3D打印技術(shù)在設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展研究

李晚珍　莊凌

摘要 3D打印作為一種新的技術(shù)手段，近年來已經(jīng)家喻戶曉，越來越多的領(lǐng)域開始運用這門技術(shù)，設(shè)計領(lǐng)域也不例外，傳統(tǒng)的設(shè)計創(chuàng)新思路將隨著3D打印技術(shù)的成熟而發(fā)生巨大的變化，本文就3D打印技術(shù)如何更好地服務(wù)設(shè)計領(lǐng)域談?wù)勛约旱挠^點。

關(guān)鍵詞 3D打印；設(shè)計領(lǐng)域；資源共享課程

中圖分類號 TB33 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）13—0079—02

1 3D打印技術(shù)的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)打印技術(shù)是通過墨盒將墨汁打印在紙張上，而3D打印技術(shù)是將特殊的液體或粉末等“打印材料”，通過電腦控制一層層疊加累積成三維實體。3D打印技術(shù)是通過快速成型原理打印出真實的三維物體的一種技術(shù)。

3D打印起源于19世紀(jì)末的美國，19世紀(jì)末的美國曾研究出照相雕塑與地貌成型技術(shù)，隨之3D打印的核心思想初見雛形，第一臺3D打印機誕生了，從此科學(xué)家們一直致力于更為精密的打印設(shè)備，經(jīng)過近30年的發(fā)展，3D打印技術(shù)逐步完善，現(xiàn)在幾乎能打印出任何實體性的東西。

2 3D打印在不同設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用

對于一些依靠傳統(tǒng)制作難以做出的一些設(shè)計，3D打印技術(shù)也可以順利的打印出相應(yīng)的成品，設(shè)計師再也不用擔(dān)心自己設(shè)計的作品因為傳統(tǒng)制作方式做不出來而改變設(shè)計，引導(dǎo)設(shè)計師更關(guān)注設(shè)計本身而不是制作，3D打印技術(shù)推動設(shè)計向更深更遠(yuǎn)的發(fā)展。

2.1 3D打印在航空航天設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用

航空航天事業(yè)是一個國家國防實力的象征，在3D打印之前，制作飛機零部件時，必然要考慮到傳統(tǒng)制造方法能否實現(xiàn)，不但費時費力，而且浪費原材料。隨之3D打印的實現(xiàn)，制作飛機一般直接將設(shè)計出的零件用3D打印快速成型技術(shù)制作出來，極大的縮短飛機研發(fā)周期，降低制造成本，如波音飛機到目前為止已有兩萬多個零部件通過3D打印而成，并且飛機機翼中的大型零件也開始使用3D打印技術(shù)。

2.2 3D打印在建筑設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用

在建筑設(shè)計上，設(shè)計師首先根據(jù)客戶設(shè)計要求提供建筑平面施工圖、立體效果圖及建筑模型，還要時刻考慮各種工藝過程、施工方案、技術(shù)措施等事項，過程環(huán)環(huán)相扣，繁瑣復(fù)雜，而3D打印技術(shù)極大地簡化了設(shè)計程序，將設(shè)計快速實體化，使客戶能隨時參與到設(shè)計中，及時溝通修改。

在建筑施工上，電腦操控一個巨大噴口噴射出“油墨”，3D打印出高墻，將高墻壘起來，再用鋼筋混凝土“打印”灌注連成一體。很快就可以打印出我們需要的建筑群。在迪拜，全球第一座功能性3D打印辦公樓已經(jīng)開業(yè)。

2.3 3D打印在汽車設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用

在汽車設(shè)計領(lǐng)域，3D技術(shù)主要應(yīng)用在新型概念車的開發(fā)及小批量的復(fù)雜部件的研制上。整個“打印”過程只會花費數(shù)周的時間，整個制作過程非常靈活，既可以打印出完整的汽車車身，也可以打印出很多部件組裝填充。

3D打印作為全球范圍內(nèi)的前沿科技運用，在醫(yī)療領(lǐng)域利用3D打印就能夠完美地復(fù)制人體結(jié)構(gòu)構(gòu)造，貼合人體工學(xué)，國內(nèi)外利用3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域取得成功的案例已數(shù)不勝數(shù)。

2.4 3D打印技術(shù)在其他設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用

近期，國內(nèi)外相繼研發(fā)設(shè)計出了利用3D打印技術(shù)為大眾提供3D打印食物的服務(wù)，這項服務(wù)提供的不僅僅是食物外形，而且還是口感上全新獨特的感受，客戶甚至還可以根據(jù)特殊需求自主微調(diào)口味。

另外，3D打印技術(shù)登上服裝設(shè)計舞臺已是大勢所趨，2015年巴黎時裝周香奈兒活動中，德國著名服裝設(shè)計師卡爾·拉格斐展示了一個全新的3D打印服裝系列。

3 3D打印技術(shù)在設(shè)計領(lǐng)域有序發(fā)展的建議

3.1 3D設(shè)計平臺應(yīng)由專業(yè)化逐漸向大眾化轉(zhuǎn)化

未來的3D打印產(chǎn)業(yè)一定會促進(jìn)眾多制造技術(shù)的融合發(fā)展，平臺化趨勢是3D打印發(fā)展的必然，設(shè)計平臺逐漸由專業(yè)設(shè)計軟件向簡單大眾設(shè)計應(yīng)用發(fā)展，微軟、谷歌等國際軟件巨頭已經(jīng)相繼推出基于各種開放平臺的3D打印應(yīng)用，這將大大降低3D設(shè)計的門檻，到時候，普通的用戶也能通過類似玩樂高積木似的設(shè)計3D模型。

3.2 3D打印應(yīng)與設(shè)計教育創(chuàng)新思維的培養(yǎng)完美融合

3D打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得習(xí)慣于傳統(tǒng)創(chuàng)新、設(shè)計、制造的思想顯得越來越陳舊，設(shè)計者應(yīng)該走出為制造而制造的思想誤區(qū)，結(jié)合3D打印技術(shù)的“所想即所得”的創(chuàng)新理念，極大地釋放想象空間，掙脫傳統(tǒng)制造工藝的束縛，培養(yǎng)全新的創(chuàng)新思維。

教育部2015年發(fā)布了《關(guān)于“十三五”期間全面深化推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》，其中著重提出未來五年對教育信息化的規(guī)劃，鼓勵把探索3D打印融入教育新模式中去。3D打印技術(shù)與教育結(jié)合，是時代發(fā)展的必然趨勢，也是從傳統(tǒng)教育向素質(zhì)教育發(fā)展的必然之路。

3D打印不僅是一種快速成型方式，而且給我們增加了一種新的增材制造方式。究其實質(zhì)，它是一種實現(xiàn)創(chuàng)意的工具，它的意義更在于打破了傳統(tǒng)制造方式對于設(shè)計創(chuàng)新的束縛，帶給我們一個無限的創(chuàng)意空間。傳統(tǒng)的教育，束縛了人們的思維，3D打印作為低成本的創(chuàng)意孵化器，將再次喚醒了久違的創(chuàng)新思維。

3.3 3D打印在設(shè)計教育領(lǐng)域應(yīng)大力推廣

由于3D打印技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計教育領(lǐng)域的教師和學(xué)生可以打印出目標(biāo)設(shè)計設(shè)計出來的幾乎所有的產(chǎn)品或產(chǎn)品組件，師生可以便捷的共同針對打印出來的產(chǎn)品開展討論，研究產(chǎn)品的優(yōu)劣從而改良設(shè)計，不斷反復(fù)推進(jìn)，逐漸設(shè)計出最優(yōu)良最完善的產(chǎn)品。

另外，在教學(xué)過程中，教師可以依托3D打印提供的產(chǎn)品物質(zhì)基礎(chǔ)，將課程知識體系中的難點、重點問題涉及的產(chǎn)品打印出來，并完成裝備工作、制成視頻，這樣學(xué)生查看起來形象生動、通俗易懂。提高網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的教學(xué)效果。

目前，我國正在開展國家精品開放課程的建設(shè)。精品資源共享課程教學(xué)內(nèi)容資源包括教師授課課件、視頻資源等全部實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)站至少涵蓋演播區(qū)，而且共享型教學(xué)資源平臺基本建成后還需要科學(xué)的管理，需要不斷根據(jù)學(xué)科發(fā)展以及學(xué)生的具體情況更新網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻和課件。目前因為3D打印設(shè)備還比較昂貴，很多高校都沒有配置3D打印機，在發(fā)展資源共享課程的建設(shè)中還是考慮傳統(tǒng)的制作模式，由于制作產(chǎn)品的局限性和耗時性，這些高校資源共享課程建設(shè)中普通存在動畫、圖片、視頻資源相對不足的弊端。課程視頻的錄制和不斷更新是資源共享課程建設(shè)的核心。3D打印有助于推進(jìn)各種設(shè)計產(chǎn)品的制作，從而實現(xiàn)視頻資源制作的便利性和豐富性。突破性地大大推進(jìn)共享資源課程的建設(shè)。

4結(jié)論

依托先進(jìn)的3D打印技術(shù)，未來的先進(jìn)制造業(yè)將走向更加感知化、功能化，去實現(xiàn)消費需求和市場的緊密對接，3D打印技術(shù)的魅力所在也正是如此，在這個領(lǐng)域，創(chuàng)新使得制造變得更具創(chuàng)新力。同時，3D打印作為低成本的創(chuàng)意孵化器，可以促進(jìn)教育模式發(fā)生突破性的改變。endprint