3D打印技術(shù)應(yīng)用在汽車內(nèi)外飾件中的利與弊

宋輝 李雙良

摘要：近幾年，3D打印技術(shù)逐漸從一個(gè)陌生詞匯廣泛應(yīng)用到人們生活工作內(nèi)，今后必然成為時(shí)代關(guān)鍵部分。3D打印技術(shù)發(fā)展如何迅速并不是偶然，其是人們經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)與檢測(cè)之下得到的產(chǎn)物。3D打印技術(shù)對(duì)工業(yè)、建筑、醫(yī)學(xué)等行業(yè)發(fā)展造成顯著影響，同時(shí)國(guó)內(nèi)外飾品數(shù)字化行業(yè)也逐漸顯著轉(zhuǎn)變。近年，飾品研究商開(kāi)始將發(fā)展目光轉(zhuǎn)移到飾品3D打印技術(shù)。但是由于3D打印技術(shù)在汽車內(nèi)外飾件上應(yīng)用時(shí)間較短，雖然為汽車內(nèi)外飾件帶來(lái)了一定幫助，但是也同樣帶來(lái)一定弊端，進(jìn)而需要3D打印技術(shù)在汽車內(nèi)外飾件上不斷完善。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；汽車內(nèi)外飾件

1、3D打印技術(shù)原理分析

3D打印技術(shù)有多種，如激光粉末成型、熔融塑料成型、感光樹脂成型等。技術(shù)原理是不論成型方法如何，都采用原料加層法形成3D物體。每一層材料只有0.1毫米-0.2毫米厚。與二維打印機(jī)相比，3D打印機(jī)多了一個(gè)維度，即z軸。通過(guò)x-y-z軸的運(yùn)動(dòng)，原材料被一層一層地堆積起來(lái)。3D打印機(jī)由三部分組成：電子部分、機(jī)械部分和軟件部分。

軟件部分：簡(jiǎn)單地說(shuō)，3D打印機(jī)通過(guò)軟件分為無(wú)數(shù)的3D模型層。這個(gè)層的厚度基本上等于3D打印機(jī)的精度，然后產(chǎn)生無(wú)數(shù)的印刷坐標(biāo)命令用于機(jī)械執(zhí)行。

機(jī)械部分：機(jī)械部分是印刷指令的定位部分。

電子部分：電子部分可以理解為軟件與機(jī)械部分之間的橋梁，主要是軟件產(chǎn)生的指令和數(shù)據(jù)緩存、電機(jī)的控制、溫度的控制等。由軟件生成的坐標(biāo)指令由電子部分執(zhí)行，以控制機(jī)械部分。為了精確的印刷目的。

2、3D打印技術(shù)在汽車內(nèi)外飾件設(shè)計(jì)中的利端

2.1確定精準(zhǔn)飾品數(shù)據(jù)

汽車內(nèi)外飾件作品設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵一個(gè)因素就是人們開(kāi)車舒適，進(jìn)而對(duì)司機(jī)身材了解就顯得尤為重要，可以精準(zhǔn)測(cè)量人群各身體部位差異。[1]當(dāng)前，傳統(tǒng)尺碼標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無(wú)法滿足目前飾品生產(chǎn)尺寸要求，進(jìn)而汽車內(nèi)外飾件尺寸應(yīng)該更加人性化。應(yīng)用數(shù)據(jù)校驗(yàn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者可以真正為顧客實(shí)現(xiàn)量體裁衣，為特殊身形人群設(shè)計(jì)出適合其身材的衣服。3D打印技術(shù)在汽車內(nèi)外飾件內(nèi)應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員可以按照顧客身體特點(diǎn)，制作三維基礎(chǔ)模型，規(guī)避傳統(tǒng)汽車內(nèi)外飾件反復(fù)裝飾流程。[2]3D打印技術(shù)的應(yīng)用，可以在最短時(shí)間內(nèi)確定顧客尺寸，同時(shí)也可以對(duì)某項(xiàng)數(shù)據(jù)單獨(dú)修改。

2.2減少資源浪費(fèi)

設(shè)計(jì)人員通過(guò)3D打印技術(shù)可以首先掃描飾品模型，按照客戶意愿開(kāi)展汽車內(nèi)外飾件三維設(shè)計(jì)，將飾品材料供應(yīng)商所提供的材料根據(jù)飾品進(jìn)行渲染，直到顧客滿足材料渲染效果即可，就多個(gè)角度了解該材質(zhì)布料實(shí)際開(kāi)車效果，這樣可以有效規(guī)避傳統(tǒng)反復(fù)嘗試布料所帶來(lái)的浪費(fèi)，并且人力與時(shí)間等資源也可以得到大幅度降低。[3]

2.3縮短設(shè)計(jì)時(shí)間周期

傳統(tǒng)汽車內(nèi)外飾件在設(shè)計(jì)制造時(shí)，設(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的每一件飾品都需要經(jīng)過(guò)反復(fù)量體、剪裁，顧客在反復(fù)裝飾以后，按照顧客需求與實(shí)際開(kāi)車效果，反復(fù)對(duì)汽車內(nèi)外飾件樣衣進(jìn)行修改加工，最終才能夠設(shè)計(jì)出雙方都滿意的作品。但是因?yàn)槎喾N因素影響，出現(xiàn)放棄訂單情況，這是傳統(tǒng)飾品定制最大弊端之一。3D打印技術(shù)的產(chǎn)生，對(duì)飾品定制設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)可以說(shuō)是一次偉大創(chuàng)新。[4]

2.4減少飾品修改難度

飾品生產(chǎn)商生產(chǎn)飾品內(nèi)最為困擾就是修改飾品，延長(zhǎng)飾品設(shè)計(jì)周期。借助3D打印技術(shù)在虛擬制衣方面優(yōu)勢(shì)，就可以有效改變汽車內(nèi)外飾件這一情況[6]。3D打印技術(shù)虛擬樣板設(shè)計(jì)時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于實(shí)際飾品加工時(shí)間，這也就表示3D打印技術(shù)可以有效縮短汽車內(nèi)外飾件不必要時(shí)間，縮短制版、更改、加工等環(huán)節(jié)對(duì)人力資源需求，最大程度降低汽車內(nèi)外飾件生產(chǎn)成本。

2.5提升生產(chǎn)效率

隨著3D打印技術(shù)快速發(fā)展，3D打印機(jī)對(duì)打印材質(zhì)要求也不斷降低，目前市面上大部分內(nèi)材質(zhì)都可以借助3D打印機(jī)完成打印，因此3D打印技術(shù)對(duì)物品形狀具有較高還原性。3D模型精細(xì)程度將直接決定飾品外形與打印物品真實(shí)度，滿足設(shè)計(jì)者對(duì)飾品設(shè)計(jì)需求。[7]設(shè)計(jì)人員經(jīng)常設(shè)計(jì)出新型形態(tài)，不管是鏤空造型，還是柔順紗網(wǎng)等，3D打印技術(shù)都可以借助數(shù)據(jù)完成精細(xì)打印，并且打印時(shí)間也可以大幅度縮短。[8]

3、3D打印技術(shù)在汽車內(nèi)外飾件應(yīng)用弊端

3D打印技術(shù)主要采取數(shù)字技術(shù)材料完成打印，但是在該設(shè)計(jì)過(guò)程內(nèi)，需要借助計(jì)算機(jī)構(gòu)建針對(duì)模型，然后對(duì)三維模型分層劃分，也就是切片，進(jìn)而借助打印機(jī)逐層打印。[9]3D打印技術(shù)關(guān)鍵就是建模。就飾品設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)知識(shí)相對(duì)比較匱乏，其在完成設(shè)計(jì)稿以后，怎樣讓設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)自身設(shè)計(jì)作品，就成為今后3D打印技術(shù)在汽車內(nèi)外飾件內(nèi)應(yīng)用需要探索的問(wèn)題。

在傳統(tǒng)飾品行業(yè)內(nèi)，設(shè)計(jì)人員所使用到的面料種類反搜，但是目前3D打印技術(shù)所能夠打印到的材料種類十分有限，同時(shí)這些材料在打印完成以后的作品與飾品本質(zhì)之間存在較大差別，首先就是在耐用性與舒適性上急需改善。所以，新型材料也是3D打印技術(shù)在汽車內(nèi)外飾件內(nèi)應(yīng)用主要弊端。

4、3D打印技術(shù)在汽車內(nèi)外飾件應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

4.13D打印將走進(jìn)千家萬(wàn)戶

當(dāng)前，就常規(guī)3D打印機(jī)銷售價(jià)格來(lái)說(shuō)，大部分家庭都具有購(gòu)買能力，部分設(shè)計(jì)工作室已經(jīng)配備了打印機(jī)。而就制造產(chǎn)品的3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)，因?yàn)槭艿讲僮髡咦陨硇枨笈c素養(yǎng)等因素影響，限制了3D打印機(jī)進(jìn)入千家萬(wàn)戶。所以，目前使用3D打印機(jī)的基本上都屬于專業(yè)人士，例如工業(yè)設(shè)計(jì)師、產(chǎn)品制造設(shè)計(jì)師等，該類人群可以嫻熟操作建模技術(shù)，在虛擬世界內(nèi)單獨(dú)創(chuàng)建對(duì)象，然后借助3D打印機(jī)制造出針對(duì)虛擬內(nèi)容。所以，想要熟練應(yīng)用3D打印機(jī)，就必須掌握數(shù)字化建模技能。[10]

4.2“第三次工業(yè)革命”

隨著3D打印技術(shù)的興起，作者發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上關(guān)于第三次工業(yè)革命的話題很多。人們開(kāi)始將3D打印與第三次工業(yè)革命聯(lián)系在一起，筆者也與大家討論過(guò)：第一次工業(yè)革命是由蒸汽推動(dòng)的。第二次工業(yè)革命是以電力為動(dòng)力的。第三個(gè)應(yīng)該是能源驅(qū)動(dòng)的爆炸。[11]然而，3D打印技術(shù)只能是一種生產(chǎn)方式，不能作為驅(qū)動(dòng)，所以第三次工業(yè)革命是未來(lái)。

4.3飾品未來(lái)的前景

如今，越來(lái)越多的消費(fèi)者開(kāi)始追求個(gè)性化和定制化的時(shí)尚產(chǎn)業(yè)。由于每個(gè)人的體型不同，在傳統(tǒng)的珠寶設(shè)計(jì)中很難滿足不同的口味，但是3D打印可以很容易地滿足消費(fèi)者的需求，并且可以很快的定制。如果我們希望這項(xiàng)技術(shù)能很好地應(yīng)用到飾品設(shè)計(jì)中，我們需要讓設(shè)計(jì)師放棄他們的刷子，更多地使用電腦。[12]為什么3D打印在飾品上沒(méi)有同樣的價(jià)值？因?yàn)轱椘吩O(shè)計(jì)師最關(guān)心的是面料，面料是材料的選擇。只有當(dāng)材料滿足需求時(shí)，才能廣泛實(shí)施。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，3D打印只適合新鮮產(chǎn)品的創(chuàng)新和探索。不適合高層次汽車的設(shè)計(jì)。因?yàn)闆](méi)有奢侈品是使用裝配線生產(chǎn)。主要是因?yàn)橄M(fèi)者享受他們的手工藝品和他們自己的精神遺產(chǎn)的繼承。

參考文獻(xiàn)：

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[3]衛(wèi)保衛(wèi)，王愛(ài)娣，張嘉敏，何亞男.基于3D打印技術(shù)的飾品個(gè)性定制產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J].科技風(fēng)，2018（04）：181+188.

[4]侯昕志.基于3D打印技術(shù)的飾品設(shè)計(jì)創(chuàng)新應(yīng)用[J].設(shè)計(jì)，2017（15）：110-112.

[5]孫茜.3D打印技術(shù)在飾品方面的應(yīng)用[J].西部皮革，2017，39（12）：16.

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[7]尹菁敏.3D打印技術(shù)對(duì)于飾品設(shè)計(jì)影響分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（09）：274.

作者簡(jiǎn)介：

宋輝（1996.06-）男，四川遂寧，漢族，四川理工學(xué)院，研究方向：車輛工程。

李雙良（1996.05-）男，四川成都，漢族，四川理工學(xué)院，研究方向：車輛工程。