3D打印技術在設計領域的發展研究

李晚珍　莊凌

摘要 3D打印作為一種新的技術手段，近年來已經家喻戶曉，越來越多的領域開始運用這門技術，設計領域也不例外，傳統的設計創新思路將隨著3D打印技術的成熟而發生巨大的變化，本文就3D打印技術如何更好地服務設計領域談談自己的觀點。

關鍵詞 3D打印；設計領域；資源共享課程

中圖分類號 TB33 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）13—0079—02

1 3D打印技術的現狀

傳統打印技術是通過墨盒將墨汁打印在紙張上，而3D打印技術是將特殊的液體或粉末等“打印材料”，通過電腦控制一層層疊加累積成三維實體。3D打印技術是通過快速成型原理打印出真實的三維物體的一種技術。

3D打印起源于19世紀末的美國，19世紀末的美國曾研究出照相雕塑與地貌成型技術，隨之3D打印的核心思想初見雛形，第一臺3D打印機誕生了，從此科學家們一直致力于更為精密的打印設備，經過近30年的發展，3D打印技術逐步完善，現在幾乎能打印出任何實體性的東西。

2 3D打印在不同設計領域的應用

對于一些依靠傳統制作難以做出的一些設計，3D打印技術也可以順利的打印出相應的成品，設計師再也不用擔心自己設計的作品因為傳統制作方式做不出來而改變設計，引導設計師更關注設計本身而不是制作，3D打印技術推動設計向更深更遠的發展。

2.1 3D打印在航空航天設計領域的應用

航空航天事業是一個國家國防實力的象征，在3D打印之前，制作飛機零部件時，必然要考慮到傳統制造方法能否實現，不但費時費力，而且浪費原材料。隨之3D打印的實現，制作飛機一般直接將設計出的零件用3D打印快速成型技術制作出來，極大的縮短飛機研發周期，降低制造成本，如波音飛機到目前為止已有兩萬多個零部件通過3D打印而成，并且飛機機翼中的大型零件也開始使用3D打印技術。

2.2 3D打印在建筑設計領域的應用

在建筑設計上，設計師首先根據客戶設計要求提供建筑平面施工圖、立體效果圖及建筑模型，還要時刻考慮各種工藝過程、施工方案、技術措施等事項，過程環環相扣，繁瑣復雜，而3D打印技術極大地簡化了設計程序，將設計快速實體化，使客戶能隨時參與到設計中，及時溝通修改。

在建筑施工上，電腦操控一個巨大噴口噴射出“油墨”，3D打印出高墻，將高墻壘起來，再用鋼筋混凝土“打印”灌注連成一體。很快就可以打印出我們需要的建筑群。在迪拜，全球第一座功能性3D打印辦公樓已經開業。

2.3 3D打印在汽車設計領域的應用

在汽車設計領域，3D技術主要應用在新型概念車的開發及小批量的復雜部件的研制上。整個“打印”過程只會花費數周的時間，整個制作過程非常靈活，既可以打印出完整的汽車車身，也可以打印出很多部件組裝填充。

3D打印作為全球范圍內的前沿科技運用，在醫療領域利用3D打印就能夠完美地復制人體結構構造，貼合人體工學，國內外利用3D打印在醫療領域取得成功的案例已數不勝數。

2.4 3D打印技術在其他設計領域的應用

近期，國內外相繼研發設計出了利用3D打印技術為大眾提供3D打印食物的服務，這項服務提供的不僅僅是食物外形，而且還是口感上全新獨特的感受，客戶甚至還可以根據特殊需求自主微調口味。

另外，3D打印技術登上服裝設計舞臺已是大勢所趨，2015年巴黎時裝周香奈兒活動中，德國著名服裝設計師卡爾·拉格斐展示了一個全新的3D打印服裝系列。

3 3D打印技術在設計領域有序發展的建議

3.1 3D設計平臺應由專業化逐漸向大眾化轉化

未來的3D打印產業一定會促進眾多制造技術的融合發展，平臺化趨勢是3D打印發展的必然，設計平臺逐漸由專業設計軟件向簡單大眾設計應用發展，微軟、谷歌等國際軟件巨頭已經相繼推出基于各種開放平臺的3D打印應用，這將大大降低3D設計的門檻，到時候，普通的用戶也能通過類似玩樂高積木似的設計3D模型。

3.2 3D打印應與設計教育創新思維的培養完美融合

3D打印技術的廣泛應用，使得習慣于傳統創新、設計、制造的思想顯得越來越陳舊，設計者應該走出為制造而制造的思想誤區，結合3D打印技術的“所想即所得”的創新理念，極大地釋放想象空間，掙脫傳統制造工藝的束縛，培養全新的創新思維。

教育部2015年發布了《關于“十三五”期間全面深化推進教育信息化工作的指導意見》，其中著重提出未來五年對教育信息化的規劃，鼓勵把探索3D打印融入教育新模式中去。3D打印技術與教育結合，是時代發展的必然趨勢，也是從傳統教育向素質教育發展的必然之路。

3D打印不僅是一種快速成型方式，而且給我們增加了一種新的增材制造方式。究其實質，它是一種實現創意的工具，它的意義更在于打破了傳統制造方式對于設計創新的束縛，帶給我們一個無限的創意空間。傳統的教育，束縛了人們的思維，3D打印作為低成本的創意孵化器，將再次喚醒了久違的創新思維。

3.3 3D打印在設計教育領域應大力推廣

由于3D打印技術的發展，設計教育領域的教師和學生可以打印出目標設計設計出來的幾乎所有的產品或產品組件，師生可以便捷的共同針對打印出來的產品開展討論，研究產品的優劣從而改良設計，不斷反復推進，逐漸設計出最優良最完善的產品。

另外，在教學過程中，教師可以依托3D打印提供的產品物質基礎，將課程知識體系中的難點、重點問題涉及的產品打印出來，并完成裝備工作、制成視頻，這樣學生查看起來形象生動、通俗易懂。提高網絡化教學的教學效果。

目前，我國正在開展國家精品開放課程的建設。精品資源共享課程教學內容資源包括教師授課課件、視頻資源等全部實現網絡化，網站至少涵蓋演播區，而且共享型教學資源平臺基本建成后還需要科學的管理，需要不斷根據學科發展以及學生的具體情況更新網絡教學視頻和課件。目前因為3D打印設備還比較昂貴，很多高校都沒有配置3D打印機，在發展資源共享課程的建設中還是考慮傳統的制作模式，由于制作產品的局限性和耗時性，這些高校資源共享課程建設中普通存在動畫、圖片、視頻資源相對不足的弊端。課程視頻的錄制和不斷更新是資源共享課程建設的核心。3D打印有助于推進各種設計產品的制作，從而實現視頻資源制作的便利性和豐富性。突破性地大大推進共享資源課程的建設。

4結論

依托先進的3D打印技術，未來的先進制造業將走向更加感知化、功能化，去實現消費需求和市場的緊密對接，3D打印技術的魅力所在也正是如此，在這個領域，創新使得制造變得更具創新力。同時，3D打印作為低成本的創意孵化器，可以促進教育模式發生突破性的改變。endprint