3D打印定制化與大學生創客

王煒

摘 要：近年來3D打印技術的快速發展以及個人 3D 打印機的普及，帶來了一波全民設計、量身定制的風潮。在 3D 打印的世界中，每個人都能成為自造者，將個人的設計理念轉化成獨一無二的實體產品。隨著3D 打印被引入高校，廣大設計專業大學生可以利用3D打印來制造定制禮品，利用所學開展創新創業活動。

關鍵詞：3D打印;定制化;大學生創客;創新創業

近年來，世界范圍內掀起一股3D打印熱潮，3D打印技術一夜之間走進了人們的視野，獲得了廣泛關注。與傳統平面打印機將油墨或碳粉印制在紙張上不同的是，3D 打印機是以計算機設計軟件制成的立體設計圖數據為基礎，通過逐層堆積的方式噴出特殊材料，“打印”出立體的實體產品。現在3D打印技術的快速發展以及個人 3D 打印機的普及，已帶來了一波全民設計、量身定制的風潮。在3D打印的世界中，每個人都能成為自造者，將個人的設計理念轉化成獨一無二的實體產品。目前，國內很多高校都引入了3D 打印技術來豐富教學，在高校產品設計專業的大學生可以利用3D打印來制造創意定制禮品，利用所學開展創新創業實踐活動。

一、3D打印技術可以滿足個性化定制的需求

（一）3D打印的特點

3D打印以“增材制造”的技術打造有別于傳統依靠模具的生產方式，擺脫了傳統制造的程序及限制，能快速又準確產出形態復雜的實體模型，實現自動化實體自由形狀制造。其技術原理包含熔融沉積成型技術、光固化立體造型技術、選擇性雷射燒結成型技術、UV固化成型技術、石膏粉末固化成型技術等。3D打印技術的最大特點是小型化和易操作，多用于商業、辦公、科研和個人工作室等環境。目前市場上的3D打印機分為工業級和桌面級兩類，其中桌面級3D打印設備適用于玩具模型、裝飾品、辦公用品以及模具行業新產品開發，工藝干凈、簡單、易于操作，可在辦公室環境下進行。

我們都知道以前制作產品程序繁多，要先將CAD圖紙交給模型工廠，通過模具去制造出模型，還要考慮組裝、焊接等一系列問題，一旦需要修改設計，就要重新開模，成本很高。另外，傳統以切割方式制作模型，會導致一些角度或是復雜的造型無法一次性制作完成，需要分件，增加了加工環節，又造成了材料的浪費。現在有了3D 打印就可以省去了制模、打模的程序，直接在3D打印機輸出數字文件，裝置好打印材料后，便可以打印出電腦中繪制的立體模型了。3D打印技術通過縮短生產流程進而縮短生產周期，在一些行業，3D打印技術已經應用在最終產品的小規模生產中。

（二）3D打印定制化

現代化的工業制造，往往為了降低成本而擴大生產規模，少量多樣的消費需求得不到重視，抹殺了個性化。這種少量多樣的產品需求量不大，但對于復雜和精準結構的要求比較高，若使用傳統方式加工，時間成本和經濟成本都非常高，而以3D打印技術為代表的桌面加工業卻可以實現我們的個性化“私人訂制”的需求。3D打印定制化具有便捷快速、高性價比的優點，大幅提高對材料和能源的使用率，降低生產成本及對環境的影響，實現零庫存。

3D打印小規模生產以金屬和塑料為主，能制作多層、復雜結構的精細產品，非常適合定制化小型文創產品的開發。目前比較常見的3D打印定制化文創產品包括模型玩具、立體照片、穿戴飾品、文具用品、手機殼、小裝飾品等等。除此之外，一些特別的“小物件”，也是“私人訂制”的一個服務方向。比如家中的某些物品因為丟失或者損壞了一個小部件而不能正常工作;與孩子一起動手制作玩具時，需要一些異形的小零件卻無處購買;晚上家里的某個家用設施出現了小故障，破損的零件暫時找不到替代品;想把自己的小創意變成實物，卻無法實現……，這些“小麻煩”可以用3D打印定制化的方式解決。

二、3D打印技術讓個人可以獨立設計制造產品

過去大多傳統產業模具都需經過鍛造、磨床、車床等繁復作工，需要各類技術工人，然而 3D打印并不需要，因為3D打印“增材制造”過程可實時的制作出復雜的立體形狀，減少了對機床操作師和高技術塑型技師的需求，哪怕只有一個人也能夠完成全部工作。另外，對于絕大多數創業者來說，前期并沒有大量資金的來源，所以要開發一款產品，開模費用、修模費用以及生產量的下限限制都會帶來不小的壓力，讓人望而卻步，不敢嘗試。如今，3D 打印具備定制化生產的能力， 可以根據要求生產的不同產品而不增加生產成本。3D 打印機印出一只玩具熊和印出一萬只玩具熊的平均單位成本一樣，不需要大規模的訂單即可生產，未來大量的私人訂制化將成為新流行。對設計者、產品開發者、消費者來說，未來設計制造的流程都將出現全新的零售和服務模式。設想一下，個人創業者依靠工作室通過3D打印去制造各式各樣的小產品，滿足消費者個性化的需求，這將帶來多少就業機會和實現多少創意構想。3D打印便利、廉價與實時性的特點，為設計師打開了設計創新的物質條件，打通了設計端與制造端的鏈條。

此外，在互聯網時代，“互聯網+3D打印”組合的新模式極大地節約了前期設計工作的時間，相應的也就減少了必要勞動人員。設計文件的網絡化傳播，不受地域和打印機類別的限制，任何符合參數要求的3D 打印機都可以打印3D 數字文件，互聯網消除了信息傳輸的物理距離。設計師可以利用云端服務系統，結合3D打印與3D掃描技術，共享數據，減少技術性操作，利用教育云平臺分享設計數據和在線協作，從而快速實現創新與設計理念。進而，由于生產過程更簡化，電腦控制的標準化數字生產過程降低了對操作員的專業要求，減少了人員交互產生的不確定性，縮短了生產時間和對設計師的要求，實現了少數人員即可完成生產活動。

3D打印技術可以根據特殊要求進行個體加工或生產， 幫助設計師實現“設計即生產”。對于設計師等行業來說，3D打印是表達設計想法的絕佳途徑。設計師可以針對私人訂制的文創產品和家用產品的配件進行創業活動。雖然目前3D打印制作過程仍然比較緩慢，但針對無需反復制造的成品，節約了鑄造模具的過程，可以直接獲得最終成品，有效壓縮生產時間。

三、大學生創客可以利用3D打印創新創業

3D 打印技術的發展與教育應用是相輔相成、相互促進的關系。3D 打印進入高校設計專業一方面可以讓學生體驗更為直觀、更為感性的認知學習方式;另一方面學生在參與設計到打印的過程中也得到動手實踐能力的提升。3D打印技術引入高校教學課堂，拓展了學生的形象思維和邏輯思維，鍛煉了學生的動手能力，增加了學生對于將設計理念轉化為實物的渴望。學生不僅夯實了專業技能，也提高了對材料、數據、軟件、噴漆著色等方面的自主學習。高校設計教學引入3D打印是適應新形勢下高等教育的必然要求。

在“大眾創業，萬眾創新”的大環境下，以創新精神為核心的“創新創業模式”已經成為中國經濟發展的全新驅動力，很多在校大學生樂于創業實踐。隨著社會創新環境的改變，職能分工的細化，個性意識的覺醒，小眾定制化的文創產品受到更多消費者的歡迎。目前，讀設計專業的大學生在校進行創業活動，會有相當一部分人考慮到把個人的小創意開發成文創產品或是為在校大學生提供私人定制禮品服務。我們知道傳統產品開發制作流程復雜，需要資金、技術、場地的支持，大學生要想實現創意是非常困難的。而3D打印技術的出現為產品的自造開發開辟了一條全新的道路，為文創產品、定制產品的開發者開啟了巨大的設計空間。

大學生創新創業可以利用學校的軟硬件資源，在老師的指導下開發3D打印定制化的文創產品。目前對于創業的大學生來講，一個好消息是私人訂制產品的低成本生產借助3D打印技術發展而成為可能，大學生可以低投入實現創新創業。在校園內，常見的商業服務模式是為大學生提供3D打印禮品的“私人訂制”服務。目標人群主要集中在校園內的大學生，制造方式為快速原型的方式，制造內容主要包含一些穿戴飾品、玩偶模型、立體照片等。另一種 3D打印商業服務模式則是透過云端科技，為不具備 3D打印設備的客戶提供代印或 3D 打印整體方案服務。現在有一部分消費者具備了設計能力或者能夠出具設計草圖，需要打印一些模型產品，但是并沒有條件去購置3D 打印設備，也沒有制造場地。針對這一類別客戶，創業的大學生可以提供完善設計，輸出模型，打磨上色，成品包裝等服務。

四、結語

3D打印解決了傳統制造對于定制化以及少量多樣的需求，能夠根據客戶的需要快速提供個性多變的產品，滿足小眾消費者的需求。隨著我國高校引入3D 打印教育設備和課程，3D 打印技術的發展與教育應用相互促進。在校園里，充滿創意想法的大學生創客，可以利用學校的教學資源學習并掌握3D打印技術開展創新創業活動，開發個性化私人訂制文創產品。

參考文獻

[1] 薛文凱，杜鶴，戴鸛融.3D打印設計教學研究與實踐，藝術工作，2017（02）：6-10.

[2] 王雪瑩.3D打印技術與產業的發展及前景分析，中國高新技術企業，2012（26）：3-5.

基金項目：文章為2016年度廣東省特色創新類項目：3D打印在動漫設計教學中的應用與探索研究的成果，項目編號：2016GXJK152;惠州學院科研創新群體培育項目，項目編號：hzu201808。