構(gòu)建具有3D打印特色高職類產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)建設(shè)的探索

何小娟 王茜 楊小靜

摘 要：3D打印技術(shù)的發(fā)展勢不可擋，同時引發(fā)制造行業(yè)的變革，行業(yè)人才配置、企業(yè)人才能力的需求也隨之發(fā)生相應(yīng)變化。高等職業(yè)教育是以市場為導向的，注重人才能力培養(yǎng)的模式。產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)本身就是邊緣學科，與很多行業(yè)交叉，所以3D打印技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)結(jié)合，構(gòu)建符合市場需求的具有3D打印特色的高職產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)，培養(yǎng)市場極需緊缺型人才，通過擴大學生就業(yè)面，提高學生就業(yè)率，從而帶領(lǐng)專業(yè)形成良性循環(huán)。

關(guān)鍵詞：3D打印;產(chǎn)品設(shè)計;專業(yè)建設(shè)

3D打印技術(shù)在我國處于起步發(fā)展階段，普及程度還不是很高，而針對3D打印人才的需求在整個人才需求市場中也不是特別突出，而3D打印人才的培養(yǎng)則更處于萌芽期，各高校還沒有針對市場需求設(shè)立3D打印技術(shù)專業(yè)。[1]產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計專業(yè)與3D打印技術(shù)聯(lián)系非常緊密，我們將在人才培養(yǎng)的修訂中納入3D打印模塊，針對市場定制人才規(guī)格，以市場為導向，培養(yǎng)符合未來企業(yè)需求的具有3D打印技術(shù)的設(shè)計人才，將有效區(qū)分產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)本科教育與高等職業(yè)教育定位。

一、3D打印技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀

3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。[2]

從3D打印技術(shù)目前的發(fā)展狀況來看，它明顯成為發(fā)達國家實現(xiàn)制作業(yè)回流、提升產(chǎn)業(yè)競爭力的重要載體。我國政府對3D打印也是高度關(guān)注，針對3D打印技術(shù)目前國家投入大量資金，推出相關(guān)扶持政策和優(yōu)惠政策及相關(guān)措施，促進我國3D打印技術(shù)打印產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

二、3D打印對產(chǎn)品設(shè)計與制造行業(yè)的影響

（一）3D打印是實現(xiàn)產(chǎn)品定制化、個性化最好的平臺

在物質(zhì)高速發(fā)展之后，人類的物質(zhì)需求已由傳統(tǒng)的物質(zhì)需求轉(zhuǎn)變?yōu)榍楦泻途竦男枨?。所以傳統(tǒng)制造批量生產(chǎn)出來的產(chǎn)品由于缺乏設(shè)計和制作的情感，而越來越被人們詬病，而帶有手工定制，具有特殊設(shè)計理念及個性化的定制產(chǎn)品越來越受到人們的青睞?！?D打印的確更適合一些小規(guī)模制造，尤其是高端的定制化產(chǎn)品，比如汽車零部件制造。雖然主要材料還是塑料，但未來金屬材料肯定會被運用到3D打印中來，”克倫普說，3D打印技術(shù)先后進入了牙醫(yī)、珠寶、醫(yī)療行業(yè)，未來可應(yīng)用的范圍會越來越廣。受生產(chǎn)和技術(shù)的影響，定制產(chǎn)品售價太高，是普通消費者所無法承受的。3D打印技術(shù)可以利用計算機技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)特點，根據(jù)不同客戶需求，設(shè)計并制作出符合不同消費者需求的產(chǎn)品，且產(chǎn)品成本相對較低，可以實現(xiàn)低端私人訂制。

（二）3D打印讓生產(chǎn)過程更生態(tài)化

傳統(tǒng)生產(chǎn)流程一般為設(shè)計、開模、生產(chǎn)樣品、批量生產(chǎn)。在此過程中，開模成本較高，尤其是一些結(jié)構(gòu)復雜的產(chǎn)品，未來降低成本，后期一定要保證生產(chǎn)的量才能將產(chǎn)品成本將低，否則開模就會變成昂貴的負擔。而3D打印技術(shù)可以讓企業(yè)不需要開模就可以直接生產(chǎn)樣品進行樣品的測試，如果中間發(fā)現(xiàn)問題，修改與重新生產(chǎn)也是相對簡單的事情。這樣就避免的開模的成本以及材料的損耗。

（三）3D打印讓生產(chǎn)過程更智能化

傳統(tǒng)手板、傳統(tǒng)模型的制作過程很多都依賴手工，有些是半機械化的加工模式。而3D打印（3DP）即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。毫無疑問，3d打印是典型的現(xiàn)代化數(shù)字制造技術(shù)，不同于傳統(tǒng)機械制造及自動化中對于流水線制造的依賴，而是真正意義上實現(xiàn)了制造上的隨時、隨地、按需生產(chǎn)，這是機械制造技術(shù)智能化的體現(xiàn)。

三、構(gòu)建具有3D打印特色的產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)建設(shè)的必要性

（一）3D打印影響產(chǎn)業(yè)對人才能力的要求

我國長期以勞動力資源為優(yōu)勢，發(fā)展來料加工產(chǎn)業(yè)。隨著人工成本的上漲，我國人工的優(yōu)勢已不明顯，產(chǎn)業(yè)也發(fā)生較大的結(jié)構(gòu)改變，3D打印技術(shù)要求我國職業(yè)教育所培養(yǎng)的人才要偏向與3D 打印在機械制造產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，讓企業(yè)對體力勞動者需求量驟然減少，企業(yè)更加愿意去采用更加機械化、自動化的制造工藝，從而節(jié)約勞動成本。

（二）3D打印對產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)的多個產(chǎn)業(yè)影響很大

3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域極廣，大方向涉及到航天科技、醫(yī)學領(lǐng)域、房屋建筑、汽車行業(yè)、電子行業(yè)、私人定制內(nèi)衣等。3D打印目前可實現(xiàn)多種材料的打印，例如金屬零部件打印，貴金屬首飾打印，陶瓷打印等等，這些都與產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)密切相關(guān)，隨著技術(shù)的深入發(fā)展，3D打印對這些行業(yè)的影響會持續(xù)深入。

（三）3D打印增加了產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)設(shè)計論證的可行性

傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計在設(shè)計過程中進行產(chǎn)品論證的方法基本是草模，模型和手板。由于模型和手板很多需要依賴模型公司，且受資金的影響，所以大部分設(shè)計只能停留于紙面，僅是創(chuàng)意，很難實現(xiàn)，原因是沒有進行后期論證與修改。我校產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計專業(yè)，目前的專業(yè)發(fā)展定位為微智能家居產(chǎn)品設(shè)計。微智能家居產(chǎn)品的后期論證需要依賴結(jié)構(gòu)工藝及智能器件。所以后期的論證更難實現(xiàn)。3D打印技術(shù)可以減少制作模型的難度，加快模型制作的進度，學生只要掌握3D打印機的使用方法，就可以通過電腦建模，通過3D打印機將設(shè)計打印出來，從而進行功能與結(jié)構(gòu)的論證，這樣學生的設(shè)計將更直觀，對產(chǎn)品的認知也將更立體，對整個專業(yè)課程的影響顯而易見。而且產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計目前下設(shè)三個工作室，家居用品工作室、智能電子產(chǎn)品工作室和森之物工作室，這些方向?qū)?D打印技術(shù)都有一定程度的依賴。

四、構(gòu)建具有3D打印特色的產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的意義

從產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)流程來看，構(gòu)建具有3D打印特色的產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)的意義在于第一可以加快成型速度，減少開模時間。傳統(tǒng)模型制作時間受企業(yè)影響較大，遇到特殊材料和復雜結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品模型的制作時間就更加長。3D依賴三維建模，學生在原有三維建模的基礎(chǔ)上，可以很快掌握打印技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)計想法到模型的轉(zhuǎn)變。第二可以降低成本。一般情況制作1：1模型成本相對較高，除了畢業(yè)設(shè)計，一般課程學生很難承受。3D打印只需要少量耗材，在成本上大大節(jié)省，所以普通課程也可以廣泛推廣。第三3D打印人才比較缺乏，如果產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)學生掌握3D打印技術(shù)，就可以拓寬就業(yè)面，增加就業(yè)幾率。

五、構(gòu)建具有3D打印特色的產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)建設(shè)思路

產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)就業(yè)有一定的特殊性，原因是產(chǎn)品設(shè)計研究的對象相對比較廣，小到湯勺，大到交通工具。所以它的就業(yè)與所依托的產(chǎn)品行業(yè)背景關(guān)系密切。產(chǎn)品設(shè)計師可以延伸到各個設(shè)計領(lǐng)域當中去，當然在不同的行業(yè)，不同的公司就業(yè)也會有一定的差異?，F(xiàn)在很多大學的產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)與行業(yè)相關(guān)課程結(jié)合在一起形成專題設(shè)計課程，充分體現(xiàn)了行業(yè)背景和教學優(yōu)勢，充分展示了教與學，理論與實踐，學校與企業(yè)之間的聯(lián)系與發(fā)展。

（一）在各專題課程中納入3D打印模塊內(nèi)容

產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)課程中會針對不同的設(shè)計研究方向而分成多個專題設(shè)計，例如智能家電專題，家居產(chǎn)品設(shè)計專題，首飾設(shè)計專題等等。這些專題研究方向有針對性，設(shè)計過程更接近生產(chǎn)流程，所以設(shè)計后期同樣面臨設(shè)計論證的問題。但由于專題時間相對較短，納入3D打印模塊內(nèi)容，可以有效減少模型制作時間。

根據(jù)學?，F(xiàn)有的設(shè)備條件和師資條件，無法開展專業(yè)的3D打印專業(yè)，而將3D打印模塊內(nèi)容與課程結(jié)合將合理解決3D打印技術(shù)與學校教學內(nèi)容的融合。

（二）在人才培養(yǎng)計劃中納入3D打印要求

3D打印技術(shù)未來一定會得到更深入的發(fā)展，3D打印機也會普及化，市場對3D打印人才的需求會劇增，如何結(jié)合市場設(shè)置專業(yè)及課程，是高等職業(yè)教育的特色之一。因此，我們應(yīng)當以實際應(yīng)用為出發(fā)點，結(jié)合高校課程設(shè)置，標定以“創(chuàng)客”為核心的3D打印的教學應(yīng)用體系。

（三）強化校企合作，共建教學平臺

高職教育面向崗位，針對的是職業(yè)能力的培養(yǎng)，所以人才培養(yǎng)要求最終回歸到滿足企業(yè)的需求。3D打印技術(shù)人才的培養(yǎng)需要投入大量的人力物力，所以可以通過強化校企合作，引進企業(yè)資源，共建教學平臺，利用學校與企業(yè)彼此的優(yōu)勢，相互支持合作。

第一，共建3D打印實驗室。3D打印企業(yè)擁有大量的設(shè)備和技術(shù)人才，學校擁有場地和學習對象，通過與企業(yè)共建3D打印實驗室，進行資源共享。這樣既滿足了教學的需求，又可以有針對性的進行高職產(chǎn)品設(shè)計方向人才的培養(yǎng)。我?，F(xiàn)已采購3臺3D打印機，與其他設(shè)備放置在同一環(huán)境中使用，這對于產(chǎn)品的使用與維護非常不利，因為3D打印機對環(huán)境的要求較高，尤其是粉塵較多的環(huán)境。所以建立獨立的3D打印實驗室將更有利于設(shè)備的管理及維護。

第二，人才的訂單式培養(yǎng)模式。訂單式培養(yǎng)雖有局限性，但目標性更強，適合高等職業(yè)教育的特色。通過與對口企業(yè)簽訂訂單培養(yǎng)合同，根據(jù)企業(yè)崗位實際需求進行教學內(nèi)容及教學模式的定制，學生的學習目的和方向感更強。訂單模式可以大大提升學生的就業(yè)率，從而在專業(yè)的發(fā)展中產(chǎn)生良性循環(huán)。

第三，多維度全方位合作的開展。與企業(yè)的合作形式比較多樣化，例如可以通過舉辦講座，冠名大賽，橫向課題以及共建平臺項目等方式。這些項目的展開可以幫助學生開闊眼界，多接觸企業(yè)項目，實現(xiàn)零距離就業(yè)。

六、總結(jié)

3D打印技術(shù)的發(fā)展勢不可擋，同時引發(fā)制造行業(yè)的變革，行業(yè)人才配置、企業(yè)人才能力的需求也隨之發(fā)生相應(yīng)變化。高等職業(yè)教育是以市場為導向的，注重人才能力培養(yǎng)的模式。產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)本身就是邊緣學科，與很多行業(yè)交叉，所以3D打印技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)結(jié)合，構(gòu)建符合市場需求的具有3D打印特色的高職產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)，培養(yǎng)市場極需緊缺型人才，通過擴大學生就業(yè)面，提高學生就業(yè)率，從而帶領(lǐng)專業(yè)形成良性循環(huán)。

參考文獻：

[1]3D打印技術(shù).百度百科.[EB/OL][引用日期2017-5-28].

[2]王翔.3D 打印對機械制造及自動化的影響.[J].科技論壇.