3D打印在創(chuàng)意設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用

王志祥

摘要：作為一種快速成型的新型技術(shù)，3D打印技術(shù)的突破性無疑是非常巨大的。對于創(chuàng)新設(shè)計(jì)來說，其本身對于設(shè)計(jì)時(shí)間、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品成型以及材料的塑造性要求較高，而3D打印技術(shù)正好具備較高的時(shí)效性和塑造性，而且能夠讓產(chǎn)品更具個(gè)性，這些特征都符合創(chuàng)新設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求以及設(shè)計(jì)理念。3D打印技術(shù)的應(yīng)用不僅僅降低了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本，而且極大的壓縮了成品的生產(chǎn)時(shí)間，而且還提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和耐用性。筆者根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，對3D打印技術(shù)進(jìn)行討論，并探討其在創(chuàng)意設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：3D打??；創(chuàng)意設(shè)計(jì)；應(yīng)用

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)對于創(chuàng)意設(shè)計(jì)領(lǐng)域來說有著較大的現(xiàn)實(shí)意義，可以說3D打印直接改變了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)路徑以及生產(chǎn)方式。相較于傳統(tǒng)的創(chuàng)意設(shè)計(jì)，3D打印本身具有成型快，易塑造，規(guī)模小，成本低以及操作便利等諸多優(yōu)勢，而且能夠進(jìn)行個(gè)性化的定制生產(chǎn)，這些特性與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的契合度是非常高的，因此3D打印也在創(chuàng)新設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了深度應(yīng)用。而3D打印本身也改變了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思路，改變了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)路徑，讓創(chuàng)新設(shè)計(jì)有了新的特性。

1 3D打印技術(shù)概述

3D打印技術(shù)是一種典型的快速成型技術(shù)，本身是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字模型基礎(chǔ)之上的，并且通過可粘合材料等來進(jìn)行逐層打印的方式來進(jìn)行標(biāo)的物的制作。對于3D打印來說，其本身由FDM、SLS、LENS、3DP、LOM以及SLA幾種成熟工藝。[1]筆者根據(jù)其自身特點(diǎn)，選取FDM、SLS以及LOM這幾種較為典型的打印技術(shù)進(jìn)行講解。

1.1 FDM（Fused Deposition Modeling）

該技術(shù)主要是通過對熱熔材料的融化噴覆來進(jìn)行產(chǎn)品的制作設(shè)計(jì)，并通過層層熱熔冷卻覆蓋來制作最終成品。在進(jìn)行實(shí)際的設(shè)計(jì)使用時(shí)，F(xiàn)DM會先構(gòu)建基礎(chǔ)實(shí)物模型，進(jìn)行輪廓打印，在輪廓打印之后再利用其打印頭來進(jìn)行后續(xù)填充。對于FDM技術(shù)來說，其本身的精確度并沒有其他幾種3D打印技術(shù)高，因?yàn)槠浔旧硎遣扇〉娜廴诔练e模式，因此在實(shí)際操作時(shí)，會因?yàn)橐恍┨厥饨饘俨牧系奶厥鈱傩砸约盁崛劢饘俚睦鋮s性質(zhì)和冷卻時(shí)間等造成邊緣沉積，并最終出現(xiàn)條紋效果。

1.2 LOM

LOM技術(shù)也是通過基礎(chǔ)的數(shù)字模型文件，將單體打印材料進(jìn)行三維實(shí)體轉(zhuǎn)變，并且通過數(shù)據(jù)指令將這些三維實(shí)體進(jìn)行切割成型。[2]對三維實(shí)體的外形進(jìn)行最終打印，并且通過逐層切割打印來將這些單個(gè)三維實(shí)體進(jìn)行按壓融合，并且形成最終的模型產(chǎn)品。

1.3 SLS（Selecting Laser Sintering）

SLS技術(shù)是一種激光燒結(jié)技術(shù)，是以計(jì)算機(jī)控制為手段，以數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，利用激光燒結(jié)來進(jìn)行的3D打印。[3]不同于FDM以及LOM技術(shù)，SLS本身對于材料的要求并不高，類似于金屬粉、TPU以及尼龍等材料，這些都能夠用于產(chǎn)品制作，因此其使用的范圍也最廣泛，而成型材料的寬泛也是SLS最大的優(yōu)勢。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)能夠選取更多的材料，例如對于一些輪廓復(fù)雜的產(chǎn)品，就可以選擇相對柔軟的TPU，而對于一些藝術(shù)品來說，則可以選擇金屬粉等堅(jiān)硬的材料。[4]

2 3D打印在創(chuàng)意設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 3D打印技術(shù)與創(chuàng)意設(shè)計(jì)理念的融合

創(chuàng)新設(shè)計(jì)本身對于創(chuàng)新個(gè)性化、特色化的要求較高，并且十分注重產(chǎn)品的差異化。但是，傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往會因?yàn)樽非罅慨a(chǎn)而忽視了產(chǎn)品本身的個(gè)性，許多產(chǎn)品都是進(jìn)行批量生產(chǎn)的，因此也失去了產(chǎn)品原有的特色。而將3D打印技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的特性，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的差異化，這就與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)涵和設(shè)計(jì)理念有了重合，因此3D打印技術(shù)更加符合個(gè)性化創(chuàng)意設(shè)計(jì)的理念，能夠滿足人們各種不同的需求。比如鞋子的設(shè)計(jì)，3D打印技術(shù)會根據(jù)人的腳型、運(yùn)動習(xí)慣、心理特征等設(shè)計(jì)出不同款式和功能的鞋，這種設(shè)計(jì)更加人性化，更加貼近生活。[5]

2.2 產(chǎn)品造型

對于創(chuàng)意產(chǎn)品來說，造型在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中占了較大的篇幅。造型設(shè)計(jì)本身就是利用線條與線條之間的碰撞，色彩和圖形的組合來制造一個(gè)沖擊力的表現(xiàn)形式，并且將現(xiàn)代技術(shù)與藝術(shù)審美結(jié)合。而3D打印技術(shù)的應(yīng)用則極大的擴(kuò)寬了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路，擺脫了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念以及設(shè)計(jì)模式，讓設(shè)計(jì)師從傳統(tǒng)造型設(shè)計(jì)中解放了出來。無論是多么復(fù)雜的造型，多么曲折的結(jié)構(gòu)，都可以通過3D打印技術(shù)將其打印出來。

2.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

作為一種典型的快速打印技術(shù)，3D打印技術(shù)本身是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字模型基礎(chǔ)之上的，并且通過可粘合材料等來進(jìn)行逐層打印的方式來進(jìn)行標(biāo)的物的制作。這也就表明了，無論是多么復(fù)雜的設(shè)計(jì)，無論是多么精細(xì)的涉及結(jié)構(gòu)，3D打印都能夠完美的將這些設(shè)計(jì)進(jìn)行制作，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)與制作的一體化。對傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)來說，不僅需要對多種部件組裝，而且這種組裝產(chǎn)品本身的穩(wěn)定性較差，質(zhì)量無法得到保障。但是3D打印技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)a(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體把握，將設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、制作融于一體，極大的推動了創(chuàng)新設(shè)計(jì)領(lǐng)域的前進(jìn)。

3 結(jié)語

3D打印技術(shù)在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用極大的提高了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的整體水平，相較于傳統(tǒng)的創(chuàng)意設(shè)計(jì)，3D打印具有成型快，易塑造，規(guī)模小，成本低以及操作便利等諸多優(yōu)勢，而且能夠進(jìn)行個(gè)性化的定制生產(chǎn)，這些特性與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的契合度較高。而且，在創(chuàng)意設(shè)計(jì)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)可以滿足個(gè)性化產(chǎn)品需求和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制造，這激發(fā)了設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感，將設(shè)計(jì)師與普通人緊密地連接在一起，為創(chuàng)意設(shè)計(jì)帶來新的生命力，其發(fā)展前景十分廣闊。同時(shí)，3D打印技術(shù)也存在一些設(shè)計(jì)、技術(shù)和推廣上的問題，今后，隨著這項(xiàng)技術(shù)的成熟與發(fā)展，必將在創(chuàng)意設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張景龍，張劍波. 3D打印技術(shù)在高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的應(yīng)用[J]. 張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，29（04）：6063.

[2]李嵇揚(yáng).用戶體驗(yàn)背景下的產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)探討——以兒童3D打印義肢為例[J].中國培訓(xùn)，2016（18）：2425.

[3]屠莉，奚達(dá)新. 3D打印在高校大學(xué)生中的創(chuàng)新教育實(shí)踐研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2017（08）：159162.

[4]陳衛(wèi)東，褚樂陽，楊麗，葉新東. 4D打印技術(shù)及其教育應(yīng)用展望——兼論與“人工智能+教育”的融合[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018，36（01）：2738.

[5]許力. 3D打印技術(shù)在漢字創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)踐中的應(yīng)用[J]. 北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，24（01）：4445.