3D打印技术在设计领域的发展研究

李晚珍　庄凌

摘要 3D打印作为一种新的技术手段，近年来已经家喻户晓，越来越多的领域开始运用这门技术，设计领域也不例外，传统的设计创新思路将随着3D打印技术的成熟而发生巨大的变化，本文就3D打印技术如何更好地服务设计领域谈谈自己的观点。

关键词 3D打印；设计领域；资源共享课程

中图分类号 TB33 文献标识码 A 文章编号 2095—6363（2016）13—0079—02

1 3D打印技术的现状

传统打印技术是通过墨盒将墨汁打印在纸张上，而3D打印技术是将特殊的液体或粉末等“打印材料”，通过电脑控制一层层叠加累积成三维实体。3D打印技术是通过快速成型原理打印出真实的三维物体的一种技术。

3D打印起源于19世纪末的美国，19世纪末的美国曾研究出照相雕塑与地貌成型技术，随之3D打印的核心思想初见雏形，第一台3D打印机诞生了，从此科学家们一直致力于更为精密的打印设备，经过近30年的发展，3D打印技术逐步完善，现在几乎能打印出任何实体性的东西。

2 3D打印在不同设计领域的应用

对于一些依靠传统制作难以做出的一些设计，3D打印技术也可以顺利的打印出相应的成品，设计师再也不用担心自己设计的作品因为传统制作方式做不出来而改变设计，引导设计师更关注设计本身而不是制作，3D打印技术推动设计向更深更远的发展。

2.1 3D打印在航空航天设计领域的应用

航空航天事业是一个国家国防实力的象征，在3D打印之前，制作飞机零部件时，必然要考虑到传统制造方法能否实现，不但费时费力，而且浪费原材料。随之3D打印的实现，制作飞机一般直接将设计出的零件用3D打印快速成型技术制作出来，极大的缩短飞机研发周期，降低制造成本，如波音飞机到目前为止已有两万多个零部件通过3D打印而成，并且飞机机翼中的大型零件也开始使用3D打印技术。

2.2 3D打印在建筑设计领域的应用

在建筑设计上，设计师首先根据客户设计要求提供建筑平面施工图、立体效果图及建筑模型，还要时刻考虑各种工艺过程、施工方案、技术措施等事项，过程环环相扣，繁琐复杂，而3D打印技术极大地简化了设计程序，将设计快速实体化，使客户能随时参与到设计中，及时沟通修改。

在建筑施工上，电脑操控一个巨大喷口喷射出“油墨”，3D打印出高墙，将高墙垒起来，再用钢筋混凝土“打印”灌注连成一体。很快就可以打印出我们需要的建筑群。在迪拜，全球第一座功能性3D打印办公楼已经开业。

2.3 3D打印在汽车设计领域的应用

在汽车设计领域，3D技术主要应用在新型概念车的开发及小批量的复杂部件的研制上。整个“打印”过程只会花费数周的时间，整个制作过程非常灵活，既可以打印出完整的汽车车身，也可以打印出很多部件组装填充。

3D打印作为全球范围内的前沿科技运用，在医疗领域利用3D打印就能够完美地复制人体结构构造，贴合人体工学，国内外利用3D打印在医疗领域取得成功的案例已数不胜数。

2.4 3D打印技术在其他设计领域的应用

近期，国内外相继研发设计出了利用3D打印技术为大众提供3D打印食物的服务，这项服务提供的不仅仅是食物外形，而且还是口感上全新独特的感受，客户甚至还可以根据特殊需求自主微调口味。

另外，3D打印技术登上服装设计舞台已是大势所趋，2015年巴黎时装周香奈儿活动中，德国著名服装设计师卡尔·拉格斐展示了一个全新的3D打印服装系列。

3 3D打印技术在设计领域有序发展的建议

3.1 3D设计平台应由专业化逐渐向大众化转化

未来的3D打印产业一定会促进众多制造技术的融合发展，平台化趋势是3D打印发展的必然，设计平台逐渐由专业设计软件向简单大众设计应用发展，微软、谷歌等国际软件巨头已经相继推出基于各种开放平台的3D打印应用，这将大大降低3D设计的门槛，到时候，普通的用户也能通过类似玩乐高积木似的设计3D模型。

3.2 3D打印应与设计教育创新思维的培养完美融合

3D打印技术的广泛应用，使得习惯于传统创新、设计、制造的思想显得越来越陈旧，设计者应该走出为制造而制造的思想误区，结合3D打印技术的“所想即所得”的创新理念，极大地释放想象空间，挣脱传统制造工艺的束缚，培养全新的创新思维。

教育部2015年发布了《关于“十三五”期间全面深化推进教育信息化工作的指导意见》，其中着重提出未来五年对教育信息化的规划，鼓励把探索3D打印融入教育新模式中去。3D打印技术与教育结合，是时代发展的必然趋势，也是从传统教育向素质教育发展的必然之路。

3D打印不仅是一种快速成型方式，而且给我们增加了一种新的增材制造方式。究其实质，它是一种实现创意的工具，它的意义更在于打破了传统制造方式对于设计创新的束缚，带给我们一个无限的创意空间。传统的教育，束缚了人们的思维，3D打印作为低成本的创意孵化器，将再次唤醒了久违的创新思维。

3.3 3D打印在设计教育领域应大力推广

由于3D打印技术的发展，设计教育领域的教师和学生可以打印出目标设计设计出来的几乎所有的产品或产品组件，师生可以便捷的共同针对打印出来的产品开展讨论，研究产品的优劣从而改良设计，不断反复推进，逐渐设计出最优良最完善的产品。

另外，在教学过程中，教师可以依托3D打印提供的产品物质基础，将课程知识体系中的难点、重点问题涉及的产品打印出来，并完成装备工作、制成视频，这样学生查看起来形象生动、通俗易懂。提高网络化教学的教学效果。

目前，我国正在开展国家精品开放课程的建设。精品资源共享课程教学内容资源包括教师授课課件、视频资源等全部实现网络化，网站至少涵盖演播区，而且共享型教学资源平台基本建成后还需要科学的管理，需要不断根据学科发展以及学生的具体情况更新网络教学视频和课件。目前因为3D打印设备还比较昂贵，很多高校都没有配置3D打印机，在发展资源共享课程的建设中还是考虑传统的制作模式，由于制作产品的局限性和耗时性，这些高校资源共享课程建设中普通存在动画、图片、视频资源相对不足的弊端。课程视频的录制和不断更新是资源共享课程建设的核心。3D打印有助于推进各种设计产品的制作，从而实现视频资源制作的便利性和丰富性。突破性地大大推进共享资源课程的建设。

4结论

依托先进的3D打印技术，未来的先进制造业将走向更加感知化、功能化，去实现消费需求和市场的紧密对接，3D打印技术的魅力所在也正是如此，在这个领域，创新使得制造变得更具创新力。同时，3D打印作为低成本的创意孵化器，可以促进教育模式发生突破性的改变。endprint