構(gòu)建具有3D打印特色高職類產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)建設(shè)的探索

何小娟 王茜 楊小靜

摘 要：3D打印技術(shù)的發(fā)展勢(shì)不可擋，同時(shí)引發(fā)制造行業(yè)的變革，行業(yè)人才配置、企業(yè)人才能力的需求也隨之發(fā)生相應(yīng)變化。高等職業(yè)教育是以市場(chǎng)為導(dǎo)向的，注重人才能力培養(yǎng)的模式。產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)本身就是邊緣學(xué)科，與很多行業(yè)交叉，所以3D打印技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)結(jié)合，構(gòu)建符合市場(chǎng)需求的具有3D打印特色的高職產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)，培養(yǎng)市場(chǎng)極需緊缺型人才，通過(guò)擴(kuò)大學(xué)生就業(yè)面，提高學(xué)生就業(yè)率，從而帶領(lǐng)專業(yè)形成良性循環(huán)。

關(guān)鍵詞：3D打印;產(chǎn)品設(shè)計(jì);專業(yè)建設(shè)

3D打印技術(shù)在我國(guó)處于起步發(fā)展階段，普及程度還不是很高，而針對(duì)3D打印人才的需求在整個(gè)人才需求市場(chǎng)中也不是特別突出，而3D打印人才的培養(yǎng)則更處于萌芽期，各高校還沒(méi)有針對(duì)市場(chǎng)需求設(shè)立3D打印技術(shù)專業(yè)。[1]產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)與3D打印技術(shù)聯(lián)系非常緊密，我們將在人才培養(yǎng)的修訂中納入3D打印模塊，針對(duì)市場(chǎng)定制人才規(guī)格，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，培養(yǎng)符合未來(lái)企業(yè)需求的具有3D打印技術(shù)的設(shè)計(jì)人才，將有效區(qū)分產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)本科教育與高等職業(yè)教育定位。

一、3D打印技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀

3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。[2]

從3D打印技術(shù)目前的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，它明顯成為發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)制作業(yè)回流、提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要載體。我國(guó)政府對(duì)3D打印也是高度關(guān)注，針對(duì)3D打印技術(shù)目前國(guó)家投入大量資金，推出相關(guān)扶持政策和優(yōu)惠政策及相關(guān)措施，促進(jìn)我國(guó)3D打印技術(shù)打印產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

二、3D打印對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的影響

（一）3D打印是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定制化、個(gè)性化最好的平臺(tái)

在物質(zhì)高速發(fā)展之后，人類的物質(zhì)需求已由傳統(tǒng)的物質(zhì)需求轉(zhuǎn)變?yōu)榍楦泻途竦男枨蟆Ｋ詡鹘y(tǒng)制造批量生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品由于缺乏設(shè)計(jì)和制作的情感，而越來(lái)越被人們?cè)嵅。鴰в惺止ざㄖ疲哂刑厥庠O(shè)計(jì)理念及個(gè)性化的定制產(chǎn)品越來(lái)越受到人們的青睞。“3D打印的確更適合一些小規(guī)模制造，尤其是高端的定制化產(chǎn)品，比如汽車零部件制造。雖然主要材料還是塑料，但未來(lái)金屬材料肯定會(huì)被運(yùn)用到3D打印中來(lái)，”克倫普說(shuō)，3D打印技術(shù)先后進(jìn)入了牙醫(yī)、珠寶、醫(yī)療行業(yè)，未來(lái)可應(yīng)用的范圍會(huì)越來(lái)越廣。受生產(chǎn)和技術(shù)的影響，定制產(chǎn)品售價(jià)太高，是普通消費(fèi)者所無(wú)法承受的。3D打印技術(shù)可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，根據(jù)不同客戶需求，設(shè)計(jì)并制作出符合不同消費(fèi)者需求的產(chǎn)品，且產(chǎn)品成本相對(duì)較低，可以實(shí)現(xiàn)低端私人訂制。

（二）3D打印讓生產(chǎn)過(guò)程更生態(tài)化

傳統(tǒng)生產(chǎn)流程一般為設(shè)計(jì)、開(kāi)模、生產(chǎn)樣品、批量生產(chǎn)。在此過(guò)程中，開(kāi)模成本較高，尤其是一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，未來(lái)降低成本，后期一定要保證生產(chǎn)的量才能將產(chǎn)品成本將低，否則開(kāi)模就會(huì)變成昂貴的負(fù)擔(dān)。而3D打印技術(shù)可以讓企業(yè)不需要開(kāi)模就可以直接生產(chǎn)樣品進(jìn)行樣品的測(cè)試，如果中間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，修改與重新生產(chǎn)也是相對(duì)簡(jiǎn)單的事情。這樣就避免的開(kāi)模的成本以及材料的損耗。

（三）3D打印讓生產(chǎn)過(guò)程更智能化

傳統(tǒng)手板、傳統(tǒng)模型的制作過(guò)程很多都依賴手工，有些是半機(jī)械化的加工模式。而3D打印（3DP）即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。毫無(wú)疑問(wèn)，3d打印是典型的現(xiàn)代化數(shù)字制造技術(shù)，不同于傳統(tǒng)機(jī)械制造及自動(dòng)化中對(duì)于流水線制造的依賴，而是真正意義上實(shí)現(xiàn)了制造上的隨時(shí)、隨地、按需生產(chǎn)，這是機(jī)械制造技術(shù)智能化的體現(xiàn)。

三、構(gòu)建具有3D打印特色的產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)建設(shè)的必要性

（一）3D打印影響產(chǎn)業(yè)對(duì)人才能力的要求

我國(guó)長(zhǎng)期以勞動(dòng)力資源為優(yōu)勢(shì)，發(fā)展來(lái)料加工產(chǎn)業(yè)。隨著人工成本的上漲，我國(guó)人工的優(yōu)勢(shì)已不明顯，產(chǎn)業(yè)也發(fā)生較大的結(jié)構(gòu)改變，3D打印技術(shù)要求我國(guó)職業(yè)教育所培養(yǎng)的人才要偏向與3D 打印在機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，讓企業(yè)對(duì)體力勞動(dòng)者需求量驟然減少，企業(yè)更加愿意去采用更加機(jī)械化、自動(dòng)化的制造工藝，從而節(jié)約勞動(dòng)成本。

（二）3D打印對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的多個(gè)產(chǎn)業(yè)影響很大

3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域極廣，大方向涉及到航天科技、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、房屋建筑、汽車行業(yè)、電子行業(yè)、私人定制內(nèi)衣等。3D打印目前可實(shí)現(xiàn)多種材料的打印，例如金屬零部件打印，貴金屬首飾打印，陶瓷打印等等，這些都與產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)密切相關(guān)，隨著技術(shù)的深入發(fā)展，3D打印對(duì)這些行業(yè)的影響會(huì)持續(xù)深入。

（三）3D打印增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)設(shè)計(jì)論證的可行性

傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行產(chǎn)品論證的方法基本是草模，模型和手板。由于模型和手板很多需要依賴模型公司，且受資金的影響，所以大部分設(shè)計(jì)只能停留于紙面，僅是創(chuàng)意，很難實(shí)現(xiàn)，原因是沒(méi)有進(jìn)行后期論證與修改。我校產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)，目前的專業(yè)發(fā)展定位為微智能家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)。微智能家居產(chǎn)品的后期論證需要依賴結(jié)構(gòu)工藝及智能器件。所以后期的論證更難實(shí)現(xiàn)。3D打印技術(shù)可以減少制作模型的難度，加快模型制作的進(jìn)度，學(xué)生只要掌握3D打印機(jī)的使用方法，就可以通過(guò)電腦建模，通過(guò)3D打印機(jī)將設(shè)計(jì)打印出來(lái)，從而進(jìn)行功能與結(jié)構(gòu)的論證，這樣學(xué)生的設(shè)計(jì)將更直觀，對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知也將更立體，對(duì)整個(gè)專業(yè)課程的影響顯而易見(jiàn)。而且產(chǎn)品藝術(shù)設(shè)計(jì)目前下設(shè)三個(gè)工作室，家居用品工作室、智能電子產(chǎn)品工作室和森之物工作室，這些方向?qū)?D打印技術(shù)都有一定程度的依賴。

四、構(gòu)建具有3D打印特色的產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)的意義

從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程來(lái)看，構(gòu)建具有3D打印特色的產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)的意義在于第一可以加快成型速度，減少開(kāi)模時(shí)間。傳統(tǒng)模型制作時(shí)間受企業(yè)影響較大，遇到特殊材料和復(fù)雜結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品模型的制作時(shí)間就更加長(zhǎng)。3D依賴三維建模，學(xué)生在原有三維建模的基礎(chǔ)上，可以很快掌握打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)想法到模型的轉(zhuǎn)變。第二可以降低成本。一般情況制作1：1模型成本相對(duì)較高，除了畢業(yè)設(shè)計(jì)，一般課程學(xué)生很難承受。3D打印只需要少量耗材，在成本上大大節(jié)省，所以普通課程也可以廣泛推廣。第三3D打印人才比較缺乏，如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生掌握3D打印技術(shù)，就可以拓寬就業(yè)面，增加就業(yè)幾率。

五、構(gòu)建具有3D打印特色的產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)建設(shè)思路

產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)就業(yè)有一定的特殊性，原因是產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究的對(duì)象相對(duì)比較廣，小到湯勺，大到交通工具。所以它的就業(yè)與所依托的產(chǎn)品行業(yè)背景關(guān)系密切。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師可以延伸到各個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域當(dāng)中去，當(dāng)然在不同的行業(yè)，不同的公司就業(yè)也會(huì)有一定的差異。現(xiàn)在很多大學(xué)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)與行業(yè)相關(guān)課程結(jié)合在一起形成專題設(shè)計(jì)課程，充分體現(xiàn)了行業(yè)背景和教學(xué)優(yōu)勢(shì)，充分展示了教與學(xué)，理論與實(shí)踐，學(xué)校與企業(yè)之間的聯(lián)系與發(fā)展。

（一）在各專題課程中納入3D打印模塊內(nèi)容

產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)課程中會(huì)針對(duì)不同的設(shè)計(jì)研究方向而分成多個(gè)專題設(shè)計(jì)，例如智能家電專題，家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)專題，首飾設(shè)計(jì)專題等等。這些專題研究方向有針對(duì)性，設(shè)計(jì)過(guò)程更接近生產(chǎn)流程，所以設(shè)計(jì)后期同樣面臨設(shè)計(jì)論證的問(wèn)題。但由于專題時(shí)間相對(duì)較短，納入3D打印模塊內(nèi)容，可以有效減少模型制作時(shí)間。

根據(jù)學(xué)校現(xiàn)有的設(shè)備條件和師資條件，無(wú)法開(kāi)展專業(yè)的3D打印專業(yè)，而將3D打印模塊內(nèi)容與課程結(jié)合將合理解決3D打印技術(shù)與學(xué)校教學(xué)內(nèi)容的融合。

（二）在人才培養(yǎng)計(jì)劃中納入3D打印要求

3D打印技術(shù)未來(lái)一定會(huì)得到更深入的發(fā)展，3D打印機(jī)也會(huì)普及化，市場(chǎng)對(duì)3D打印人才的需求會(huì)劇增，如何結(jié)合市場(chǎng)設(shè)置專業(yè)及課程，是高等職業(yè)教育的特色之一。因此，我們應(yīng)當(dāng)以實(shí)際應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合高校課程設(shè)置，標(biāo)定以“創(chuàng)客”為核心的3D打印的教學(xué)應(yīng)用體系。

（三）強(qiáng)化校企合作，共建教學(xué)平臺(tái)

高職教育面向崗位，針對(duì)的是職業(yè)能力的培養(yǎng)，所以人才培養(yǎng)要求最終回歸到滿足企業(yè)的需求。3D打印技術(shù)人才的培養(yǎng)需要投入大量的人力物力，所以可以通過(guò)強(qiáng)化校企合作，引進(jìn)企業(yè)資源，共建教學(xué)平臺(tái)，利用學(xué)校與企業(yè)彼此的優(yōu)勢(shì)，相互支持合作。

第一，共建3D打印實(shí)驗(yàn)室。3D打印企業(yè)擁有大量的設(shè)備和技術(shù)人才，學(xué)校擁有場(chǎng)地和學(xué)習(xí)對(duì)象，通過(guò)與企業(yè)共建3D打印實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行資源共享。這樣既滿足了教學(xué)的需求，又可以有針對(duì)性的進(jìn)行高職產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向人才的培養(yǎng)。我校現(xiàn)已采購(gòu)3臺(tái)3D打印機(jī)，與其他設(shè)備放置在同一環(huán)境中使用，這對(duì)于產(chǎn)品的使用與維護(hù)非常不利，因?yàn)?D打印機(jī)對(duì)環(huán)境的要求較高，尤其是粉塵較多的環(huán)境。所以建立獨(dú)立的3D打印實(shí)驗(yàn)室將更有利于設(shè)備的管理及維護(hù)。

第二，人才的訂單式培養(yǎng)模式。訂單式培養(yǎng)雖有局限性，但目標(biāo)性更強(qiáng)，適合高等職業(yè)教育的特色。通過(guò)與對(duì)口企業(yè)簽訂訂單培養(yǎng)合同，根據(jù)企業(yè)崗位實(shí)際需求進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式的定制，學(xué)生的學(xué)習(xí)目的和方向感更強(qiáng)。訂單模式可以大大提升學(xué)生的就業(yè)率，從而在專業(yè)的發(fā)展中產(chǎn)生良性循環(huán)。

第三，多維度全方位合作的開(kāi)展。與企業(yè)的合作形式比較多樣化，例如可以通過(guò)舉辦講座，冠名大賽，橫向課題以及共建平臺(tái)項(xiàng)目等方式。這些項(xiàng)目的展開(kāi)可以幫助學(xué)生開(kāi)闊眼界，多接觸企業(yè)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)零距離就業(yè)。

六、總結(jié)

3D打印技術(shù)的發(fā)展勢(shì)不可擋，同時(shí)引發(fā)制造行業(yè)的變革，行業(yè)人才配置、企業(yè)人才能力的需求也隨之發(fā)生相應(yīng)變化。高等職業(yè)教育是以市場(chǎng)為導(dǎo)向的，注重人才能力培養(yǎng)的模式。產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)本身就是邊緣學(xué)科，與很多行業(yè)交叉，所以3D打印技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)結(jié)合，構(gòu)建符合市場(chǎng)需求的具有3D打印特色的高職產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)，培養(yǎng)市場(chǎng)極需緊缺型人才，通過(guò)擴(kuò)大學(xué)生就業(yè)面，提高學(xué)生就業(yè)率，從而帶領(lǐng)專業(yè)形成良性循環(huán)。

參考文獻(xiàn)：

[1]3D打印技術(shù).百度百科.[EB/OL][引用日期2017-5-28].

[2]王翔.3D 打印對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化的影響.[J].科技論壇.