3D打印在創意設計中的有效應用

王志祥

摘要：作為一種快速成型的新型技術，3D打印技術的突破性無疑是非常巨大的。對于創新設計來說，其本身對于設計時間、設計結構、產品成型以及材料的塑造性要求較高，而3D打印技術正好具備較高的時效性和塑造性，而且能夠讓產品更具個性，這些特征都符合創新設計的設計要求以及設計理念。3D打印技術的應用不僅僅降低了產品設計和生產成本，而且極大的壓縮了成品的生產時間，而且還提高了產品的穩定性和耐用性。筆者根據相關文獻，對3D打印技術進行討論，并探討其在創意設計中的應用。

關鍵詞：3D打印；創意設計；應用

3D打印技術的出現對于創意設計領域來說有著較大的現實意義，可以說3D打印直接改變了產品的設計路徑以及生產方式。相較于傳統的創意設計，3D打印本身具有成型快，易塑造，規模小，成本低以及操作便利等諸多優勢，而且能夠進行個性化的定制生產，這些特性與創新設計的契合度是非常高的，因此3D打印也在創新設計領域得到了深度應用。而3D打印本身也改變了設計者的設計思路，改變了產品的設計路徑，讓創新設計有了新的特性。

1 3D打印技術概述

3D打印技術是一種典型的快速成型技術，本身是建立在計算機技術和數字模型基礎之上的，并且通過可粘合材料等來進行逐層打印的方式來進行標的物的制作。對于3D打印來說，其本身由FDM、SLS、LENS、3DP、LOM以及SLA幾種成熟工藝。[1]筆者根據其自身特點，選取FDM、SLS以及LOM這幾種較為典型的打印技術進行講解。

1.1 FDM（Fused Deposition Modeling）

該技術主要是通過對熱熔材料的融化噴覆來進行產品的制作設計，并通過層層熱熔冷卻覆蓋來制作最終成品。在進行實際的設計使用時，FDM會先構建基礎實物模型，進行輪廓打印，在輪廓打印之后再利用其打印頭來進行后續填充。對于FDM技術來說，其本身的精確度并沒有其他幾種3D打印技術高，因為其本身是采取的熔融沉積模式，因此在實際操作時，會因為一些特殊金屬材料的特殊屬性以及熱熔金屬的冷卻性質和冷卻時間等造成邊緣沉積，并最終出現條紋效果。

1.2 LOM

LOM技術也是通過基礎的數字模型文件，將單體打印材料進行三維實體轉變，并且通過數據指令將這些三維實體進行切割成型。[2]對三維實體的外形進行最終打印，并且通過逐層切割打印來將這些單個三維實體進行按壓融合，并且形成最終的模型產品。

1.3 SLS（Selecting Laser Sintering）

SLS技術是一種激光燒結技術，是以計算機控制為手段，以數據模型為基礎，利用激光燒結來進行的3D打印。[3]不同于FDM以及LOM技術，SLS本身對于材料的要求并不高，類似于金屬粉、TPU以及尼龍等材料，這些都能夠用于產品制作，因此其使用的范圍也最廣泛，而成型材料的寬泛也是SLS最大的優勢。設計師在進行產品設計時能夠選取更多的材料，例如對于一些輪廓復雜的產品，就可以選擇相對柔軟的TPU，而對于一些藝術品來說，則可以選擇金屬粉等堅硬的材料。[4]

2 3D打印在創意設計中的應用

2.1 3D打印技術與創意設計理念的融合

創新設計本身對于創新個性化、特色化的要求較高，并且十分注重產品的差異化。但是，傳統的產品設計往往會因為追求量產而忽視了產品本身的個性，許多產品都是進行批量生產的，因此也失去了產品原有的特色。而將3D打印技術進行應用，能夠強調產品的特性，強調產品的差異化，這就與創新設計的內涵和設計理念有了重合，因此3D打印技術更加符合個性化創意設計的理念，能夠滿足人們各種不同的需求。比如鞋子的設計，3D打印技術會根據人的腳型、運動習慣、心理特征等設計出不同款式和功能的鞋，這種設計更加人性化，更加貼近生活。[5]

2.2 產品造型

對于創意產品來說，造型在產品設計中占了較大的篇幅。造型設計本身就是利用線條與線條之間的碰撞，色彩和圖形的組合來制造一個沖擊力的表現形式，并且將現代技術與藝術審美結合。而3D打印技術的應用則極大的擴寬了設計師的設計思路，擺脫了傳統的設計理念以及設計模式，讓設計師從傳統造型設計中解放了出來。無論是多么復雜的造型，多么曲折的結構，都可以通過3D打印技術將其打印出來。

2.3 產品結構

作為一種典型的快速打印技術，3D打印技術本身是建立在計算機技術和數字模型基礎之上的，并且通過可粘合材料等來進行逐層打印的方式來進行標的物的制作。這也就表明了，無論是多么復雜的設計，無論是多么精細的涉及結構，3D打印都能夠完美的將這些設計進行制作，實現設計與結構與制作的一體化。對傳統產品設計來說，不僅需要對多種部件組裝，而且這種組裝產品本身的穩定性較差，質量無法得到保障。但是3D打印技術的應用能夠將產品結構進行整體把握，將設計、結構、制作融于一體，極大的推動了創新設計領域的前進。

3 結語

3D打印技術在創新設計中的應用極大的提高了創新設計的整體水平，相較于傳統的創意設計，3D打印具有成型快，易塑造，規模小，成本低以及操作便利等諸多優勢，而且能夠進行個性化的定制生產，這些特性與創新設計的契合度較高。而且，在創意設計領域，3D打印技術可以滿足個性化產品需求和實現復雜結構產品制造，這激發了設計師的創作靈感，將設計師與普通人緊密地連接在一起，為創意設計帶來新的生命力，其發展前景十分廣闊。同時，3D打印技術也存在一些設計、技術和推廣上的問題，今后，隨著這項技術的成熟與發展，必將在創意設計領域得到更加廣泛的應用。

參考文獻：

[1]張景龍，張劍波. 3D打印技術在高校創新創業教育中的應用[J]. 張家口職業技術學院學報，2016，29（04）：6063.

[2]李嵇揚.用戶體驗背景下的產品創意設計探討——以兒童3D打印義肢為例[J].中國培訓，2016（18）：2425.

[3]屠莉，奚達新. 3D打印在高校大學生中的創新教育實踐研究[J].計算機教育，2017（08）：159162.

[4]陳衛東，褚樂陽，楊麗，葉新東. 4D打印技術及其教育應用展望——兼論與“人工智能+教育”的融合[J].遠程教育雜志，2018，36（01）：2738.

[5]許力. 3D打印技術在漢字創意設計實踐中的應用[J]. 北京印刷學院學報，2016，24（01）：4445.