3D打印技术下产品造型设计论文

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一、3d打印技术概念及特点

3D打印技术是数字化时代的重要产物，又被称为“添加制造”（AdditiveManufacturing）技术，它是以三维数字模型文件为基础，创新性地将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透到一起，能以自身逐层添加打印的制造方式完美地实现各种材料的结合。3D打印技术自开发以来得到不断地发展，迅速被广泛应用于工业设计、建筑、军事、航天、医疗等不同领域，并取得一系列实质性的突破。3D打印技术相较于传统的大型增材制造设备来说，更加注重体现设备的小型化、智能化和个性化。3D打印技术发展到今天，已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精确分辨率，。并且适用于该技术的材料丰富，比如以生物细胞为材料，能够打印出器官、骨骼；以金属为材料，能够打印出机械零件；以沙子为材料，能够打印出建筑物；以玻璃为材料，能够打印出玻璃制品等。据不完全统计，截止到2012年年底，著名的3D打印成型公司Stratasys的产品已经发展为能支持123种不同材料进行3D打印，随着科学技术的创新和发展，这一数字将不断地被刷新。同时，在打印速度上，3D打印技术能实现垂直25.4mm/h以上。未来我们有理由相信，随着智能制造的逐渐深入发展与成熟，将会有更多新的信息技术、控制技术、材料技术等不断地投入应用，3D打印技术也会在此基础上被进一步推向更为广阔的领域。

二、3D打印技术在产品造型设计中的应用

近年来，3D打印技术在产品造型设计上应用越来越广泛，并且突破了以往单纯的常规几何形态，开始以更具创新性、类似于自然形态的精美造型出现在人们的日常生活中，以独特的制造方式和时代意义赋予我们的生活空间新的活力。比如在人们熟悉的服装领域中，著名的荷兰时装设计师IrisvanHerpen与Materialise在2013年初的巴黎时装展上合作制造的3D打印时装，给人带来强烈的视觉盛宴，风靡一时。此外，2011年Materialise公司提供以14K金和纯银为原材料的3D打印服务，更是为珠宝制造业带来巨大革新。由比利时公司MGX设计的分形桌子，设计师以数学特征中的自相似性为设计原理，以自然界中的分形生长为模型创造了这一作品，其成就是传统制造方式无法企及的。以现代装饰中的灯饰为例，2012年设计师宋波纹协同格物工作室，创新性地推出3D打印作品“十二水灯”，灯具快速成型材料为尼龙，其创作灵感来源于宋代画家马远的水画名作“十二水图”。在该造型设计中，设计师完美地将中国传统绘画的意境与传统思想中“格物致知”的观念进行融合，通过探究事物的发展规律，寻找智慧的源头。作品利用现代先进的制造技术向人们呈现出耳目一新的作品，并通过这种形式完成对文化的传承。所以，可以说，3D打印技术让产品的造型有了更为广阔的发展空间，同时也让产品的个性化特色更为突出。与传统机器生产和手工制造相比，3D打印技术突破了以往制造过程中受众多造型、材料和设备的限制，这在某种程度上促使其对产品造型的制造更加接近设计本来的要求，同时与产品造型设计随着时代、科技和人文艺术的发展而革新的历史使命相符。3D打印技术的应用，极大地开拓了设计师的想象思维，即使是外观再复杂的产品都能通过3D打印技术进行制造，并能保证与设计的浑然一体。这就促使设计师将关注力放在产品形态创意和功能创新上，不断实现超越。并且，随着产品造型设计的多元化，设计师开始重视体现产品的美学属性，将时尚化、个性化因素融入到产品造型的艺术化表现方式中，从而潜移默化地引导着消费者对产品造型审美观的变化。

三、3D打印技术在产品造型设计中的问题和展望

就目前而言，虽然3D打印技术在产品设计中发挥着越来越重要的作用，应用也越来越广泛。但是从整体上来说，3D打印技术在产品造型设计领域中的普及力度仍然比较弱。这可能是因为3D打印技术本身受自身打印机性能、打印材料、打印成本、打印精度等众多因素的影响，而不能得到全面的普及和应用，因此也就无法促使对3D打印技术的进一步研究和创新。另外，现阶段，3D打印技术的应用主要集中在服装、家具及相关家居用品等形态比较小的产品造型设计中，还没有广泛应用到较大型的产品设计上。并且一些产品在空间界面上的打印要求3D打印机和相关材料都必须有较高的质量，这样才能充分满足其在制造过程中来自各方面的要求。尽管如此，我们仍然有理由相信，随着科学技术的不断发展和数字化的持续创新，未来3D打印技术必然与计算机技术、云技术、信息技术、生物技术等更加紧密地结合在一起，最大限度地实现产品设计成果的资料共享。与此同时，国家和相关部门将会更加重视设计师的设计产权知识、消费者权益责任保障、资源利用和环境保护等一系列问题，为3D技术在产品设计领域的更深层次的发展提供良好的环境氛围。因此，在未来，3D打印技术也会在此基础上被进一步推向更为广阔的领域，直接影响着设计师的设计思路，不断突破传统的生产和制造方式，改变整个世界的面貌。

四、结语

3D打印技术作为数字化时代的重要产物，在产品造型设计中发挥着重要的作用，其在产品设计领域的迅速普及和广泛应用直接影响着设计师的设计思路和消费者的审美观，为产品造型设计开辟出更为广阔的发展空间。然而，现阶段3D技术由于受自身打印机性能、打印材料、打印成本、打印精度等众多因素的制约，仍需进一步深入研究和推广。尽管如此，随着今后科学技术的不断发展和数字化的持续创新，3D打印技术必然会得到更为广泛地研究和推广，以促进产品设计更快、更好地发展。

作者:北京印刷学院单位:张雨彤