3D打印對工業設計思維改變的研究

楊學太

摘 要：作為一種先進制造技術，3D打印技術實現了對傳統制造的顛覆，弱化了工業設計結構合理性考慮，不僅進一步優化了產品設計流程，更促進改變了工業設計產業格局。

關鍵詞：3D打印；產品設計；定制設計

3D打印技術也被稱為材料制造技術，被稱為快速成型的一種先進制造技術，是離散的基本原則和積累，即在計算機輔助，通過片固體模型，三維實體制造業到二維平面上的積累和成型方向不斷疊加，最終實現三維實體制造業。與傳統方法相比，不需要機械加工機床和模具，3D印刷生產周期短，即時生產的優勢，個性，和改變設計方案的靈活性，實現柔性生產，特別是對傳統方法很難形成的復雜零件多品種、小批量生產。因此，無論是國內還是國外，3D打印技術都備受推崇，英國于2012年4月出版的《經濟學人》雜志，在其封面故事中特意強調了3D打印技術的重要地位，它已經成為了第三次工業革命中非常重要的一個標志并對世界范圍內的制造業產生了巨大影響。

1 弱化工業設計結構合理性考慮，發揮設計師的創造性

工業設計與制造業息息相關，工業設計是衡量制造業水平的重要參照，同時制造業水平的高低也制約著工業設計產業的發展。設計師不乏創意，但通常設計師最滿意的方案都無法成為產品，主要原因一是無法為造型設計結構，無法生產；二是有辦法生產出來，但結構過于復雜，成本較高，所以設計師的方案無法實現產品化。隨著3D打印技術的發展和應用，產品的生產方式已不再成為設計師想象力的束縛。外觀再復雜的產品都能通過3D打印機打印出來，且渾然一體，造型的復雜和新穎不會導致生產成本的大幅提高。設計師能夠專注于產品形態沒計、功能創新和用戶體驗，即所謂“設計即生產”。

2 3D打印技術能夠優化產品設計流程

傳統產品設計流程是垂直的，即了解市場需求后開始市場調研、方案設計，設計師創作出自己滿意的方案后用設計效果圖與結構設計師交換意見，結構設計師提出結構設計方案和存在問題，修改直至設計師滿意、結構設計師認為合理后開始結構設計，然后完成模具設計樣機制作，拿到樣機后項目經理、工業設計師、結構設計師和企業其它相關人員共同測評產品，指出存在問題然后進行修改，再次實現前述設計流程，這種設計流程導致產品研發周期長成本高。引用3D打印技術能夠在工業設計階段就能把產品樣機生產出來，進入項目的評測階段，這種扁平化的產品研發手段稱為并行設計，并行設計的優勢是傳統串行設計無法比擬的，并行設計可使產品設計與制造之間的信息共享，使整個產品研發團隊從設計的一開始就全部參與進來，盡早地發現問題并解決之，這樣大大提高了產品研發的效率，縮短產品研發的周期，盡早地把產品推向市場，提高產品的市場競爭力。

3 3D打印技術引進能夠改變工業設計產業格局

工業設計產業與制造業息息相關，工業設計不僅受到制造水平制約，而且受到整個產業鏈的制約，工業設計師不能脫離制造業產業鏈而獨自發展，當然所謂的個性化設計與個性化消費都是一句空話。而3D打印技術的出現，將沖破這些牢籠，工業設計產業也將重新布局。

獨立設計師和品牌的崛起。傳統產品設計模型受到固有限制的生產方式，是高度相關的制造商和專業設計師主導產品設計。3D打印技術的成熟，獨立設計師將與傳統加工工業的依賴越來越小。因為以前的生產方式的限制將他們的想法變成真實的產品設計師必須與廠家合作，生產費用的支付很多的同時還必須防止由于缺乏溝通產品質量缺陷，可以使用和浪費很多最初創建的時間和精力。由于小批量產品的大規模生產模式導致最終商品價格走高，從而影響到產品和品牌推廣。3D打印技術允許設計師自己設計制造工作，然后通過傳統渠道或者銷售網絡平臺。設計師可以根據訂單生產，完全達到零庫存，避免業務風險。

在多數消費者參與設計。由于長期壟斷企業的生產制造，開發產品和產品設計，大多數都是由企業及制造商主導和執行的具體細節操作過程，消費者以及設計人員都可能被動接受產品結果。作為消費者所需要的產品功能及特點需求和產品設計之間的關系已經處于短接階段。加速3D打印制技術的蓬勃發展、生產模式由過去的集中，大量的專業制造成多樣化和小批量生產的社會化。每個普通的消費者都能成為產品制造商和產品設計師，這相對于特殊客戶有強烈的創新及特殊功能意識及具有一定的開發、設計和體現等領先用戶。跟隨著“第三次浪潮”，消費者作為體現產品會體現出更多改變消費品生產過程，而演變成“消費者”滿意的生產。在如今工業加速的年代，其實每個人都可以成為一名設計幣，在區別于傳統意義的設計師不再依靠自己單獨的力量去開發沒計，是扮演開發沒計制造等一體的全方位設計制造者。

定制設計的時代到來。在傳統工業設計的概念中，概念界定的前提就是“批量化生產”，所以工業設計產品將會大批量生產，在設計產品過程中，針對于特殊細分人群可以定制化生產，可以做一個基本的定制設計模塊，結合特殊人群需求設計而設計，還需要針對不同的細分的需求設計出各種附屬模塊，可以提供給不同的受眾人群。比如設計工具類產品的特殊設計模塊給左撇子，或是盲文指示模塊給盲人使用者，家居設計中附加的設計模塊給兒童或孕婦。由于3D打印技術的應用，會讓我們不僅可以按需生產，還可以達到按需設計。