3D打印在產(chǎn)品設(shè)計中的應用分析

熊孟瑛璟

引 言

近年來，伴隨著國家各方面政策和方針，國內(nèi)3D打印發(fā)展速度表現(xiàn)迅猛，技術(shù)提升的過程，意味著3D打印的運用更加廣泛。通過可粘合材料進行立體打印，已經(jīng)能夠做到3D打印制作機器人、或者各種模型的水準。在現(xiàn)實的應用過程當中也越來越被重視。它通過簡約的制作方式，幫助設(shè)計師完成豐富的靈感設(shè)計，也成為了個人靈感表現(xiàn)和私人定制潮流下的優(yōu)選之一。3D打印將會影響生產(chǎn)方式，影響生產(chǎn)技術(shù)，乃至于推動全新的技術(shù)革命。因而，作為3D打印工程的建設(shè)，要考慮到技術(shù)在各個領(lǐng)域的廣泛運用，用3D打印技術(shù)造福更多人民群眾。因此需要3D打印技術(shù)應用人員巧思多思，為3D打印技術(shù)開拓更加寬廣的發(fā)展道路和發(fā)展方向。

一、3D打印的主要優(yōu)勢

雖然我國的經(jīng)濟不斷發(fā)展和生產(chǎn)制造業(yè)技術(shù)逐步成熟，但是就目前我國設(shè)計過程來說，當中仍然存在很大一部分產(chǎn)品制造的技術(shù)問題，對于傳統(tǒng)制造業(yè)來說，產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展最大的限制就是無法滿足設(shè)計好的產(chǎn)品進行制造的技術(shù)需求。長期以來，生產(chǎn)技術(shù)水平缺乏問題和高精尖產(chǎn)品生產(chǎn)之間的矛盾日益增加，導致了企業(yè)發(fā)展難，發(fā)展慢，發(fā)展成本高，發(fā)展代價大。同時，由于技術(shù)落后，有限的資源可能也不能得到充分的利用或利用效率低。利用現(xiàn)有的技術(shù)提高資源利用率，是提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展技術(shù)、促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展、加強產(chǎn)業(yè)建設(shè)、推動產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

在3D打印技術(shù)出現(xiàn)后，它為產(chǎn)品設(shè)計的實現(xiàn)提供了更加豐富的可能性。以傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)很難達到的精密制造在3D打印出現(xiàn)后有了新的解決途徑。設(shè)計師通過已有的3D建模，導入到3D打印機器當中，就可以進行制作。免去了諸多溝通環(huán)節(jié)的同時，不需要再考慮制作人員的技術(shù)能否滿足的問題，為多樣化的設(shè)計和產(chǎn)品的未來發(fā)展創(chuàng)造了全新的實現(xiàn)渠道。

其次，現(xiàn)代社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，人們都希望以更快的速度得到預定的產(chǎn)品。但傳統(tǒng)手工制造過程較長，制作速度較慢，無法更好地滿足顧客的快速性需求，而3D打印很好地解決了這一問題。以一只簡單的馬克杯為例，傳統(tǒng)制造業(yè)想要制作一批馬克杯，需要經(jīng)過設(shè)計、可行性分析、工廠建模、開樣、上色、燒制等步驟，制作周期約在半個月到二十天左右。而3D打印的速度則遠遠高于傳統(tǒng)制造業(yè)，只需要設(shè)計師完成基礎(chǔ)設(shè)計，即可投入生產(chǎn)。產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短后，會更加容易獲得顧客的青睞，幫助企業(yè)獲得更高的利潤。

同時，由于3D打印技術(shù)的方便性，在當今顧客產(chǎn)品需求多樣化的社會下，更容易開展針對個人特殊需求的私人定制。滿足生產(chǎn)生活的全新需要。

尤其是在產(chǎn)品設(shè)計方面，以往的設(shè)計師在設(shè)計過程當中，需要考慮到產(chǎn)品執(zhí)行生產(chǎn)的問題，它為設(shè)計師的靈感帶來更高的自由度和全新的動力，每一樣天馬行空的設(shè)計都能通過3D打印技術(shù)變成現(xiàn)實存在的作品。

最后，3D打印技術(shù)大大降低了生產(chǎn)成本，以剛剛的馬克杯生產(chǎn)為例，每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有其固定成本，并且在生產(chǎn)運輸過程當中也會出現(xiàn)材料的損耗問題。這些都是傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)過程當中不可免去的成本，但是3D打印技術(shù)優(yōu)秀地解決了這一問題，只需要系統(tǒng)建模，不需要其他生產(chǎn)過程，大大降低了在生產(chǎn)過程當中所必須的成本。在全國快遞、異地銷售的今天，3D打印技術(shù)免去了運輸過程當中出現(xiàn)的產(chǎn)品損耗，可以直接在訂貨地進行生產(chǎn)，而只需要一份電子建模和一臺3D打印機器。很大一部分程度上為企業(yè)減少了成本消耗和運營風險。

二、3D打印技術(shù)在生產(chǎn)生活中的廣泛應用

在現(xiàn)代制造業(yè)當中，3D打印由于其自身的便捷性和精確性，為各行各業(yè)都提供了全新的發(fā)展可能性。它為更多行業(yè)都提供了全新的發(fā)展方向，如果3D打印技術(shù)未來能夠真正運用到每一個行業(yè)當中，必將掀起產(chǎn)業(yè)革命的浪潮。

以醫(yī)學領(lǐng)域為例，已經(jīng)開設(shè)在醫(yī)學領(lǐng)域引入3D打印技術(shù)，通過3D打印來打印在醫(yī)療過程當中所缺少的假牙、義肢等。由于3D打印的快捷性和可定制性，所制造的假牙、義肢更加符合患者的個體情況，出現(xiàn)的排異反應較小。在未來的醫(yī)療發(fā)展過程當中3D打印技術(shù)可能將運用到打印人體組織上，減少人體組織受傷摘除的困難，甚至可能將運用到器官再造方面，這對廣大患者來說，無疑是一種福音。

在機械生產(chǎn)制造業(yè)上，3D打印也貢獻了一份自己的力量。傳統(tǒng)的機械制造業(yè)在制造全新機械時，需要對每一個零部件反復進行打磨，保障生產(chǎn)機械的精確性，同時在生產(chǎn)過程當中還要熟悉材料性質(zhì)，避免生產(chǎn)當中可能出現(xiàn)的錯誤和生產(chǎn)材料不熟悉而導致的生產(chǎn)風險。而在生產(chǎn)過程當中完全避免了這一問題。可以用各種材料進行3D打印，更加優(yōu)化產(chǎn)品的生產(chǎn)，節(jié)約資源的同時更加安全和高效。

在個人制造上，它可以更加方便人們的需求，讓許多普通人群能夠進行自己的創(chuàng)造和設(shè)計。通過3D打印廠家和顧客直接聯(lián)合，滿足顧客對自己所需要產(chǎn)品的好奇心和生產(chǎn)力，為更加豐富的私人定制創(chuàng)造了可能性。也為許多個人的小發(fā)明、小創(chuàng)造奠定了可能。

從長期的產(chǎn)品生產(chǎn)和社會發(fā)展來看，3D打印有著較廣泛的發(fā)展前景和相關(guān)的應用途徑。3D打印技術(shù)的發(fā)展將會是推動產(chǎn)品設(shè)計模式發(fā)生變革的重要力量，將會為各行各業(yè)的創(chuàng)新改革添磚加瓦。

三、3D打印當中存在的不足

3D打印技術(shù)正處在一個不斷發(fā)展的階段當中，但是由于其本身又存在先天性不足的問題：材料、生產(chǎn)、速度、技術(shù)的每一個環(huán)節(jié)都造成了3D打印技術(shù)在實際生活當中應用出現(xiàn)的困難。

3D打印的技術(shù)應用建設(shè)要求做材料的應用工作，但是其中耗費的資金是巨大的，它相比一般生產(chǎn)過程當中已經(jīng)具備的技術(shù)和生產(chǎn)儀器來說，技術(shù)尚未成熟、儀器尚未普及、使用的材料價格遠遠高于普通材料價格。對于一般產(chǎn)品來說，3D打印技術(shù)的使用反而會極大程度地增加生產(chǎn)的成本，降低生產(chǎn)的速度和效率，產(chǎn)生一系列不必要的花費。因此就目前情況而言，以3D打印技術(shù)的綜合生產(chǎn)成本來看，3D打印還無法運用到各行各業(yè)當中去，僅能運用在一些高端產(chǎn)品的制造過程當中。

再加之現(xiàn)在3D打印技術(shù)尚未成熟，用3D打印技術(shù)制作的產(chǎn)品相對來說精細度不夠，尚且不能滿足高精尖生產(chǎn)當中的細微操作，對于細微零件的制作尚且不能勝任，這在具體的生產(chǎn)過程當中都是要逐步解決的問題。

在一項技術(shù)的發(fā)展過程當中，一定要進行綜合性質(zhì)的評估。目前不能忽視3D打印技術(shù)是未來技術(shù)研究發(fā)展的目標，但是在技術(shù)發(fā)展過程當中不光要看到3D打印好處，更要及時修正它存在的問題，讓3D打印技術(shù)能夠在更多的領(lǐng)域普遍化應用。

不可忽視的是，在目前的3D打印技術(shù)運用過程當中受到3D打印儀器大小的限制，目前能夠制作的產(chǎn)品體積都相對較小，根本無法滿足大型產(chǎn)品的生產(chǎn)工作。如果3D打印技術(shù)只能停留在實驗室內(nèi)，那么它所能夠起到的作用就是非常有限的。

3D打印技術(shù)并不是幾個人、幾部機器就能完成的工程，其具有很高的系統(tǒng)性和復雜性。想要順利地進行3D打印技術(shù)的建設(shè)，離不開有關(guān)部門的領(lǐng)導與支持。政府有關(guān)部門應當發(fā)揮引導作用，圍繞本地發(fā)展的具體情況，積極支持3D打印技術(shù)工程的建設(shè)與實施。在政策和經(jīng)濟條件允許的情況下，給予3D打印技術(shù)建設(shè)工程一定范圍的支持，有關(guān)部門一定要發(fā)揮政府信息優(yōu)勢，深入了解統(tǒng)計當?shù)仄髽I(yè)生產(chǎn)發(fā)展的具體情況，為3D打印技術(shù)的進一步發(fā)展指明方向。

3D打印技術(shù)的發(fā)展并不僅僅是為了某一個人、某一個地區(qū)，它對我國的生產(chǎn)建設(shè)、科技發(fā)展都具有十分重要的意義。

結(jié) 論

總而言之，3D打印技術(shù)在設(shè)計領(lǐng)域已經(jīng)開始運用了，它為諸多的設(shè)計師和產(chǎn)品制造業(yè)都發(fā)揮出了自己的力量。在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域，3D打印技術(shù)就為設(shè)計師創(chuàng)造了更多靈感變?yōu)楝F(xiàn)實的機會，讓創(chuàng)意設(shè)計更加豐富；在產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)也為未來的生產(chǎn)發(fā)展打開了一扇門，更輕巧更方便的產(chǎn)品制作讓現(xiàn)代制造業(yè)看到了全新的希望。不止如此3D打印技術(shù)在許多行業(yè)都能得到應用，這對于未來的發(fā)展來說是非常重要的。但是，目前也并不能忽視3D打印技術(shù)當中還存在的技術(shù)缺陷，對于生產(chǎn)成本、生產(chǎn)體積、生產(chǎn)速度都要進行改進，只有不斷完善3D打印技術(shù)，讓技術(shù)不斷成熟，才能發(fā)揮它更強的生命力。