3D打印技術下產品造型設計論文

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一、3d打印技術概念及特點

3D打印技術是數字化時代的重要產物，又被稱為“添加制造”（AdditiveManufacturing）技術，它是以三維數字模型文件為基礎，創新性地將信息、材料、生物、控制等技術融合滲透到一起，能以自身逐層添加打印的制造方式完美地實現各種材料的結合。3D打印技術自開發以來得到不斷地發展，迅速被廣泛應用于工業設計、建筑、軍事、航天、醫療等不同領域，并取得一系列實質性的突破。3D打印技術相較于傳統的大型增材制造設備來說，更加注重體現設備的小型化、智能化和個性化。3D打印技術發展到今天，已經能夠在0.01mm的單層厚度上實現600dpi的精確分辨率，。并且適用于該技術的材料豐富，比如以生物細胞為材料，能夠打印出器官、骨骼；以金屬為材料，能夠打印出機械零件；以沙子為材料，能夠打印出建筑物；以玻璃為材料，能夠打印出玻璃制品等。據不完全統計，截止到2012年年底，著名的3D打印成型公司Stratasys的產品已經發展為能支持123種不同材料進行3D打印，隨著科學技術的創新和發展，這一數字將不斷地被刷新。同時，在打印速度上，3D打印技術能實現垂直25.4mm/h以上。未來我們有理由相信，隨著智能制造的逐漸深入發展與成熟，將會有更多新的信息技術、控制技術、材料技術等不斷地投入應用，3D打印技術也會在此基礎上被進一步推向更為廣闊的領域。

二、3D打印技術在產品造型設計中的應用

近年來，3D打印技術在產品造型設計上應用越來越廣泛，并且突破了以往單純的常規幾何形態，開始以更具創新性、類似于自然形態的精美造型出現在人們的日常生活中，以獨特的制造方式和時代意義賦予我們的生活空間新的活力。比如在人們熟悉的服裝領域中，著名的荷蘭時裝設計師IrisvanHerpen與Materialise在2013年初的巴黎時裝展上合作制造的3D打印時裝，給人帶來強烈的視覺盛宴，風靡一時。此外，2011年Materialise公司提供以14K金和純銀為原材料的3D打印服務，更是為珠寶制造業帶來巨大革新。由比利時公司MGX設計的分形桌子，設計師以數學特征中的自相似性為設計原理，以自然界中的分形生長為模型創造了這一作品，其成就是傳統制造方式無法企及的。以現代裝飾中的燈飾為例，2012年設計師宋波紋協同格物工作室，創新性地推出3D打印作品“十二水燈”，燈具快速成型材料為尼龍，其創作靈感來源于宋代畫家馬遠的水畫名作“十二水圖”。在該造型設計中，設計師完美地將中國傳統繪畫的意境與傳統思想中“格物致知”的觀念進行融合，通過探究事物的發展規律，尋找智慧的源頭。作品利用現代先進的制造技術向人們呈現出耳目一新的作品，并通過這種形式完成對文化的傳承。所以，可以說，3D打印技術讓產品的造型有了更為廣闊的發展空間，同時也讓產品的個性化特色更為突出。與傳統機器生產和手工制造相比，3D打印技術突破了以往制造過程中受眾多造型、材料和設備的限制，這在某種程度上促使其對產品造型的制造更加接近設計本來的要求，同時與產品造型設計隨著時代、科技和人文藝術的發展而革新的歷史使命相符。3D打印技術的應用，極大地開拓了設計師的想象思維，即使是外觀再復雜的產品都能通過3D打印技術進行制造，并能保證與設計的渾然一體。這就促使設計師將關注力放在產品形態創意和功能創新上，不斷實現超越。并且，隨著產品造型設計的多元化，設計師開始重視體現產品的美學屬性，將時尚化、個性化因素融入到產品造型的藝術化表現方式中，從而潛移默化地引導著消費者對產品造型審美觀的變化。

三、3D打印技術在產品造型設計中的問題和展望

就目前而言，雖然3D打印技術在產品設計中發揮著越來越重要的作用，應用也越來越廣泛。但是從整體上來說，3D打印技術在產品造型設計領域中的普及力度仍然比較弱。這可能是因為3D打印技術本身受自身打印機性能、打印材料、打印成本、打印精度等眾多因素的影響，而不能得到全面的普及和應用，因此也就無法促使對3D打印技術的進一步研究和創新。另外，現階段，3D打印技術的應用主要集中在服裝、家具及相關家居用品等形態比較小的產品造型設計中，還沒有廣泛應用到較大型的產品設計上。并且一些產品在空間界面上的打印要求3D打印機和相關材料都必須有較高的質量，這樣才能充分滿足其在制造過程中來自各方面的要求。盡管如此，我們仍然有理由相信，隨著科學技術的不斷發展和數字化的持續創新，未來3D打印技術必然與計算機技術、云技術、信息技術、生物技術等更加緊密地結合在一起，最大限度地實現產品設計成果的資料共享。與此同時，國家和相關部門將會更加重視設計師的設計產權知識、消費者權益責任保障、資源利用和環境保護等一系列問題，為3D技術在產品設計領域的更深層次的發展提供良好的環境氛圍。因此，在未來，3D打印技術也會在此基礎上被進一步推向更為廣闊的領域，直接影響著設計師的設計思路，不斷突破傳統的生產和制造方式，改變整個世界的面貌。

四、結語

3D打印技術作為數字化時代的重要產物，在產品造型設計中發揮著重要的作用，其在產品設計領域的迅速普及和廣泛應用直接影響著設計師的設計思路和消費者的審美觀，為產品造型設計開辟出更為廣闊的發展空間。然而，現階段3D技術由于受自身打印機性能、打印材料、打印成本、打印精度等眾多因素的制約，仍需進一步深入研究和推廣。盡管如此，隨著今后科學技術的不斷發展和數字化的持續創新，3D打印技術必然會得到更為廣泛地研究和推廣，以促進產品設計更快、更好地發展。

作者:北京印刷學院單位:張雨彤