3D打印技術在產品設計中的應用與發展研究

隨著科技的發展，人們已經越來越熟悉3D打印技術，同時也發揮著非常重要的作用，并且在更多領域進行嘗試，尤其在產品設計和數字化設計等方面都獲得顯著的效果，影響到新產品開開發。3D打印技術屬于一種全新的工業技術，可以促進制造業更好的發展。當前很多國家都在積極的利用3D打印技術，促使3D打印技術更加深入的走入到人們的生活當中。

一、3D打印技術在產品設計應用的原因

(一)產品開發的需要

在手板制作當中利用3D打印機，但是很多企業在整個產品開發過程中融入3D打印技術。如果設計產品的初級階段，設計師為了明確自己的設計理念的可行性，可能會一邊設計一邊將產品部件打印出來，如果發現了問題，他們就會立即將設計進行設計，不能在設計完成了整個產品之后才進行修改。利用3D打印技術，可以節省更多的是時間和資金，并且對于設計參數隨時進行修改。

產品設計不僅是設計團隊的工作，企業為了保證產品豐富和市場需求，市場和銷售人員需要提供意見，設計師和工程師共同研發新產品。3D打印技術有利于溝通這些部門，將設計打印出來，一起討論，雖然市場和銷售人員不產品，但是也可以一起參與到討論當中。

(二)生產過程需要

企業在制作模具的過程中通常都利用3D打印技術協助，制作傳統模具的過程比較費時，成本花費時間也長，成本也較大，利用3D打印技術可以讓給首先制作出模型，通過檢查可以將正式模具制作出來，避免制模過程中出現差錯，進而出現浪費的問題。利用3D打印技術可以幫助企業直接制作出吸塑膜，很多企業開始利用3D打印技術制作最終的產品，并且提供出增值服務。企業需要利用減材生產方式，利用3D打印技術，保證每個工序都可以節省成本，在產品設計和生產方面也不會出現錯誤，避免承受額外的成本。

(三)市場推廣的需要

產品生產企業在市場銷售推廣的過程中，要包裝好自己的產品，這樣才可以吸引客戶的注意。利用3D打印技術可以使企業產品更具獨特性。產品設計公司利用3D打印技術，可客戶可以先拿到3D模型，客戶全面了解之后再覺得是否確認訂單。客戶接觸了實物，可以對于企業的產品更具信息。3D打印可以減少企業出現問題，保證客戶獲得優秀的產品，這樣一來售后服務壓力也會由此減少，提高客戶對于企業產品的信息，使客戶忠實度不斷得到提高。

二、3D打印技術在產品設計當中的應用

(一)降低制造和生產以及管理等方面的成本

因為3D打印技術具備增材制造的特點，這樣有利于節省制造材料。3D打印技術的成型方式比較特殊，因此在制造過程中可以省略傳統加工方式當中的削、切、車等，以產品造型和結構等特定，按照需求提取材料，這樣可以避免產生廢料。

因為3D打印技術的產品可以快速成型，因此可以減少很多的生產單時間，和傳統成型方式進行比較，3D打印技術無需利用道具和模型，計算機給予命令，就可以生成想要的造型，加工工序得到省略，同時加工周期也得到縮短，如果產品的造型結構比較復雜，其快速成型的特性也會變得更加明顯。

3D打印技術實現了生產過程中的自動化，繼而降低了人工成本。利用3D打印技術可以通過數字文件，直接制作出模型，在電腦上發送制作命令，打印機就可以自動打印模型。整個打印過程自動化很強，無需工作人員值守，對比傳統的制造流程，人工成本得到大幅度的降低。

(二)打破傳統設計的思維局限性

3D打印技術具有一體成型的特點，可以制造很多復雜結構的產品，同時也大大增加了制作可能性，設計師利用計算機在三維軟件當中做出完整模型，要保證模型不能出現破損等問題，利用STL文件格式導出，有打印機文件輸出。3D打印的產品都不是實心的，主要是由三角形推擠成的蜂窩狀，三角形的面積比較小，因此打印出來的物體就會更加精細。因此利用簡單的方式可以實現復雜的造型和結構，如果沒有條件限制，那么就可以充分發揮出設計師對于產品形態的想象，這些都是傳統手工藝技術無法實現的。

(三)縮短了產品的成型周期

人們的消費水平越來越高，因此產品更新速度也越來越快，這樣才可以更好的使用市場，針對傳統的產品制作模式，在產品的設計到上市過程是比較復雜和繁瑣的，確定了設計方案之后，就要制作最終的產品，制作模具的過程中會組呢宮頸癌產品成本，使產品生命周期不斷延長，同時需要主力處理產品的連接等細節問題，這些也會使產品的生產周期得到增加。科學合理的利用3D打印技術，可以幫助企業有效的縮短產品周期，這樣企業才可以占據市場更大的份額。

(四)節省了產品的研發成本

當今時代消費較為快速，因此產品也需要更加快速的更新換代，實施大規模制作，這就需要利用生產模具，但是其設計開發的成本比較高，開發模具之后，如果產品銷量比較差，那么企業就要承受很大的經濟損失。利用3D打印技術可以改變這種生產模式，利用3D打印技術開發出新的產品，并且在市場上嘗試投放，明確是否符合市場需求，以此為依據決定是否開發模具，實現產品升級和批量生產。3D打印技術和模具制作可以相互補充，將成本有效的降低，使企業生產效率得到提高，同時降低模具風險和損失。利用網絡數據傳輸的方便性，通過3D打印技術可以實現遠程數據傳輸，在異地直接打印，這樣可以減少物流的運輸費用。利用3D打印技術可以使工業設計的制造成本不斷降低，使產品設計的創意性和全面性得到提升。

(五)攻破技術難題

產品在成型過程中，因為3D打印技術具備分層制造的成型方式，因此可以實現產品造型的一體成型。很多產品的造型比較負責，無需再實施開模和組裝，制作工藝也不會限制設計師的創意思維，促進藝術創作的發展，使作品造型更加美觀和多樣。

在修復舊物的過程中，一些零配件生產周期比加長，也存在較大的工作難度，在大型工業設備當中，常用零件的使用頻率比較高，因此也很容易被損壞，這樣一來工作進度就會由此受到影響。利用3D打印技術，計算機軟件結合實際存儲，確定數字模型，再利用金屬材料打印出零配件，這些零配件具有很高的強度和尺寸匹配，同時也可以進行替換，促使工作正常的進行下去。

三、3D打印技術在產品設計中的發展

(一)更多的材料選擇

當前3D打印技術普遍利用塑料打印材料熔融沉積成型技術，因此市場上產品非常豐富，因此不會單純利用塑膠，金屬也是應用最廣泛的產品材質。金屬3D打印機的價格比較高，因此產品后續處理過程也非常繁復，因此不適于中小企業引入。引進當今3D打印行業的最后總是的發展方向就是實現金屬3D打印的普及化。

(二)更快打印速度

3D打印技術需要更快打印速度，雖然3D打印技術可以節省企業大量的成本和實踐，但是很多企業仍舊希望3D打印技術進一步提高打印速度，這樣企業才可以更快的制作的制作產品樣板，國內外3D打印研發團隊提升3D打印速度，未來3D打印可以在十分鐘之內完成打印工作，加強銷售模式。

(三)提高打印質量

3D打印的打印質量有待提高，但是當前3D打印仍舊廣泛利用FDM技術，通過層層堆積原理制作出來，因此在表面可能會出現絲狀紋理。因此很多科學家開始利用軟件算法，對于材料表面實施二次光滑處理，在未來發展過程中，3D打印制作出來的3D打印模型會呈現出更高的精度。

四、結束語

在產品設計方面利用3D打印技術，可以使產品開發環節不斷縮短，將工作效率和質量不斷得到提高。但是3D打印技術也存在一定的不足，需要不斷探索和研究，改善存在的弊端。更好的利用3D打印技術，提高企業設計和圣餐效率，使企業競爭力由此得到提高。

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