未來(lái)三維打印技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

吳孜淳 （河南財(cái)經(jīng)政法大學(xué) 河南 鄭州 450000）

一、什么是三維打印

三維打印又稱(chēng)3D打印，是快速成型技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng) 最初是由Charles W.Hull發(fā)明，他所發(fā)明的技術(shù)稱(chēng)之為SLA（立體平板印刷技術(shù)）。稱(chēng)之為打印機(jī)是因?yàn)槿S打印機(jī)借用了普通二維打印機(jī)的概念，傳統(tǒng)打印機(jī)用碳粉或墨水（油性、水性）等打印材料利用相應(yīng)技術(shù)如靜電通過(guò)噴嘴將其印制在不同介質(zhì)上形成人們能夠辨識(shí)的二維平面圖案。而三維打印機(jī)側(cè)突破了傳統(tǒng)二維打印機(jī)只能在平面物質(zhì)上進(jìn)行打印的限制，在垂直方向上將專(zhuān)用的打印材料一層一層堆積起來(lái)，從而形成三維物品。

確切的說(shuō)三維打印利用了分層制造的工藝思路，例如以FDM（熔融沉積成型技術(shù)）技術(shù)打印機(jī)來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行打印生產(chǎn)過(guò)程中打印機(jī)利用專(zhuān)用數(shù)據(jù)接口將事先制作的具有三維幾何數(shù)據(jù)的STL文件按照其自身所攜帶的高度信息離散為打印機(jī)能夠打印的二維分層數(shù)據(jù)單元，并根據(jù)模型輪廓安排打印材料的具體配比，之后通過(guò)噴嘴將融化了的絲狀的熱熔性材料其按照分層數(shù)據(jù)噴出，經(jīng)過(guò)不斷地層層疊加在一起最終形成具有三維尺度的實(shí)體產(chǎn)物。

在現(xiàn)今流行的三維打印機(jī)除了FDM和SLA以外，還有存在眾多其他種類(lèi)的打印技術(shù)，MIT推出的3DP技術(shù)（3D打印技術(shù)），以外還陸續(xù)出現(xiàn)了SLS（選擇性激光結(jié)燒技術(shù)）DLP激光成型技術(shù) UV紫外線成型技術(shù)等數(shù)十種打印技術(shù)。這些技術(shù)具有不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。而三維打印的也早已開(kāi)始應(yīng)用在很多行業(yè)中，并且正在改變著我們的生活。

二、三維打印的優(yōu)勢(shì)

雖然現(xiàn)今打印機(jī)在打印速度，打印尺寸等方面還有很大的發(fā)展余地，但是三維打印具有無(wú)可匹敵的優(yōu)勢(shì)。

從生產(chǎn)原理來(lái)講，三維打印突破了以往傳統(tǒng)制造業(yè)利用車(chē)床對(duì)材料進(jìn)行的冼拋，切削等工序的束縛而直接將產(chǎn)品整體制造出來(lái)，這種加工方式能夠加工以往無(wú)法生產(chǎn)的高難度部件。而且產(chǎn)品的物理性大大優(yōu)于傳統(tǒng)產(chǎn)品。

從性能來(lái)講，以第一代SLA技術(shù)打印機(jī)為例，它能夠以0.05-0.15MM的高度來(lái)打印液態(tài)感光樹(shù)脂。2011年OBJET公司生產(chǎn)出具有最高僅有16μm打印層厚的打印機(jī)。而3D Systems則生產(chǎn)出具有在0.1MM厚度上雕刻出600DPI分辨率的機(jī)型，并能夠達(dá)到25mm的垂直打印速度以及24位色的彩色打印效果。

從生產(chǎn)難度上來(lái)說(shuō)，三維打印機(jī)更易于使用，因?yàn)樗c電腦直接連接，所生產(chǎn)的物品就是軟件中建立的模型，因此傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中所需要的大量熟練工人在三維打印生產(chǎn)中則可以省略。

而且三維打印機(jī)非常靈活，打印規(guī)?？纱罂尚?，不僅僅適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)還適用于小型產(chǎn)品加工，甚至在家庭環(huán)境中生產(chǎn)。MAKERBOT公司就推出了很多專(zhuān)為小型產(chǎn)品加工的家用三維打印機(jī)。

三、三維打印對(duì)于室內(nèi)設(shè)計(jì)的應(yīng)用價(jià)值

1.定制性

對(duì)于一個(gè)特定的室內(nèi)空間來(lái)講，室內(nèi)設(shè)計(jì)不僅僅要合理規(guī)劃它的空間布置，還要?jiǎng)?chuàng)造出獨(dú)特的設(shè)計(jì)韻味，這就需要使用相應(yīng)的材料制作出符合空間功能與風(fēng)格的造型。除了對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行基礎(chǔ)的功能性裝修以外，也需要從后期家具、配飾等軟裝方面配合整體設(shè)計(jì)方案。因此說(shuō)一個(gè)優(yōu)秀的室內(nèi)設(shè)計(jì)作品不僅僅是滿足基本空間功能的需要更要從心理層面上滿足人們的情感需求，迎合人們創(chuàng)造屬于自身獨(dú)特審美風(fēng)格的需求，而這種需求是對(duì)每一個(gè)空間界面進(jìn)行設(shè)計(jì)和一個(gè)個(gè)具體的裝飾品來(lái)逐步構(gòu)建完成的，如果不能通過(guò)市場(chǎng)上已經(jīng)存在的產(chǎn)品來(lái)滿足那么就必須通過(guò)定制方式來(lái)完成。例如巴塞羅那椅便是密斯凡德羅為配合巴塞羅那世博會(huì)德國(guó)館而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，當(dāng)椅子處于展館空間中時(shí)，簡(jiǎn)潔的直線條空間襯托出椅子本身優(yōu)美的曲線感，而其本身也為整個(gè)空間增加了裝飾感與設(shè)計(jì)感，因此與建筑之間相得益彰。

為了迎合種種定制需求，現(xiàn)在的市場(chǎng)中已經(jīng)存在著很多專(zhuān)門(mén)接受定制加工的生產(chǎn)廠商和銷(xiāo)售商，例如專(zhuān)門(mén)為某些餐飲酒店專(zhuān)門(mén)加工特殊尺寸的桌椅板凳或是為娛樂(lè)場(chǎng)所加工特別的墻面裝飾造型，也有按照客戶提供的圖案生產(chǎn)玻璃甚至壁紙等，但是從目前看來(lái)這種定制生產(chǎn)還處在一個(gè)比較基礎(chǔ)的層次上，因?yàn)檫@些定制加工只能在已有的產(chǎn)品中進(jìn)行簡(jiǎn)單的尺寸修改，或簡(jiǎn)單改變表面材料的色彩或圖案，很少有能力生產(chǎn)具有全新造型的產(chǎn)品，這一方面是因?yàn)榧庸すS并不具備獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，但更深層的原因是很多特殊造型具有很高的藝術(shù)水準(zhǔn)，常常針對(duì)某一特殊空間專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，并不一定普遍適用。

以墻體界面來(lái)說(shuō)，如果設(shè)計(jì)師需要使用更加特別的手法來(lái)構(gòu)建界面立體造型，就需要定制特殊的裝飾構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單的造型可以聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的技工在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行加工，但如果有些造型無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)加工則必須指定專(zhuān)門(mén)的加工工廠生產(chǎn)。由于客觀因素的影響，即便是現(xiàn)場(chǎng)加工的簡(jiǎn)單造型在施工過(guò)程中也會(huì)存在各種潛在問(wèn)題，這其中既有工人水平參差不齊，對(duì)于施工工藝的掌握程度難以完美完成設(shè)計(jì)方案的可能，也有受制于實(shí)際加工工藝無(wú)法表現(xiàn)出設(shè)計(jì)方案造型的可能性。對(duì)于復(fù)雜的造型，即便專(zhuān)門(mén)委托加工工廠來(lái)生產(chǎn)，也面臨著加工造價(jià)過(guò)高的問(wèn)題，設(shè)計(jì)方和施工方往往付出大量時(shí)間以及經(jīng)濟(jì)成本得不償失，因此在很多情況下，室內(nèi)設(shè)計(jì)師是帶著鐐銬跳舞，創(chuàng)意與實(shí)際施工問(wèn)題之間的妥協(xié)從一定程度上始終阻礙著優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品的誕生。

而三維打印技術(shù)的出現(xiàn)則大大降低了這方面的問(wèn)題。由于三維打印從制造過(guò)程上完美解決了計(jì)算機(jī)虛擬模型與實(shí)體模型加工之間的鴻溝，使得其所加工的產(chǎn)品從三維模型完成建模的那一刻起不需要人手的干預(yù)就能夠自動(dòng)生產(chǎn)出來(lái)。也就是說(shuō)設(shè)計(jì)師只要能夠建出計(jì)算機(jī)模型，那么產(chǎn)品就能夠產(chǎn)出來(lái)。雖然目前三維軟件的種類(lèi)繁多，且學(xué)習(xí)三維軟件的使用需要一定的技巧，但三維軟件畢竟是一個(gè)面向大眾的工具，很多非專(zhuān)業(yè)人士也能夠掌握，況且專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師普遍具有各類(lèi)三維軟件學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，因此人們不用花費(fèi)太多精力便可以獨(dú)立制作出所需的裝飾造型甚至家具，飾品。這對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一件完美的工具。更有利的消息是目前三維打印機(jī)已經(jīng)不僅僅局限于使用傳統(tǒng)的塑料材質(zhì)，而是擴(kuò)展到了更廣闊的范圍內(nèi)，例如木材，陶瓷等等相當(dāng)多的材料都已經(jīng)成為三維打印機(jī)的打印材料。

2.使室內(nèi)設(shè)計(jì)活動(dòng)更加普及

傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)行為通常發(fā)生在專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師的身上，因?yàn)槭覂?nèi)設(shè)計(jì)師具有專(zhuān)業(yè)背景，一般來(lái)說(shuō)他們對(duì)于色彩、造型、空間、燈光等方面具有獨(dú)到的見(jiàn)解和深厚的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

但是我們也要看到，雖然委托方?jīng)]有獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力或相關(guān)資質(zhì)，但是設(shè)計(jì)行為是人類(lèi)有意識(shí)的行為，設(shè)計(jì)活動(dòng)貫穿于人類(lèi)的整個(gè)發(fā)展史，人們對(duì)于美好的事物有天然的追求。因此設(shè)計(jì)行為不是設(shè)計(jì)師特有的技能而是人們普遍具有的能力。從歷史上來(lái)看室內(nèi)設(shè)計(jì)是畫(huà)家，藝術(shù)工作者，設(shè)計(jì)師的專(zhuān)利，這是因?yàn)樗麄兙哂袑?zhuān)業(yè)的繪圖技能和大量的設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)實(shí)踐自己的設(shè)計(jì)理念，委托方需要他們幫助自己完成設(shè)計(jì)，因此要求設(shè)計(jì)師提供盡可能符合真實(shí)狀態(tài)的設(shè)計(jì)效果圖以便能夠更真切的體會(huì)到設(shè)計(jì)的整體方案。但是從表現(xiàn)手段來(lái)講，效果圖只能通過(guò)某個(gè)角度來(lái)反映設(shè)計(jì)效果，并不能全面反映設(shè)計(jì)的內(nèi)容，因此不論效果圖制作的多么真實(shí)、漂亮，總會(huì)讓人無(wú)法直觀感受到設(shè)計(jì)的總體方案。三維打印機(jī)的出現(xiàn)則從一定程度上避免了效果圖不夠直觀的問(wèn)題，由于模型具有高度的直觀性因此可以消解委托方和設(shè)計(jì)方對(duì)于設(shè)計(jì)方案溝通的障礙，進(jìn)一步降低設(shè)計(jì)的難度，因此可以將設(shè)計(jì)的難度進(jìn)一步降低，打?qū)?huì)大大有助于室內(nèi)設(shè)計(jì)方案的進(jìn)行。

而同時(shí)，對(duì)于一些有能力制作三維模型的委托方，他們也可以通過(guò)三維打印機(jī)來(lái)制作出體現(xiàn)自己設(shè)計(jì)想法的模型，通過(guò)這種方式和設(shè)計(jì)者之間進(jìn)行有效的交流，也能夠快速直觀地表達(dá)自己的想法和意愿。

四、總結(jié)

三維打印由于其快速，高效，直觀的特點(diǎn)，是今后制造業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨。雖然目前三維打印還有很多不盡如人意的地方，例如價(jià)格不夠低廉、不夠普及，但我們也應(yīng)但看到，作為一種新型工具，它能夠提供給設(shè)計(jì)師新的設(shè)計(jì)表達(dá)方式和施工手段，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)行業(yè)提供快速、有效的新產(chǎn)品、新造型，在設(shè)計(jì)行業(yè)中具有無(wú)可替代的作用。因此我們應(yīng)當(dāng)積極看待這種新型技術(shù)，將它引入到室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)中。