3D打印與社會生產的關系

沈禹含

摘 要：3D打印又稱為“增材制造”技術，是現如今飛速發展和極為流行的一種生產方式之一。3D打印技術，毋庸置疑，已成為可預見的未來的核心技術革命之一，其發展之勢如日中天，是一種新興的快速成型技術，一直以來受到了社會及世界各國廣泛的關注。3D打印技術的成熟度及性能不斷的提升，精度和速度不斷提高，使3D打印可以縮短新產品研制周期，降低了產品研發和制造成本，3D打印技術也將被推向更高的層面。傳統的產品設計是建立在工業革命以來所形成的大批量生產方式之上的，這意味著消費者的差異性在設計過程中難以體現。未來的3D打印技術可以讓設計師自行制造設計作品，然后通過傳統渠道或者網絡平臺進行銷售。隨著3D打印技術的日趨成熟，獨立設計師對于傳統加工業的依賴性將越來越小。

關鍵詞：3D打印;發展前景;設計研發;獨立

一、引言

近年來，3D打印技術獲得迅速的發展，并受到世界各國的廣泛關注和應用。美國科學家將3D打印產業列為美國十大增長最快的工業之一，更有的甚至期望3D打印這種神奇的技術能帶來第三次工業革命的熱潮。當3D打印產業化之后，將成為一種基礎的、成本更低、研發周期更短的生產方式，必將使社會制造業的迅猛崛起，引領第三次工業革命的到來。

二、3D打印的概念

3D打印，又叫做快速成型、“增材制造”技術，以經過智能化處理后的3D數字模型文件為基礎，通過逐層增加材料的方式來構造任意形狀的3D實體形狀。通俗的講就是將計算機設計的立體圖形一層一層的打印出來，疊加在一起，變成立體實物的過程。

3D打印最初的技術起源于20世紀80年代美國軍方的快速成形技術，通過電腦創建的三維設計圖將材料分層“打印”疊加，最終整體成形。3D打印機的出現是對生產方式的一個革新，使設計師與產品之間建立了直接聯系。一方面保證了設計者的想法、創意能夠原汁原味的體現出來，另一方面可以大大降低制作成本，而隨著科技的不斷進步，3D打印機用于大規模制造變為可能。就目前而言，3D打印機主要被應用在醫療行業、科學研究、產品原型、文物保護、建筑設計、食品產業、飛機制造業、汽車制造業、配件飾品等領域。

三、我國的3D打印技術發展現狀及前景分析

（一）我國的3D打印技術的發展現狀

我國3D打印技術發展與發達的國家相比較，在技術標準、水平、產業規模等方面還存在很多有待改善和發展的地方，但經過多年的發展，若干很關鍵的技術得到了重要的突破，產業發展開始起步，形成了小規模產業市場，并在多個領域有了較為成熟的應用和發展，為下一步發展奠定了良好的基礎。盡管如此，國內3D打印技術的推廣與應用尚在起步階段，無論是工業應用，還是個人消費領域都存在廣闊的發展前景。對于工業領域而言，國內在激光術方面的技術具有一定優勢，這有助于在以激光燒結為成型技術的3D打印設備制造和打印服務領域進行發展。對于個人消費領域，應用的推廣速度絕大部分取決于對于3D打印這一技術認知的提高，在普通大眾面前的普及程度，以及相關輔助平臺，如軟件設計、制作文件庫和模型庫的發展等。

目前，3D打印與傳統的制造技術形成互補。相較于傳統生產方式，3D打印技術的確是重大的變革，但目前和近中期還不具備推動第三次工業革命的本領，也不會是傳統制造業的終結者。當前的3D打印技術在復雜構件、新產品開發、協同制造和實現創意方面較有優勢，最理想的應用是在個性化或者定制化的領域。因此，近中期還不可能完全替代傳統的制造技術，應該是優勢互補。3D打印機的出現是對生產方式的一個革新，使設計師與產品之間建立了直接聯系。

（二）我國的3D打印技術的前景分析

隨著工業現代化的不斷發展，傳統的加工工藝已無法滿足現代工業部件的加工需求，許多異形結構利用傳統加工很難加工或根本不能加工。因此，3D打印機應運而生。傳統的工業產品開發，往往是先開模具，然后再做手板，而運用3D打印技術，無需開模，可以把制造時間減少，費用降低，對成本更好的控制。而一些好的設計理念，無論其結構和工藝多么復雜，均可利用3D打印技術，短時間內制造出來，工業設計師新的設計造型觀必將隨著時代、科技和人文藝術的發展而更新。現在，設計師和工業生產是分離開的，設計師的很多想法，很多創意，都停留在設計圖紙、數字模型上，大部分的設計需要到工廠找師傅幫忙加工生產，在交流和溝通上都有著很多不必要的麻煩和障礙，也耽誤了不少生產時間。隨著3D打印技術的發展與應用，產品的生產方式已不再成為設計師想象力的束縛。設計師能夠專注于產品形態創意和功能創新，即所謂“設計即生產”。外觀再復雜的產品都能通過3D打印機打印出來，且渾然一體，從而極大地促進了產品的創新設計，并有效改善工業設計能力薄弱的問題。

3D打印技術是一種生產方式，只能代替原來工業生產、手工藝生產及傳統工藝中的某一環節，是可以改善和提高生產效率，降低人員消耗和時間成本的有效途徑。

英國《經濟學人》雜志在《第三次工業革命》一文中，將“3D打印技術作為第三次工業革命的重要標志之一”。這充分可以看出3D打印機將來不是要取代某一個制造業，而是要取代幾乎所有的制造業。當3D打印機可以成為人手一臺的工具的時候，人人都可以成為一個設計師，都可以將自己大腦中的想法，自己的創意通過打印機快速實現出來。甚至可以用它來改善一下我們生活中一些不便，以往家中的東西壞了或者丟了，大家的想法都是從哪里可以修補或者在哪里可以買一個。然而，當3D打印技術更為普及的時候，大家想到的不再是去買、去修，而是利用3D打印機打印一個。未來你想要什么，只需下載圖紙，按一下‘打印鍵，就可以去喝咖啡聽音樂了，剩下的所有事，請統統交給打印機。3D打印機的未來或將無所不能，只需要一個想法，一些材料，一臺3D打印機，就能將腦中的一切轉變為實體

四、3D打印未來的發展趨勢和特點

3D打印目前為以后的發展奠定下來扎實的基礎，并且現在發展前景很明朗，目標也很明確。

3D打印規模化發展仍需要很長的階段。因為雖然3D打印機的用途很廣，但是目前還處于概念設計階段。3D打印技術的產業化主要體現在先進材料的突破、生產成本的降低、工藝的完善及應用規模的擴大。3D打印產業發展快速，預計通過5到8年左右時間將實現規模化發展。雖然我國的3D打印技術已經取得了長足的進步，但還主要停留在設計和樣機開發階段，尚未實現規模化生產。

3D打印個人消費將成為一大亮點和特色。想象力有多大，3D打印的用途就有多廣。3D打印技術會像電腦、網絡進入普通家庭一樣，價格越來越便宜，性能卻越來越卓越，將融入我們的生活甚至改變我們的生活。每一個人都可以通過打印機來實現自己的想法，每一個人的不同需求，都能通過3D打印得到滿足，人們的生活方式將被徹底改變。同時，個性化設計即將成為一種時尚。千篇一律的產品設計，已經無法滿足人們的個性化需求。而3D打印的出現，滿足了人人可以創造個性化產品的需求。例如，鞋的尺碼是這一設計方式的典型體現：以往的設計模式是讓消費者千變萬化的腳型與運動習慣去適應有限的尺碼與型號，而3D打印技術則可根據消費者個人腳型、運動習慣設計出與其完全匹配的產品。3D打印技術使產品的個性化設計與生產成為可能。消費者可根據自身條件、喜好甚至不同的產品使用情景自行進行設計與生產。利用3D打印技術可以實現產品的量身定做，真正實現以人為本。在3D打印的大潮之下，個性化的定制產品將成為主流，將會帶動個性化消費時代的來臨。

3D打印有著巨大的帶動效應，將促進全產業鏈的“爆發式”增長。3D打印產業鏈可以分為上游的材料制造、中游的3D打印設備制造以及下游的相關應用軟件和服務。生活當中絕大部分消費品都可以使用3D打印來制造，按制造業行業劃分，可分為文教體育用品、工藝美術品、紡織服裝、鞋、帽、皮革、羽絨、化學纖維、橡膠制品、塑料制品、非金屬礦物制品、家具制品制造等，這將是一個巨大的產業。

五、結語

未來的3D打印技術不僅從根本上改變了延續近百年的現代制造業模式，也從深層影響了設計領域的方方面面。未來的設計師將不會再把自己的想象力固封在產品加工工藝的牢籠中，設計師的想象力與創造力會得到空前的激發。獨立設計師可依靠3D打印技術將自己的創意變成真實的產品，從而催生大量獨立設計師及設計品牌。設計的社會化趨勢將會打破以往設計組織的僵硬的結構劃分，消費者獲得了自己設計、生產產品的權力。

參考文獻：

[1]王雪瑩.3D打印技術與產業的發展及前景分析[J].中國高新技術企業（中旬刊），2012（9）.

[2]邵宇.3D打印技術的發展與產品設計民主化[J].工業設計，2013（3）.

[3]張楠，李飛.3D打印技術的發展與應用對未來產品設計的影響[J].機械設計，2013（7）.

[4]王燦才.3D打印的發展現狀分析[J].絲網印刷，2012（9）.