數(shù)字化3D打印對汽車外觀造型設計的影響

孫宇潔

摘 要：現(xiàn)階段數(shù)字化3D打印技術的應用對于多個領域的設計提供了更加有力的技術保障，3D打印技術的應用能夠打破傳統(tǒng)產(chǎn)品設計中存在的局限性，在汽車外觀造型設計中，應用3D打印技術為設計師提供了能夠充分發(fā)揮靈感的技術支持，本文以數(shù)字3D打印技術對汽車外觀造型設計影響為核心，首先簡述3D打印技術以及其特征，然后分析數(shù)字化3D打印對汽車外觀造型設計的影響。

關鍵詞：數(shù)字化3D打印技術;汽車外觀造型設計;影響

引言

在汽車外觀造型設計中應用數(shù)字化3D打印技術前需要進行方案的設計，通過對自然素材的發(fā)現(xiàn)，融入靈感，設計出打破傳統(tǒng)的產(chǎn)品。數(shù)字化3D打印技術在汽車外觀中的設計能夠?qū)崿F(xiàn)技術和藝術的融合，實現(xiàn)有機設計的實施，并通過仿生設計展現(xiàn)生態(tài)之美，使汽車外觀造型的設計向多元化方向發(fā)展。

1 3D打印技術

3D打印技術屬于是一種快速成型新技術，是以數(shù)字模型文件作為基礎，通過粉末狀的塑料或者金屬等具有粘合性的材料，經(jīng)過堆疊累積方式構(gòu)造物體的新型技術，在以往被應用與工業(yè)設計和模具制造等領域，現(xiàn)階段，隨著3D打印技術的不斷發(fā)展和應用，該技術已經(jīng)應用在部分產(chǎn)品直接制造領域，尤其是在例如牙齒、髖關節(jié)、飛機零件等高價值應用已經(jīng)使用3D打印技術制造出部分零部件。傳統(tǒng)的產(chǎn)品制造是在毛坯件基礎上減少材料，而3D打印技術是通過增加材料實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的，是現(xiàn)階段一種新興的快速成型技術。首先通過制圖軟件對產(chǎn)品進行設計、3D建模，將設計模型信息傳輸?shù)?D打印機軟件中，在進行數(shù)字模型識別后，3D打印機按照模型各層次面積形狀應用金屬或者塑料進行分層打印。3D打印技術的產(chǎn)生以及應用為多個行業(yè)的發(fā)展提供了新方向[1]。

2 3D打印技術特征

3D打印技術能夠使用較低的成本進行較為復雜物品的打印制造，通過應用3D打印技術，工業(yè)可以不應用模具、機械設備進行產(chǎn)品設計，有效降低了少量生產(chǎn)、樣品試制的成本和生產(chǎn)周期，推動個性化和新產(chǎn)品設計開發(fā)和普及。同時應用3D打印技術能夠?qū)崿F(xiàn)短周期、高精度的產(chǎn)品生產(chǎn)。因為3D打印技術不需要進行開模流程，有效縮減了作業(yè)的時間，減少委外加工，提升核心數(shù)據(jù)安全，降低多次加工所產(chǎn)生的誤差，實現(xiàn)高精度、短周期生產(chǎn)。另外3D打印技術具有良好的操作性，采用傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)方式需要大量經(jīng)驗豐富的技工操作機械，雖然在機械設備中應用信息化技術但也需要人工進行控制。而通過3D打印技術只需要通過建模軟件設計將源文件導入打印機中即可實現(xiàn)生產(chǎn)[2]。

3數(shù)字化3D打印對汽車外觀造型設計的影響

3.1形式與功能、藝術與技術完美融合

3D打印技術的產(chǎn)生和應用，使人們實現(xiàn)了形式與功能的統(tǒng)一，對于汽車外觀造型設計而言，在3D打印技術產(chǎn)生以前，設計師對于汽車外觀造型的設計完全是依靠機械制造行業(yè)技術、材質(zhì)、工藝等方面。而3D打印技術為設計師的設計提供了技術保障，即使是超乎現(xiàn)實、天馬行空的設計也可以應用3D打印技術得以實現(xiàn)。另外隨著科學技術、經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的審美也在發(fā)生著變化，傳統(tǒng)的汽車外觀造型設計已經(jīng)無法充分滿足人們需求。因此，需要通過3D打印技術實現(xiàn)外觀設計多元化發(fā)展，關于功能、審美、環(huán)保、工藝等方面要素都能夠得以實現(xiàn)，進而實現(xiàn)形式與功能、藝術與技術完美融合。

3.2有機設計理念初步實施

“有機設計”指的是由客觀現(xiàn)實而形成的一種設計方式。在3D打印技術前，自然界中所存在的不可思議形象人們很難加以利用和模仿，依靠當前的機械設備人們難以實現(xiàn)創(chuàng)新，因此，有機設計理念一直處于人們的空想思維中。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對自然的探索和挖掘，人們總結(jié)出很多規(guī)律、定理和算法。3D打印技術的應用更進一步推動了人們對自然的事物模擬，促使“有機設計”理念加以有效實施與運行。在現(xiàn)階段的造型設計方面，一般為建筑設計行業(yè)應用“有機設計”較為常見，例如模仿自然形狀和原生曲線的建筑，對于建筑的設計不再是有棱有角。在信息工業(yè)階段，汽車設計行業(yè)通過將3D打印技術和有機設計相互結(jié)合實際，形成很多融合了工藝、環(huán)保、原生態(tài)藝術設計，比如寶馬的概念超跑I8，這款車的外觀造型設計源自于蟬翼，通過這種方式設計減少車輛本身的接縫拼裝，減少風阻系數(shù)，同時能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保與降低消耗。

3.3仿生設計生態(tài)之美

現(xiàn)階段發(fā)展中國家與發(fā)達國家對于設計水平的差距主要表現(xiàn)在對自然的觀察和分析提煉能力上。這里所說的設計，指的是對生態(tài)自然中的事物進行觀察，在其中獲取素材，經(jīng)過人們理性化的設計和創(chuàng)作，利用工業(yè)材料進行加工和制造。在3D打印技術產(chǎn)生后，設計通過捕捉自然素材融入靈感，創(chuàng)作草圖，確定初步方案后，通過3D打印技術對創(chuàng)作產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、線條等基本要素進行觀察，確保其能夠表現(xiàn)出原生態(tài)與曲線的美感。現(xiàn)階段對于3D打印技術的應用已經(jīng)成為連接科學計算和自然世界的橋梁，對于汽車外觀造型設計發(fā)揮著積極作用[3]。

3.4生成設計數(shù)字創(chuàng)新

就概念而言，生成設計是建立在數(shù)字網(wǎng)絡基礎上所形成的新型設計方法，通過應用計算機的程序進行操作，利用其演變過程中進行的運算和快速總結(jié)形成的某一種運算規(guī)律，從中得到具備可能性和可行性答案，需要在設計中從大量方案中選擇最為合理的結(jié)果應用3D打印技術生產(chǎn)?，F(xiàn)階段采用這種最多進行設計的領域是服裝設計，在本世紀初英國的設計學院就曾應用3D打印技術生產(chǎn)了一雙時裝鞋，在生產(chǎn)的過程中沒有應用膠水和其他黏粘工具，通過應用高分子材料根據(jù)計算法則，在確定設計方案后投入生產(chǎn)，對鞋子外觀和造型進行優(yōu)化。在汽車外觀設計領域通過應用數(shù)字3D打印技術不僅能夠打破人們現(xiàn)有設計的固有思維模式，通過為汽車外觀造型設計領域帶來了更多的可能。數(shù)字化3D打印技術作為產(chǎn)品設計中的工具和表達手段，不僅能夠有效滿足現(xiàn)代人們對于汽車外觀造型多樣的追求，同時能夠打破技術難度與成本因素造成的約束，促使人們能夠保持自由的態(tài)度實現(xiàn)或超越內(nèi)心中關于不規(guī)則、錯位、折疊、不對稱以及扭曲數(shù)字網(wǎng)絡背景下經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)代語言。

總結(jié)

綜上所述，在汽車外觀造型設計中應用數(shù)字化3D打印技術，能夠使設計師在外觀設計中加入更加大膽的想法，并應用該技術滿足不同人群對于汽車外觀造型的需求?，F(xiàn)階段3D打印技術在汽車外觀造型設計中的應用還處于初始階段，需要相關的人員加強對該技術的應用探索，實現(xiàn)外觀造型設計向多樣化、多元化、創(chuàng)新化方向發(fā)展。

參考文獻：

[1]周濤.3D打印技術在汽車造型設計中的應用研究[J].山東工業(yè)技術， 2017（19）：122-123.

[2]趙淑影.3D打印技術對汽車外觀造型設計的影響[J].汽車與駕駛維修（維修版）， 2017（05）：145-145.

（吉林大學藝術學院藝術設計專業(yè)）