數(shù)字化3D打印對汽車外觀造型設(shè)計(jì)的影響

孫宇潔

摘 要：現(xiàn)階段數(shù)字化3D打印技術(shù)的應(yīng)用對于多個領(lǐng)域的設(shè)計(jì)提供了更加有力的技術(shù)保障，3D打印技術(shù)的應(yīng)用能夠打破傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中存在的局限性，在汽車外觀造型設(shè)計(jì)中，應(yīng)用3D打印技術(shù)為設(shè)計(jì)師提供了能夠充分發(fā)揮靈感的技術(shù)支持，本文以數(shù)字3D打印技術(shù)對汽車外觀造型設(shè)計(jì)影響為核心，首先簡述3D打印技術(shù)以及其特征，然后分析數(shù)字化3D打印對汽車外觀造型設(shè)計(jì)的影響。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化3D打印技術(shù);汽車外觀造型設(shè)計(jì);影響

引言

在汽車外觀造型設(shè)計(jì)中應(yīng)用數(shù)字化3D打印技術(shù)前需要進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)，通過對自然素材的發(fā)現(xiàn)，融入靈感，設(shè)計(jì)出打破傳統(tǒng)的產(chǎn)品。數(shù)字化3D打印技術(shù)在汽車外觀中的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)和藝術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)有機(jī)設(shè)計(jì)的實(shí)施，并通過仿生設(shè)計(jì)展現(xiàn)生態(tài)之美，使汽車外觀造型的設(shè)計(jì)向多元化方向發(fā)展。

1 3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)屬于是一種快速成型新技術(shù)，是以數(shù)字模型文件作為基礎(chǔ)，通過粉末狀的塑料或者金屬等具有粘合性的材料，經(jīng)過堆疊累積方式構(gòu)造物體的新型技術(shù)，在以往被應(yīng)用與工業(yè)設(shè)計(jì)和模具制造等領(lǐng)域，現(xiàn)階段，隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在部分產(chǎn)品直接制造領(lǐng)域，尤其是在例如牙齒、髖關(guān)節(jié)、飛機(jī)零件等高價(jià)值應(yīng)用已經(jīng)使用3D打印技術(shù)制造出部分零部件。傳統(tǒng)的產(chǎn)品制造是在毛坯件基礎(chǔ)上減少材料，而3D打印技術(shù)是通過增加材料實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的，是現(xiàn)階段一種新興的快速成型技術(shù)。首先通過制圖軟件對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、3D建模，將設(shè)計(jì)模型信息傳輸?shù)?D打印機(jī)軟件中，在進(jìn)行數(shù)字模型識別后，3D打印機(jī)按照模型各層次面積形狀應(yīng)用金屬或者塑料進(jìn)行分層打印。3D打印技術(shù)的產(chǎn)生以及應(yīng)用為多個行業(yè)的發(fā)展提供了新方向[1]。

2 3D打印技術(shù)特征

3D打印技術(shù)能夠使用較低的成本進(jìn)行較為復(fù)雜物品的打印制造，通過應(yīng)用3D打印技術(shù)，工業(yè)可以不應(yīng)用模具、機(jī)械設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，有效降低了少量生產(chǎn)、樣品試制的成本和生產(chǎn)周期，推動個性化和新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)和普及。同時應(yīng)用3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)短周期、高精度的產(chǎn)品生產(chǎn)。因?yàn)?D打印技術(shù)不需要進(jìn)行開模流程，有效縮減了作業(yè)的時間，減少委外加工，提升核心數(shù)據(jù)安全，降低多次加工所產(chǎn)生的誤差，實(shí)現(xiàn)高精度、短周期生產(chǎn)。另外3D打印技術(shù)具有良好的操作性，采用傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)方式需要大量經(jīng)驗(yàn)豐富的技工操作機(jī)械，雖然在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用信息化技術(shù)但也需要人工進(jìn)行控制。而通過3D打印技術(shù)只需要通過建模軟件設(shè)計(jì)將源文件導(dǎo)入打印機(jī)中即可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)[2]。

3數(shù)字化3D打印對汽車外觀造型設(shè)計(jì)的影響

3.1形式與功能、藝術(shù)與技術(shù)完美融合

3D打印技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用，使人們實(shí)現(xiàn)了形式與功能的統(tǒng)一，對于汽車外觀造型設(shè)計(jì)而言，在3D打印技術(shù)產(chǎn)生以前，設(shè)計(jì)師對于汽車外觀造型的設(shè)計(jì)完全是依靠機(jī)械制造行業(yè)技術(shù)、材質(zhì)、工藝等方面。而3D打印技術(shù)為設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)保障，即使是超乎現(xiàn)實(shí)、天馬行空的設(shè)計(jì)也可以應(yīng)用3D打印技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。另外隨著科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的審美也在發(fā)生著變化，傳統(tǒng)的汽車外觀造型設(shè)計(jì)已經(jīng)無法充分滿足人們需求。因此，需要通過3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)外觀設(shè)計(jì)多元化發(fā)展，關(guān)于功能、審美、環(huán)保、工藝等方面要素都能夠得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)形式與功能、藝術(shù)與技術(shù)完美融合。

3.2有機(jī)設(shè)計(jì)理念初步實(shí)施

“有機(jī)設(shè)計(jì)”指的是由客觀現(xiàn)實(shí)而形成的一種設(shè)計(jì)方式。在3D打印技術(shù)前，自然界中所存在的不可思議形象人們很難加以利用和模仿，依靠當(dāng)前的機(jī)械設(shè)備人們難以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，因此，有機(jī)設(shè)計(jì)理念一直處于人們的空想思維中。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對自然的探索和挖掘，人們總結(jié)出很多規(guī)律、定理和算法。3D打印技術(shù)的應(yīng)用更進(jìn)一步推動了人們對自然的事物模擬，促使“有機(jī)設(shè)計(jì)”理念加以有效實(shí)施與運(yùn)行。在現(xiàn)階段的造型設(shè)計(jì)方面，一般為建筑設(shè)計(jì)行業(yè)應(yīng)用“有機(jī)設(shè)計(jì)”較為常見，例如模仿自然形狀和原生曲線的建筑，對于建筑的設(shè)計(jì)不再是有棱有角。在信息工業(yè)階段，汽車設(shè)計(jì)行業(yè)通過將3D打印技術(shù)和有機(jī)設(shè)計(jì)相互結(jié)合實(shí)際，形成很多融合了工藝、環(huán)保、原生態(tài)藝術(shù)設(shè)計(jì)，比如寶馬的概念超跑I8，這款車的外觀造型設(shè)計(jì)源自于蟬翼，通過這種方式設(shè)計(jì)減少車輛本身的接縫拼裝，減少風(fēng)阻系數(shù)，同時能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保與降低消耗。

3.3仿生設(shè)計(jì)生態(tài)之美

現(xiàn)階段發(fā)展中國家與發(fā)達(dá)國家對于設(shè)計(jì)水平的差距主要表現(xiàn)在對自然的觀察和分析提煉能力上。這里所說的設(shè)計(jì)，指的是對生態(tài)自然中的事物進(jìn)行觀察，在其中獲取素材，經(jīng)過人們理性化的設(shè)計(jì)和創(chuàng)作，利用工業(yè)材料進(jìn)行加工和制造。在3D打印技術(shù)產(chǎn)生后，設(shè)計(jì)通過捕捉自然素材融入靈感，創(chuàng)作草圖，確定初步方案后，通過3D打印技術(shù)對創(chuàng)作產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、線條等基本要素進(jìn)行觀察，確保其能夠表現(xiàn)出原生態(tài)與曲線的美感。現(xiàn)階段對于3D打印技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為連接科學(xué)計(jì)算和自然世界的橋梁，對于汽車外觀造型設(shè)計(jì)發(fā)揮著積極作用[3]。

3.4生成設(shè)計(jì)數(shù)字創(chuàng)新

就概念而言，生成設(shè)計(jì)是建立在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上所形成的新型設(shè)計(jì)方法，通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)的程序進(jìn)行操作，利用其演變過程中進(jìn)行的運(yùn)算和快速總結(jié)形成的某一種運(yùn)算規(guī)律，從中得到具備可能性和可行性答案，需要在設(shè)計(jì)中從大量方案中選擇最為合理的結(jié)果應(yīng)用3D打印技術(shù)生產(chǎn)。現(xiàn)階段采用這種最多進(jìn)行設(shè)計(jì)的領(lǐng)域是服裝設(shè)計(jì)，在本世紀(jì)初英國的設(shè)計(jì)學(xué)院就曾應(yīng)用3D打印技術(shù)生產(chǎn)了一雙時裝鞋，在生產(chǎn)的過程中沒有應(yīng)用膠水和其他黏粘工具，通過應(yīng)用高分子材料根據(jù)計(jì)算法則，在確定設(shè)計(jì)方案后投入生產(chǎn)，對鞋子外觀和造型進(jìn)行優(yōu)化。在汽車外觀設(shè)計(jì)領(lǐng)域通過應(yīng)用數(shù)字3D打印技術(shù)不僅能夠打破人們現(xiàn)有設(shè)計(jì)的固有思維模式，通過為汽車外觀造型設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來了更多的可能。數(shù)字化3D打印技術(shù)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的工具和表達(dá)手段，不僅能夠有效滿足現(xiàn)代人們對于汽車外觀造型多樣的追求，同時能夠打破技術(shù)難度與成本因素造成的約束，促使人們能夠保持自由的態(tài)度實(shí)現(xiàn)或超越內(nèi)心中關(guān)于不規(guī)則、錯位、折疊、不對稱以及扭曲數(shù)字網(wǎng)絡(luò)背景下經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)代語言。

總結(jié)

綜上所述，在汽車外觀造型設(shè)計(jì)中應(yīng)用數(shù)字化3D打印技術(shù)，能夠使設(shè)計(jì)師在外觀設(shè)計(jì)中加入更加大膽的想法，并應(yīng)用該技術(shù)滿足不同人群對于汽車外觀造型的需求。現(xiàn)階段3D打印技術(shù)在汽車外觀造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還處于初始階段，需要相關(guān)的人員加強(qiáng)對該技術(shù)的應(yīng)用探索，實(shí)現(xiàn)外觀造型設(shè)計(jì)向多樣化、多元化、創(chuàng)新化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]周濤.3D打印技術(shù)在汽車造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)， 2017（19）：122-123.

[2]趙淑影.3D打印技術(shù)對汽車外觀造型設(shè)計(jì)的影響[J].汽車與駕駛維修（維修版）， 2017（05）：145-145.

（吉林大學(xué)藝術(shù)學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)）