多材料3D打印技術(shù)在家居產(chǎn)品中的應(yīng)用趨勢(shì)

文_陳建銳（魯迅美術(shù)學(xué)院） 李子昂 賈玉堃（清華大學(xué)） 指導(dǎo)教師：蔣紅斌 趙妍

從材料跨界融合、數(shù)字制造和“泛家居”等領(lǐng)域探尋多材料3D打印技術(shù)的應(yīng)用機(jī)遇。通過觀察法、文獻(xiàn)綜述法和案例分析法等預(yù)測(cè)多材料3D打印技術(shù)的價(jià)值前景。結(jié)合實(shí)驗(yàn)成果分析多材料3D打印技術(shù)融入家居產(chǎn)品的可行性，以豐富家居產(chǎn)品的CMF，促進(jìn)未來家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)拓展新思路。通過文獻(xiàn)佐證多材料3D打印技術(shù)促進(jìn)材料高效利用和提高生產(chǎn)效率，集成材料優(yōu)勢(shì)以豐富產(chǎn)品的實(shí)用功能和裝飾價(jià)值。此外，該技術(shù)引領(lǐng)的零材料浪費(fèi)原則也可以為社會(huì)可持續(xù)設(shè)計(jì)注入新的活力。

引言

3D打印技術(shù)作為一項(xiàng)快速成型原型的技術(shù)，當(dāng)前廣泛應(yīng)用在家居產(chǎn)品當(dāng)中，它從造型的創(chuàng)新性角度賦予了家居產(chǎn)品形態(tài)上的差異化構(gòu)思。但近些年來3D打印技術(shù)的發(fā)展止步不前，逐漸開始邁入瓶頸期，目前制約3D打印技術(shù)發(fā)展的兩大成因主要是技術(shù)工藝和打印所使用的材料[1]。材料作為3D打印當(dāng)中最為重要的組成部分，放眼未來3D打印技術(shù)其工藝和材料個(gè)性化、復(fù)雜化、多樣化已是今后發(fā)展趨勢(shì)[2]。就材料而言，傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)材料主要采用熔點(diǎn)較為低的高分子材料，它主要用于家居產(chǎn)品、醫(yī)療器械、電子產(chǎn)品和汽車制作等領(lǐng)域。但對(duì)于一些需要高強(qiáng)度和高硬度材料的產(chǎn)品，高分子材料就顯得力不從心[2]。如今，以“多材料”為媒介、3D打印技術(shù)為支撐的混合多材料3D打印技術(shù)開始逐漸進(jìn)入大眾視野。多材料3D打印作為3D打印技術(shù)的拓展，其工作原理是在同一項(xiàng)打印作業(yè)中同時(shí)打印多種材料[3]，它集成了多種打印方法，此技術(shù)可用于制造具有不同特性或功能的產(chǎn)品。眼下其技術(shù)尚未止步仍待完善，多材料3D打印技術(shù)在家居產(chǎn)品中的運(yùn)用，將會(huì)給未來智能化家居體驗(yàn)和材料創(chuàng)新帶來新的機(jī)遇。在未來多材料3D打印技術(shù)融入家居產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的過程中，將會(huì)滿足市場(chǎng)多樣化和用戶個(gè)性化的需求，并通過多元化材質(zhì)賦予的技術(shù)，給予家居產(chǎn)品新的功能語義和安全保障，使其適應(yīng)今后高端家電市場(chǎng)環(huán)境的基礎(chǔ)上滿足不同用戶的需求。如何將該技術(shù)使用到未來家居產(chǎn)品之中，是設(shè)計(jì)師所需把握的重要方向。

多材料3D打印技術(shù)在家居產(chǎn)品中的運(yùn)用，將會(huì)給未來智能化家居體驗(yàn)和材料創(chuàng)新帶來新的機(jī)遇。

1.多材料3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

將數(shù)字化模型制造技術(shù)運(yùn)用到原型展示當(dāng)中的技術(shù)稱之為3D打印技術(shù)，其原理是通過“減法”轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹臃ā钡男问綄⒛Ｐ瓦M(jìn)行呈現(xiàn)，區(qū)別于其他的傳統(tǒng)原型呈現(xiàn)技術(shù)。3D打印技術(shù)利用計(jì)算機(jī)的輔助結(jié)合指定材料能夠在短時(shí)間內(nèi)快速呈現(xiàn)原型。材料作為3D打印技術(shù)的重要載體，其創(chuàng)新對(duì)于3D打印技術(shù)有著重要的價(jià)值導(dǎo)向。傳統(tǒng)的3D打印樣機(jī)模型主要是以樹脂、橡膠、金屬為代表的單一高分子材料，不同材料有其不同的特性。以光敏樹脂材料為例，打印出來的模型具有較好的表干性能，成型后產(chǎn)品在外觀上呈光滑表面，并擁有較高的分辨度和質(zhì)量。但光敏樹脂材料的造價(jià)相對(duì)于其他材料而言成本較高，且機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性等都遠(yuǎn)低于工程塑料，這些都是3D打印在材質(zhì)表達(dá)上所現(xiàn)存的問題。另外，3D打印技術(shù)往往在選材上較為單一，早已無法滿足現(xiàn)今多樣化的市場(chǎng)需求，產(chǎn)品的多樣化迫使3D打印技術(shù)需要有所突破。而如今多材料3D打印技術(shù)已漸漸浮現(xiàn)市場(chǎng)，其技術(shù)的靈活性恰恰符合現(xiàn)今市場(chǎng)發(fā)展導(dǎo)向，但多材料3D打印技術(shù)尚處于探索的階段，此技術(shù)將會(huì)是3D打印技術(shù)的一大新突破口。如何最大限度地發(fā)揮混合3D打印在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用將它利益最大化，并化機(jī)遇挑戰(zhàn)為成果是其重點(diǎn)。以下將通過三個(gè)角度來描述多材料3D技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并加以分析。

1.1 高標(biāo)準(zhǔn)工藝以提升生產(chǎn)良率

目前，3D打印技術(shù)的模型精度仍有缺陷，打印產(chǎn)品需要進(jìn)行加工處理后才能使用，且打印的效率與精細(xì)度往往成正比，模型的精細(xì)度越高耗時(shí)越長(zhǎng)，反之則時(shí)間越短。此外，在3D打印的過程中模型的薄厚程度與時(shí)間也有關(guān)聯(lián)。在多材料復(fù)雜模型打印的過程中，傳統(tǒng)的3D打印設(shè)備需要花費(fèi)更多的時(shí)間，且產(chǎn)出符合高合格率、高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品比例不高，而不合格的模型將會(huì)廢棄，這將大大增加成本的支出[4]。而多材料3D打印技術(shù)卻能很好地解決打印高質(zhì)量產(chǎn)品模型時(shí)生產(chǎn)效率低下和迅速產(chǎn)出高良率產(chǎn)品等問題。以美國(guó)公司所研發(fā)的BCN3D Sigmax R19多材料桌面3D打印機(jī)（圖1）為例，此3D打印機(jī)在設(shè)計(jì)上采用了雙擠壓的形式來提高模型分辨率和多材料、零件的供給，并且BCN3D Sigmax R19的IDEX技術(shù)是唯一能夠使用兩個(gè)頭獨(dú)立打印的擠出系統(tǒng)。這意味著在多材料打印過程中，一個(gè)工具頭處于活動(dòng)狀態(tài)，而另一個(gè)則不受影響，這一設(shè)計(jì)進(jìn)一步加快了生產(chǎn)效率縮短生產(chǎn)周期，并創(chuàng)造一個(gè)具有不同材質(zhì)屬性且無需組裝的產(chǎn)品，最終達(dá)到在生產(chǎn)高合格率產(chǎn)品的同時(shí)減少制造產(chǎn)品的步驟來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益的最大化，以高效率高標(biāo)準(zhǔn)為指標(biāo)快速產(chǎn)出符合市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，加快產(chǎn)品向市場(chǎng)的推進(jìn)速度[5]。

↑圖1 BCN3D Sigmax R19 3D打印機(jī)（作者自制）

1.2 兼容多種材料以拓充適用性

此前受技術(shù)影響傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)所產(chǎn)出的產(chǎn)品往往在材質(zhì)上較為單一，受材料限制可符合3D打印技術(shù)要求的打印材料種類甚少，不同的材料物理和化學(xué)屬性也有所不同，且并不是所有的材料都適用于3D打印，受材料特質(zhì)約束大大限制了3D打印在原型制造和生產(chǎn)過程中的應(yīng)用范圍。而由美國(guó)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的LulzBot TAZ Pro多材料3D打印機(jī)技術(shù)突破了傳統(tǒng)單一材質(zhì)打印的技術(shù)壁壘（圖2）。其設(shè)備可以選擇多種材質(zhì)混合打印，如ABS、PLA、PVA、高抗沖聚苯乙烯（HIPS）、木絲，附加組件后，還可以用尼龍和聚碳酸酯打印，打印成品綜合多種材料的優(yōu)勢(shì)特性、擴(kuò)充其適用性并進(jìn)一步地提高產(chǎn)品穩(wěn)定性。此外，該多材料3D打印機(jī)在工藝流程上，匯聚了多方向多工藝的技術(shù)，通過模塊化、集成化的流程協(xié)同工作，將多個(gè)材質(zhì)附著于產(chǎn)品中，從中優(yōu)化傳統(tǒng)3D打印技術(shù)的生產(chǎn)工序和拓寬產(chǎn)品屬性，在生產(chǎn)過程中進(jìn)一步延展其適用性，提高產(chǎn)品的附加值。

↑圖2 LulzBot TAZ Pro 3D打印機(jī)展示（作者自制）

1.3 集成化生產(chǎn)以提高制造精度

當(dāng)下集成化和精細(xì)化生產(chǎn)工藝已成為企業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，而普通的3D打印技術(shù)無法進(jìn)行高精度的流水線生產(chǎn)，但多材料3D打印技術(shù)已突破其困難。荷蘭特文特大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生 Reinou Holtrup在其作業(yè)當(dāng)中，設(shè)計(jì)了一款名為“XZEE多材料DLP打印機(jī)”（圖3）。XZEED打印機(jī)采用自下而上的工作方式，將物體倒置在構(gòu)建平臺(tái)底部的樹脂桶中。當(dāng)一種材料打印完成后，DLP投影儀通過底部投射光線固化新材料，所需的下一部分材料將在構(gòu)建平臺(tái)下方水平移動(dòng)。并且整臺(tái)機(jī)械的構(gòu)思和制造上采用了數(shù)字光的處理，當(dāng)3D打印機(jī)使用投影時(shí)則會(huì)固化一層光敏樹脂材料，這一集成化的生產(chǎn)工藝可實(shí)現(xiàn)極其精確的打印。而且，設(shè)備在工作過程中可以在材料和工藝上自由切換，不會(huì)耽誤其生產(chǎn)。在面對(duì)一些復(fù)合型材料和復(fù)雜加工工藝的產(chǎn)品時(shí)，XZEED多材料DLP打印機(jī)也能夠迎刃而解。其打印頭中的集成化工藝會(huì)將材料進(jìn)行模塊化細(xì)分，由內(nèi)而外地快速進(jìn)行運(yùn)作，通過協(xié)同工作，為高精度產(chǎn)品組裝提供質(zhì)量保障[6]。

↑圖3 XZEED 多材料 DLP 打印機(jī)（作者自制）

2.多材料3D打印技術(shù)所引發(fā)的領(lǐng)域革新

未來學(xué)科之間的跨界融合已是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，學(xué)科之間兼容并包、相輔相成為創(chuàng)新提供新的可能性。盡管多材料3D打印技術(shù)如今處于起步階段，技術(shù)尚不成熟，并且現(xiàn)階段技術(shù)僅試驗(yàn)于部分領(lǐng)域當(dāng)中，尚未普及，但從客觀的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來看它存在著巨大的發(fā)展?jié)摿?。專家預(yù)測(cè)未來多材料3D打印技術(shù)將會(huì)成為3D打印發(fā)展的趨勢(shì)，成為多門學(xué)科的突破口，它將依托于其他學(xué)科，為學(xué)科交融提供更為有力的技術(shù)支撐，在設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮更為凸顯的作用。以下通過列舉最新的三個(gè)多材料3D打印技術(shù)在跨界融合的應(yīng)用案例，來聚焦其技術(shù)發(fā)展?jié)撡|(zhì)和發(fā)展導(dǎo)向。

2.1 增強(qiáng)可穿戴裝備設(shè)計(jì)的靈敏度

身處智能化時(shí)代，可穿戴設(shè)備已是當(dāng)下最為熱點(diǎn)的設(shè)計(jì)方向，設(shè)計(jì)以用戶的衣食住行中的“衣”為出發(fā)點(diǎn)展開設(shè)計(jì)。多材料3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，將會(huì)通過技術(shù)維度賦予可穿戴設(shè)備新的屬性，增強(qiáng)其設(shè)備結(jié)構(gòu)的靈敏度，并從用戶的心理、感知和審美出發(fā)，給予用戶更為舒適的設(shè)備體驗(yàn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，未來可穿戴設(shè)計(jì)不僅僅只充當(dāng)普通的硬件穿戴設(shè)備，而它會(huì)以移動(dòng)智能終端設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)云端交互和CMF設(shè)計(jì)為圓心，多材料3D打印技術(shù)為半徑展開，為可穿戴設(shè)備賦予新的創(chuàng)新。近年來3D打印技術(shù)在可穿戴設(shè)備中的使用頻率逐漸增多，技術(shù)的革新為可穿戴設(shè)備提供了更多條件，但在打印過程中常會(huì)出現(xiàn)多材料的集成和數(shù)據(jù)出錯(cuò)等問題，即在打印過程中如何精確地將柔性材料、剛性材料和電子電路等精細(xì)材料進(jìn)行無縫銜接過渡。除此之外，傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)也已無法保證高精度可穿戴設(shè)備能否符合人機(jī)工程學(xué)的舒適性和靈活性保障用戶的需求[5]。美國(guó)針對(duì)高精度的可穿戴設(shè)備，研制出了主動(dòng)混合多材料3D打印機(jī)。該設(shè)備的發(fā)明為3D打印可穿戴設(shè)備和電子設(shè)備提供了更高層次的發(fā)展空間，其3D打印機(jī)可以整合不同的材料和工藝，包括柔性和剛性材料以及導(dǎo)電材料和非導(dǎo)電油墨材料等，并且在打印過程中采用了可嵌入式的導(dǎo)入導(dǎo)體、電線和電池等硬件設(shè)備，這將大大提高可穿戴設(shè)備的靈敏度（圖4）。同時(shí)，這些過程將省去手工裝配費(fèi)用，在提高工廠生產(chǎn)效率的同時(shí)也降低生產(chǎn)成本和浪費(fèi)[5]。

↑圖4 3D打印技術(shù)在可穿戴領(lǐng)域中的應(yīng)用（作者自制）

2.2 優(yōu)化高端制造設(shè)備的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)

3D打印技術(shù)采用數(shù)據(jù)建模和參數(shù)化的設(shè)置，可以產(chǎn)出高精度產(chǎn)品，這符合將多材料3D打印技術(shù)運(yùn)用到高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的高端制造設(shè)備之中。高端制造業(yè)的產(chǎn)品可以利用多材料3D打印技術(shù)優(yōu)化其復(fù)雜結(jié)構(gòu)，減輕裝備的質(zhì)量，延長(zhǎng)其產(chǎn)品的壽命，優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)國(guó)家制造業(yè)的發(fā)展。長(zhǎng)期以來隨著技術(shù)的不斷更新，對(duì)于高端制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量也在不斷地優(yōu)化升級(jí)，面向3D打印技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)，不同類別和不同部件的高端產(chǎn)品需要采用不同硬度和強(qiáng)度的材質(zhì)，其復(fù)雜化的生產(chǎn)加大了3D打印技術(shù)的生產(chǎn)難度。從生產(chǎn)角度來看，傳統(tǒng)的3D打印生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)無法滿足如今高端制造產(chǎn)業(yè)的運(yùn)用。而多材料3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)那些大體積多材料的高端制造設(shè)備的生產(chǎn)提供更為優(yōu)化的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，其技術(shù)將集結(jié)多材料多工藝的技術(shù)，為制造提供更高質(zhì)量、更耐用、更環(huán)保、更科技的產(chǎn)出。來自美國(guó)勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）的科研人員目前已實(shí)現(xiàn)了多種材料的3D打印技術(shù)，創(chuàng)建了量身定制的漸變折射率玻璃光學(xué)器件，可以制造出更高性能的軍事眼鏡和虛擬現(xiàn)實(shí)護(hù)目鏡（圖5）。 此項(xiàng)新技術(shù)可以在平板玻璃組件中實(shí)現(xiàn)各種常規(guī)和非常規(guī)的光學(xué)功能，進(jìn)而在環(huán)境穩(wěn)定的玻璃材料中提供了新的光學(xué)設(shè)計(jì)多功能性，不僅如此這項(xiàng)新技術(shù)還可以減輕光學(xué)系統(tǒng)的重量[6]。在美國(guó)另一家公司也同樣研發(fā)出了一次性打印10種材料的3D打印機(jī)，此設(shè)備不僅可以混合多種材料，更能夠?qū)?fù)雜的電子器件、電路和傳感器等直接植入到對(duì)象當(dāng)中，這不僅大大提高了復(fù)雜工程的生產(chǎn)效率，同時(shí)也豐富了其生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和設(shè)備加工工藝[5]。

↑圖5 多材料3D打印機(jī)的跨界融合（作者自制）

2.3 集成裝配類產(chǎn)品的一體化

目前，3D打印技術(shù)中功能性產(chǎn)品的快速制造，逐步開始運(yùn)用到工藝技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。在未來，多材料3D打印技術(shù)相比傳統(tǒng)3D打印技術(shù)，它在定制化加工、集成一體化加工、復(fù)雜產(chǎn)品快速成型以及零浪費(fèi)制造等方面，具有更為獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。不但如此，多材料3D打印技術(shù)如今可用于直接制造含嵌入式組件的產(chǎn)品或用于增強(qiáng)打印件的機(jī)械性能，這一性能進(jìn)一步豐富了3D打印產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景[3]。如今多材料3D打印技術(shù)開始踏入技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)，在生物醫(yī)療、無線通信和工程建筑等應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓展技術(shù)并逐步成熟，技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了高效制造工藝的發(fā)展，相較于傳統(tǒng)的3D打印生產(chǎn)工藝，多材料3D打印技術(shù)集成一體化的工藝將產(chǎn)品原型內(nèi)外結(jié)構(gòu)以不同材料的形式進(jìn)行呈現(xiàn)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的一體性與審美性[3]。以江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院所研究的基于多材料3D打印技術(shù)的RFID天線快速制造為例（圖6），通過一體化的多材料3D打印技術(shù)，將RFID天線由內(nèi)而外地進(jìn)行打印，不但從產(chǎn)品的實(shí)用性、美觀性與一體性出發(fā)，重新定義3D打印集成一體化的快速制造，同時(shí)提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，避免天線外部接觸受到氧化反應(yīng)而軟化。這種集成一體化的生產(chǎn)，不但充實(shí)了生產(chǎn)目標(biāo)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)增強(qiáng)其穩(wěn)定性，也加快了高質(zhì)量產(chǎn)品的產(chǎn)出和生產(chǎn)效率的提高。

↑圖6 江南大學(xué)設(shè)計(jì)XZEED 多材料 DLP 打印機(jī)

3.多材料3D打印技術(shù)更新家居產(chǎn)品品類

結(jié)合以上的案例和介紹，發(fā)現(xiàn)多材料3D打印技術(shù)不僅推動(dòng)了高端制造業(yè)、技術(shù)密集型生產(chǎn)和設(shè)計(jì)學(xué)科的創(chuàng)造性發(fā)展和創(chuàng)新性轉(zhuǎn)換，還改變了原始的、單一材料形式的3D打印技術(shù)，為學(xué)科間交融提供了新的機(jī)會(huì)，未來多材料3D打印將成為3D打印技術(shù)發(fā)展下的一個(gè)前沿[5]。目前，傳統(tǒng)3D打印技術(shù)在家居產(chǎn)品中應(yīng)用頻率高且廣受青睞，在生產(chǎn)過程中有以下三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：第一，3D打印技術(shù)的技術(shù)自由性使得能產(chǎn)出多樣化的家居產(chǎn)品來滿足各類消費(fèi)群體的需求；第二，3D打印技術(shù)的技術(shù)易用性使得簡(jiǎn)潔的家居產(chǎn)品生產(chǎn)較為容易；第三，3D打印技術(shù)的技術(shù)效益性使得廠家縮短了家居產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，加快了家居產(chǎn)品的產(chǎn)出和市場(chǎng)流通[7]?，F(xiàn)階段社會(huì)處于產(chǎn)品更替周期迅速高速發(fā)展的時(shí)代，用戶對(duì)于市場(chǎng)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和需求也在不斷地提高，因此傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)在家居產(chǎn)品中的應(yīng)用逐顯弊端。隨著市面家居產(chǎn)品多樣化，用戶對(duì)于家居產(chǎn)品成型所使用的原材料和制作工藝的要求也給予相對(duì)高的期望，受3D打印材料種類數(shù)目和難以進(jìn)行高精度作業(yè)的雙重限制無法進(jìn)行模型打印[7]，因此將多材料3打印技術(shù)運(yùn)用其中具有可行性，為多材料3D打印技術(shù)在家居產(chǎn)品的發(fā)展提供新的應(yīng)用，彌補(bǔ)材料空缺和技術(shù)壁壘的困境，對(duì)家居產(chǎn)品的發(fā)展有重要價(jià)值。以下將從三個(gè)視角對(duì)未來多材料3D打印技術(shù)在家具產(chǎn)品的材料研究做出闡述。

3.1 多觸感材料應(yīng)用于保護(hù)類家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)

我國(guó)是世界上老年人口占比最高的國(guó)家，如何有效地解決老齡化的趨勢(shì)— —使老年人適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)是當(dāng)下最為重要的社會(huì)性問題[8]。老年人受生理因素影響，其身體機(jī)能、心理狀態(tài)與年輕人有差距，他們對(duì)于生活需求也有所不同，在生活當(dāng)中往往需要得到特殊關(guān)照。研究發(fā)現(xiàn)老年人居家生活空間和家居產(chǎn)品上缺乏人文關(guān)懷，以及所使用的其他產(chǎn)品仍也有待考量，如今的老年人家居產(chǎn)品已經(jīng)跟不上現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，缺乏安全性、創(chuàng)新性。現(xiàn)3D打印技術(shù)在老年人家居產(chǎn)品裝飾上的運(yùn)用較為普及，尤其在老年人家居產(chǎn)品當(dāng)中[8]，如何打破單一的裝飾形式，在適老化社會(huì)下賦予老年人家居產(chǎn)品新的突破性發(fā)展，滿足老齡化社會(huì)下對(duì)于老年家居產(chǎn)品的需求值得思考。從材料創(chuàng)新和安全保障的角度：首先，多材料3D打印技術(shù)在進(jìn)行老年人家居產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，可利用其多材質(zhì)植入的特性，打印出符合老年人體質(zhì)需求的家居產(chǎn)品，在穩(wěn)定性和舒適性上得到雙重保障；其次，傳統(tǒng)的3D打印家居產(chǎn)品在材料采用上往往較為單一，多為金屬、樹脂和橡膠等材料，往往打印的家居產(chǎn)品較為硬朗鋒利，不適用于老年人，不少老年人在使用家居產(chǎn)品過程中不經(jīng)意間可能會(huì)碰傷。而多材料3D打印則能夠很好地保障其家居產(chǎn)品使用的安全性，通過混合打印的形式彌補(bǔ)各類材料的缺陷，將軟材料與硬材料互相兼容，給予家居產(chǎn)品不同的觸感，避免老人受傷。

3.2 多感知材料應(yīng)用于智能類家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)

人的感知最快是通過視覺與觸覺。用戶在使用家居產(chǎn)品過程時(shí)，最先通過視覺感知，其次才是觸覺感知，材料屬性不同對(duì)于用戶情緒感知也有所不同[9]。研究表明,家居材質(zhì)是距離用戶最近的基礎(chǔ)屬性，產(chǎn)品材質(zhì)可被人感知器官感知并經(jīng)過人腦作用形成心理反應(yīng)，對(duì)人的心理產(chǎn)生情感意識(shí)和印象。如今在智能化時(shí)代下，智能家居產(chǎn)品已經(jīng)是未來家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，未來設(shè)計(jì)師不僅需要考量智能家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)的功能性，同時(shí)也需要考慮其智能家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)的感知性，而多材料3D打印技術(shù)將成為未來智能家居產(chǎn)品的發(fā)展關(guān)鍵。在未來設(shè)計(jì)師將會(huì)通過人工智能和人物感知的技術(shù)轉(zhuǎn)換，使用戶通過感官來感受由多材料3D打印技術(shù)制作的智能家居產(chǎn)品，其技術(shù)不單單能使用戶在體驗(yàn)上集成多種材料的優(yōu)質(zhì)特性，為用戶提供更為舒適的體驗(yàn)，同時(shí)也進(jìn)一步加快了多材料3D打印技術(shù)與多感知家居、智能家居在交互中樞系統(tǒng)上的相融合，為用戶群體提供更為便攜的體驗(yàn)環(huán)境。

3.3 混合生態(tài)材料應(yīng)用于可持續(xù)類家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)

挖掘生態(tài)材料的價(jià)值，使其更好地服務(wù)于人類是設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)肩負(fù)的責(zé)任。設(shè)計(jì)師維克多·帕帕奈克在其著作《為真實(shí)的世界設(shè)計(jì)》中，呼吁設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)中要將可持續(xù)理念貫徹其中，保護(hù)地球環(huán)境，并鼓勵(lì)在設(shè)計(jì)創(chuàng)作當(dāng)中運(yùn)用可持續(xù)生態(tài)材料將它外化于形。家居產(chǎn)品對(duì)于材料的選擇與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著密切關(guān)系[10]，當(dāng)前生態(tài)材料在家居產(chǎn)品當(dāng)中的應(yīng)用開始日益增多，未來隨著生態(tài)材料研究的不斷深入，能夠?yàn)槎嗖牧?D打印所使用的材料品類也在不斷增加，這為用戶和設(shè)計(jì)師提供更為多樣化的選擇。多材料3D打印的出現(xiàn)將會(huì)進(jìn)一步放大生態(tài)材料在家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)，為家居產(chǎn)品提供更為豐富的生態(tài)材料附著的同時(shí)，還可以平衡人與自然之間的關(guān)系，為可持續(xù)家居產(chǎn)品注入新的活力。

結(jié)語

多材料3D打印的出現(xiàn)，既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，如硅膠材質(zhì)與塑料材質(zhì)具有不兼容性，它們的化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生互斥，若將它們進(jìn)行混合打印，會(huì)發(fā)生形變以及脫粘連等現(xiàn)象，這些細(xì)微的痛點(diǎn)都是未來多材料3D打印技術(shù)待解決的問題。最后，為了使多材料3D打印技術(shù)能夠在家居產(chǎn)品領(lǐng)域中發(fā)揮更為突出的作用，設(shè)計(jì)師需要合理把握其技術(shù)走向，從跨界融合和社會(huì)創(chuàng)新等不同新視角作為切入口，展開未來家居產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，為今后社會(huì)、企業(yè)、用戶提供新的服務(wù)體系和戰(zhàn)略支撐。