3D打印技术的发展对产品设计的影响

摘 要：随着现代科技的发展，3D打印技术不断成熟，给产品设计的理念、形式以及标准都带来了革命性的影响。本文将从设计师的理念与标准、产品生产形式的变革、以及独立设计师觉醒等方面分析3D打印技术的发展与应用对产品设计的影响，并在探索3D打印技术发展方向的基础上提出了产品设计在3D打印时代的发展趋势。

关键词：3D打印;产品设计;设计平民化;思维;需求;独立设计师;最优化;未来

1. 3D打印的新纪元

1.1 3D打印技术

3D打印技术是一种通过材料逐层添加制造三维物体的变革性技术，它将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透，对产品生产模式与人类设计生活等方式产生了重要的影响。通过软件的设计图纸是3D打印的大脑。正像纸笔手绘是工匠在制造手工作品过程中的灵魂，设计文件指导3D打印机如何打印。设计软件和3D打印技术的共同飞跃改变了人们设计与制造物体的方式，它们的结合使一切皆有可能。

1.2  3D打印在产品设计方面的技术优势

（1）制造复杂细节。对于大批量生产的产品而言，设计要符合技术要求，以往设计都尽量避免复杂的细节，但对于3D打印来说，制造没有复杂简单之分，只要设计输入设计软件，同样体积但细节复杂很多的产品，制造时间不会增加，质量效果也都不会降低。

（2）制造多样产品。生产一个种类的产品，以往都是配合一整套的工厂设备，或以配件形式生产再进行装配，这样的生产形式对设计的局限性非常大，3D打印打破了这种局限性，在一台3D打印机上即可生产各种各样的产品，无需设计配合工厂技术要求，工厂设备也无需迁就设计。

（3）材料自由组合。对传统制造机器而言，在切割或模具成型过程中不能轻易地将多种原材料融合在一起，因此很难将多种材料集合在一个产品上。随着多元材料3D打印技术的发展，将不同原材料融合在一起不再成为难事。

（4）设计空间无限。传统产品设计中，设计师的想法必须适应批量生产的要求，符合各种设计要求。但利用3D打印的情况下，这些局限都可以突破，设计师的思维得到最广阔的延伸，设计空间也得到了跨世纪的扩展。

正是由于这些打破传统局限性的优势，3D打印技术彻底颠覆了产品的制造方式，使制造业向智能化不断演变，为产品设计开辟了新纪元。

2. 3D打印时代的产品设计

2.1传统产品设计的局限

产品是我们每个人赖以生存的物质基础。因此，产品的品质总是维系着人们的生活质量。一件高品质的产品必然会给使用者带来物质生活和精神生活方面的双重享受。随着人们生活水平的日益提高和物质的不断丰富，人们更加渴望拥有高品质的产品，而产品设计是提高产品品质的唯一途径。

传统产品设计依赖工厂，制造产品的资格掌握在特定人手中，大批量、少品种的特点无法改变。设计师对产品的个性化设计一旦与制造技术产生差异，那么设计出的再好的产品也顶多出现在设计图纸上。并且，当设计师习惯于受到技术手段的压制，就会思路闭塞，磨灭个性。

传统的产品设计程序复杂，前期准备阶段既要考虑资金、能源、技术、材料、设备，还有企业有无足够的时间来开发产品，有无合适的设计人才等等各种繁琐的限制。那些不符合技术要求的产品设计，都被拒之门外。为了追求大规模生产，消费者所使用的产品成了一模一样的格式化产品，满足不了他们的个性化和多样化需求，使人们的生活千篇一律，阻碍设计的发展。

2.2 3D打印时代产品设计的突破

3D打印技术改变了原来传统的机械制造手段，为设计者直接实现设计概念提供了十分便捷的途径。通过3D打印，只要你能想得到，就能设计和打印，大大简化了设计流程。设计师的理念与标准从传统的小心翼翼、顾客至上、接受技术要求限制转变为大胆创新、追求人性化、超越技术要求限制。设计师的设计活动更加自由、高效，3D打印在设计界掀起了一场轰轰烈烈的独立运动。

在3D打印时代，制造产品的资格掌握在每个拥有3D打印机的人手中。产品生产形式不再受大批量生产的技术限制。产品制作过程中，在需要钻模、夹具、测量仪器、样品、模型、压铸模等工具时，都可以通过产品打印设备制作3D 打印技术，可以加速生产开发流程，最优化产品性能，使制造者可以设计出结构精密、质量高、符合人性化的产品，提高产品生产的效率。

3D打印将不再是专业的产品设计师制作模型的工具，而变成了大众都可以使用甚至拥有的桌面制造工具，产品设计的模式发生了巨大的变化。随着技术的进步，3D打印技术会变得更加容易甚至不需要建模也能进行制造，设计便不再是一小群人的专利，每个有想法的人都能成为设计师。独立设计师、民间设计师将像工业革命之前手工艺作坊里的工匠一样遍及世界的各个角落。

3. 3D打印时代产品设计的未来

（1）高精度与家用化。3D打印作为机器的发展趋势中，精度的提高是必然的。人们对3D打印的需求也是显而易见的，在各方面都有大量需求，所以3D打印将不断往家用化、便携式发展。产品设计随之更注重细节，品质升高，更符合人性化需求，精致美观感性。

（2）控制材料构成。当3D打印机可以通过新的方式将原材料加以混合，新型材料就会出现，我们将能够用不同的材料制作材料，材料制造过程将会摆脱传统的先制造单个零件后组装的弊端。这无疑为设计带来了新的题材，不同部位设计为不同材质的产品可以直接从3D打印机中打印出来，更适合產品的材料将会被3D打印机创造出来。

（3）控制产品行为。将程序编进材料，使其具备我们所需要的功能，我们不再打印被动的零部件和材料，而是打印能够感知、反应、计算和运动的综合的主动系统。当这一天来临时，我们就可以直接得到做好的、可以使用的产品。产品设计不再需要繁琐的流程，检测工作可以轻松进行，效率显著提高。

产品设计会随着3D打印技术的发展同步更新，产品设计随之向精细、人性化、高效的方向发展，诠释产品的个性化和高品质的设计理念。

参考文献：

[1]胡迪·利普森，梅尔芭·库曼.3D打印从想象到现实，中信出版社，2013.7

[2]刘国余.产品设计，上海交通大学出版社，2000

[3]王运赣，王宣.三维打印技术，华中科技大学出版社，2013.7

作者简介：赵一亭（1995-）女，汉族，河南南阳人，现为郑州大学机械工程学院工业设计2013级本科生。