3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用研究

張曉飛

廣州市高級技工學(xué)校 廣東廣州 510450

工業(yè)生產(chǎn)的基本階段就是工業(yè)設(shè)計，設(shè)計科不科學(xué)對后期的生產(chǎn)活動的順利開展有著很大的影響。3D打印技術(shù)屬于快速成型的技術(shù)，能夠符合工業(yè)設(shè)計的有關(guān)要求，解放傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的限制性，提高生產(chǎn)速度與質(zhì)量。使用3D打印技術(shù)，能夠完成塑料與金屬材料的加工，提高加工速度與質(zhì)量，不但能夠符合企業(yè)生產(chǎn)的需求，還能獲得更多的經(jīng)濟收益。就生產(chǎn)企業(yè)來說，在現(xiàn)階段競爭如此激烈的情況下，能夠具備更好的競爭優(yōu)勢。增加對它的分析，對于工業(yè)改革的進一步加強有利，為后期的有關(guān)工作奠定基礎(chǔ)與參考。

1 闡述3D打印技術(shù)

（1）使用原理：就目前的快速成型技術(shù)中比較完整的就是3D打印技術(shù)，主要是以計算機數(shù)控技術(shù)、CAD技術(shù)、分層制作技術(shù)、機械工程的飛速發(fā)展基礎(chǔ)之下而產(chǎn)生的制造技術(shù)。3D打印技術(shù)是把計算機三維數(shù)字模型作為根本設(shè)計的，所用的配套軟件劃分成很多個部分，使用熱熔噴嘴與激光束緊接著堆放黏結(jié)，能夠有效提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，以此來符合市場上產(chǎn)品的個性化要求。

（2）主要的3D打印技術(shù)：對于現(xiàn)階段市場上的3D打印技術(shù)而言，不一樣的種類所采用的材料不一樣。[1]比如，EBM電子束熔化成型技術(shù)，采用的材料一般為鈦合金；PP粉末層噴膠3D打印成型技術(shù)，采用的材料通常為石膏等。

（3）3D打印技術(shù)的好處：在工業(yè)設(shè)計的產(chǎn)品原型制作項目中應(yīng)用3D打印技術(shù)，在符合復(fù)雜產(chǎn)品生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)之上，能夠不另外增加投資，不用進行組裝，交付周期較短與設(shè)計空間較寬以及空間使用量小，具體實施起來也比較方便，能夠有效減少廢棄品的排放數(shù)量，保護好生態(tài)環(huán)境。

2 3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計過程中存在的不足

就以往的工業(yè)設(shè)計而言，企業(yè)通常會根據(jù)設(shè)計需求，創(chuàng)立工作規(guī)劃，完成工作任務(wù)；進一步進行市場調(diào)查，對市場信息進行調(diào)查，掌握市場發(fā)展要求與發(fā)展形勢，為后期的工業(yè)設(shè)計提出科學(xué)的根據(jù)；明確設(shè)計觀念與設(shè)計方案；按照設(shè)計需求研究原稿，建立原稿，設(shè)計原稿；創(chuàng)立三維模型，提高渲染力度；根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進進行科學(xué)的設(shè)計，以及制定工藝文件，以此來設(shè)計圖紙；制作手板模型，并仔細研究模型；根據(jù)實際需求逐步完善，動態(tài)修改設(shè)計圖紙。在工業(yè)設(shè)計中使用3D打印技術(shù)，對于傳統(tǒng)技術(shù)來說特點更加明顯，但是其中依然具有限制性需要進一步健全。3D打印技術(shù)中的設(shè)計人員與軟件以及材料、設(shè)備互相影響，能夠改變傳統(tǒng)的設(shè)計理念以及局限，能夠使設(shè)計人員充分展示自己的創(chuàng)新能力。[2]但是，因為3D打印技術(shù)缺乏完善的模型輸出格式，以及設(shè)計軟件，在很大程度上會影響3D打印技術(shù)的發(fā)揮。3D打印技術(shù)能夠完全實現(xiàn)設(shè)計要求，完全驗證在了產(chǎn)品上，但是怎樣使用在更多的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，這是現(xiàn)階段必須處理的問題。3D打印技術(shù)自身具備著先天性的缺陷與問題，被打印機與打印技術(shù)所影響，也許不能進行大量的生產(chǎn)。因此3D打印技術(shù)現(xiàn)在還不能完全替代傳統(tǒng)的制作技術(shù)[3]。

3 3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

（1）建立模型理念：在進行工業(yè)設(shè)計的時候，想要能夠完全展示3D打印技術(shù)的優(yōu)點，第一應(yīng)該根據(jù)具體需求制作概念模型與功能原型。就傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計而言，應(yīng)該重復(fù)制作不一樣種類的模型與零件，存在工作時間長、精度不高與高成本的缺點。但是使用3D打印技術(shù)，能夠完成零件與模型的高精度制作，有效提高了工業(yè)設(shè)計速度與設(shè)計質(zhì)量。

（2）制作工具的環(huán)節(jié)：工業(yè)設(shè)計具有非常復(fù)雜的制作過程，不一樣的產(chǎn)品在進行設(shè)計的時候應(yīng)該使用不一樣的工具與設(shè)備來讓作業(yè)活動順利實施，而工業(yè)設(shè)計中采用的工具大部分都應(yīng)該由設(shè)計師自己制作。為了實現(xiàn)這個要求，能夠采用3D打印技術(shù)來完成，減少設(shè)計的時間，減少人工量，制作出精度很高的工具。制作出3D打印技術(shù)所需要的工具能夠有效減少時間與成本，提高設(shè)計速度與質(zhì)量，從而設(shè)計出更能滿足大眾需求的產(chǎn)品。

（3）實現(xiàn)小規(guī)模的生產(chǎn)：創(chuàng)新與發(fā)展傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)，能夠有效降低打印成本與周期，采用多樣化的打印手段與材料，完成產(chǎn)品的小規(guī)模生產(chǎn)。與以往的加工工藝來說，具有生產(chǎn)時間少、成本低有效避免時間與空間的局限，在生產(chǎn)過程中，能夠馬上停止生產(chǎn)，及時進行更改與修改生產(chǎn)計劃，這樣一來可以生產(chǎn)出的高質(zhì)量的工業(yè)產(chǎn)品更加多[3]。

4 創(chuàng)新工業(yè)設(shè)計中所用的3D打印技術(shù)

利用3D打印機，能夠完全展示3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的好處，采用逐步疊加的方法完善三維設(shè)計，能夠把復(fù)雜的模型設(shè)計簡單化，把每一種創(chuàng)意性的理念貫徹到里面，提高工業(yè)設(shè)計的合理性。在設(shè)計到制作的這個過程，采用3D打印技術(shù)能夠大幅度減少成本與工作量，優(yōu)化設(shè)計開發(fā)的這個流程，可以有效減少開發(fā)時間，不但能夠提高設(shè)計的合理性，而且還可以給企業(yè)獲得更大的收益[4]。

5 結(jié)語

總之，工業(yè)設(shè)計的過程是非常復(fù)雜的，傳統(tǒng)的設(shè)計必須損耗較多的時間與精力，投資也較多，而在設(shè)計過程中應(yīng)用3D打印技術(shù)，能夠縮短時間，還能獲得更大的空間，按照生產(chǎn)需要可以高效的進行加工生產(chǎn)，提高加工速度與加工質(zhì)量，減少了生產(chǎn)成本，能夠讓企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟收益，能夠促進企業(yè)的長期發(fā)展。