednak okazało się, że była to ciekawa i satysfakcjonująca pogoń za światem bez niepotrzebnych elementów, a dokładniej za światem bez 17,16 kg okładzin na każdym urządzeniu. Składam podziękowania naszemu klientowi za zaufanie do podejścia projektowego Aleto, ale przede wszystkim za dążenie do stworzenia najlepszego produktu dla swoich klientów i środowiska, a w wyniku czego również za zdobycie wspólnie dwóch międzynarodowych i prestiżowych nagród za wzornictwo.

 

Daniel Kraszewski




 

Date:
Do góry
blank

Instytut Wzornictwa Przemysłowego posiada ponad 70-letnie doświadczenie w upowszechnianiu i zarządzaniu wzornictwem oraz rozwojem nowego produktu. Prowadzi projekty badawcze w zakresie wzornictwa i ergonomii.

Kontakt

ul. Świętojerska 5/7
00-236 Warszawa
Godziny pracy Instytutu: 8:30 – 16:30

Sekretariat:
tel.  (22) 860 00 66
iwp@instytutwzornictwa.com

Social