3D打印技術在產品造型創新設計中的應用

馬雪霞++呂博雅

摘 要：3D打印技術的應用在產品設計的各個領域中得到廣泛應用，并為教育提供了更多的資源和突破口。在高校創新創業教育中加入 3D 打印技術，不僅能讓學生對3D打印有一個嶄新的認識，而且通過產品的創意設計、推動學生開發創新思維、 開展創業實踐，通過設計、 開發 3D 打印產品， 滿足個性和社會需要。

關鍵詞：3D 打印技術；產品設計；創新創業

中圖分類號：TB472；TP391.73 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2017）32-0030-01

在產品設計的各個領域中得到廣泛應用。隨著現代社會的快速發展，3D打印技術極大地響應了人們消費的個性化要求，為產品造型設計開辟了更為廣闊的空間。2015年5月8日， 國務院正式印發了《中國制造2025》 ， 在這份被認為是中國版“工業4.0”的發展規劃中，3D 打印作為代表性的新興技術占重要位置。

一、3D打印技術

3D打印技術，即快速成形技術的一種，是“增材制造”的一種形式，它是一種數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D 打印技術具有快速成型、節省研發成本、生產過程自動化等特點。

3D 打印的過程是首先把我們需要的物件能通過三維制作軟件在電腦中形成虛擬三維圖形， 再用 3D 打印機打印成實體的過程。

3D打印技術相對于傳統的大型增材制造設備比較來說，更注重設備的小型化、智能化和個性化。3D打印技術發展到今天，已經能夠在0.01mm的單層厚度上實現600dpi的精確分辨率，并且適用于該技術的材料豐富，例如以塑料為材料，可以打印各種模型；以金屬為材料，可以打印出機械零件；以生物細胞為材料，可以打印出器官、骨骼；以玻璃為材料，能夠打印出玻璃制品；以沙子為材料，能夠打印出建筑物等。據不完全統計，截止到2016年年底，著名的3D打印成型公司STEATASYS的產品已經發展為能支持123種不同材料進行3D打印，隨著科學技術的創新和發展，這一數字將不斷地被刷新。同時，在打印速度上，3D打印技術能實現垂直25.4mm/h以上。我們有理由相信，隨著智能制造的逐漸深入發展與成熟，將來會有更多新的信息技術、控制技術、材料技術等不斷地投入應用，3D打印技術也會在此基礎上被進一步推向更為廣闊的領域。

二、產品創新是產品造型設計的根本動力

近日公布的《國家創新驅動發展戰略綱要》中明確提出， “讓創新成為引領發展的第一動力， 這是中國必須肩負的時代命題”《國家創新驅動發展戰略綱要》中指出，創新的價值需要被尊重，創新型人才應得到重視。同時，政府開放了對科技項目的管理，這為科技創新提供了更加廣闊和靈活的發揮空間。

產品造型設計可以反映出一個時代的技術發展，是人機工程學、材料學等多學科相結合的一種應用手段。產品設計在工業化背景下產生，為產品和人們服務；在今天，它更與為人們服務貼近。產品是我們對物質需求的根本，因此，產品的品質是維系生活質量的關鍵。對于好的產品設計具有發動全局的意義，同時也要注重創新的設計概念，現代是創新的時期，設計已然被推上了創新的舞臺。創新，它是理念的創新，造型的創新，也是技術方法的創新。

三、3D打印技術在產品造型設計中的創新與實踐

3D 打印技術作為創新與實踐的一項重要技術支撐，迅速被廣泛應用于工業設計、藝術設計、建筑、軍事、航天、醫療等不同領域，并取得一系列實質性的進展。同時，3D 打印技術的出現也為其相關產業的發展和完善增添了許多新的機遇。

在3D打印出現前，產品設計理念一直沿用著工業革命以來的批量設計生產思維上，這種方式雖然具有生產效率高、生產成本低、自動化程度高的特點，卻是以犧牲產品的多樣化為代價，實質上已經不能再適應變化越來越快的市場需求和激烈的競爭。而以數字模型文件為基礎，突破了以往制造過程中受眾多造型、材料和設備的限制，極大地開拓了設計師的想象思維，不斷實現超越。3D打印技術以自身特點創造出復雜、創新性的造型，為產品造型設計提供新的平臺。

作為高校積極抓住3D打印的潮流趨勢，應用于課堂， 讓學生在體驗中學習、 探究 ，激勵學生根據個性或社會需求設計、開發3D打印產品， 激發其學生的創新創業熱情。

近年來，3D打印技術在產品造型設計上應用越來越廣泛，并且突破了以往單純的常規幾何形態，開始以更具創新性、類似于自然形態的精美造型出現在人們的日常生活中，以其獨特的設計方式和時代意義賦予我們生活空間新的活力，3D打印技術改變了一板一眼的制造手段，它可以為設計師直接實現設計的想法，讓設計不在冗雜。通過3D打印技術，只要我們可以想的到，就能設計和制造，這很大的簡化了設計的過程。讓很多小心翼翼、接受應該怎么做才能簡化過程的設計師，變成沖破性的大膽創新、追求設計的個性化、超越原來的呆板模式。隨著今后科學技術的不斷發展，3D打印技術必然會得到更為廣泛地研究和推廣，以促進產品設計更快、更好地發展。

★基金項目：黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目，項目編號：201613301014。

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