3D打印技术在高校艺术设计实验室的应用

王敏杰

（仲恺农业工程学院何香凝艺术设计学院，广东广州510225）

3D打印技术在高校艺术设计实验室的应用

王敏杰

（仲恺农业工程学院何香凝艺术设计学院，广东广州510225）

高校艺术设计实验室是进行实验教学、培养创新人才、开展科学研究的重要基地，是培养艺术设计专业学生的创新能力、思维能力、设计能力、动手能力的重要场所。近年来，随着时代发展，科技的进步，3D打印技术逐渐成熟，并应用于艺术设计行业。为迎合社会对艺术设计专业人才的需求，高校艺术设计实验室建设也要与时俱进，开始重视学生3D打印技术的应用能力。3D打印技术特点鲜明，就自己在高校艺术设计实验室教学工作中的体会和实践，针对3D打印技术在艺术设计实验室的应用总结了几点看法。

3D打印技术；艺术设计实验室；模型文件；打印材料

1 3D打印技术概述

1.1 原理

3D打印技术（3D Printing）是一种以3D设计模型文件为基础，运用不同的打印技术、方式，使特定的材料通过逐层堆叠、叠加的方式来制造物体的技术。3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。

1.2 发展历史

1983年，美国人科学家查克·赫尔（Chuck Hull）发明了3D打印技术；1986年，查克·赫尔开发了第一台商业3D印刷机；经过30多年的不断发展，3D打印技术在工业设计、艺术设计、机械制造、航空航天、医疗产业、建筑工程等领域都得到了广泛应用。

在新形势下，高校艺术设计实验教学要重视3D打印带来的技术革命，更要认识到3D打印技术对未来社会发展的影响。

2 3D打印在设计实验室教学中的应用

在高校中艺术设计是一门独立的艺术学科，主要包括工业设计、环境艺术设计、视觉传达设计等，涉及美术、人体工程学、雕塑、建筑基础知识、家具设计、装饰文化、园林艺术、色彩心理学、材料学、软件操作、模型制作等多个领域。高校通过开设3D打印相关课程，建设特色专业实验室，能够加强学生认知能力和实践能力的培养，拓展学生思维创新能力，提升学生设计创造能力，增加学生就业机会，推动高校科研教学发展。

2.1 提升创新能力和设计创造能力

随着时代的发展，传统的艺术设计实验教学已不能满足现代艺术教育发展的要求。传统制造手工模型可分为2种方式：①减材制造。利用刀具或电化学方法去除毛坯料上无用材料来制作工件的方法。传统的车、铣、钻、刨、磨等切削加工方法，以及现代的电火花成形与激光切割都属于减材制造法。②等材制造法。利用原材料通过高温和外力进行铸造、锻压、冲压等均属于此种方法，主要是指利用模具控形，将液体或固体材料变为所需结构的零件或产品。

高校艺术设计实验室引进3D打印技术，打破了传统技术的限制，无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的部件。3D打印技术制作模型时，通过计算机三维数据与3D打印机连接产品一次成型，缩短了产品的生产周期，提高了生产率，打破了传统纯手工制作模型局限性。在实验室，学生将“天马行空”的设计灵感转化成三维数据模型的过程，充分发挥了自身的思维能力，激发了学生的创造力，拓展了学生的想象空间。

2.2 加强新技术与艺术的融合

高校培养艺术设计专业人才要以社会的现实需求为导向，建设特色实验室，加强新技术与艺术的融合，为社会培养具有创造性和应用能力的复合型人才，拓宽学生的就业面。3D打印技术是一项集光学工程、机械设计、计算机技术、控制技术、材料科学一体的技术。艺术设计专业学生掌握3D打印技术后，不仅可以为个人创意制作成产品模型，还可以跨领域与医疗行业、珠宝行业、建筑行业等开展合作，丰富学生多学科、多门类知识的同时，也加强了学生对艺术设计专业的综合掌握，成为社会真正需要的复合型人才。学校建设3D打印实验室后，为学生提供了新技术的学习机会。可以通过计算机3D设计软件生成数字模型，也可以通过3D扫描仪创建实际物体的数字模型，配合3D打印机操作来实现。将3D打印技术的学习纳入艺术设计专业学科，既巩固了学生对3D软件的应用能力，也提升了学生对3D打印机的了解与操作。

随着我国3D打印应用市场逐渐拓展，市场需求不断增大，越来越多的企业愿意投入更多的资金和人力从事3D打印的相关研发工作，也有很多的3D打印厂商在政策的扶持下得到孵化。与3D打印产业发展相比，3D打印专业人才的培养尚处于萌芽状态，整个行业人才缺口巨大，无法提供强有力的人才支撑。作为高校，应结合社会的发展形势，普及3D打印技术教育和实践，大大提高学生的就业率。

2.3 深化校企合作

3D打印未来的发展前景非常可观。随着3D打印技术的不断成熟和完善，3D打印设备也会走向专业化和高端化。3D打印作为一项先进的生产技术，对于各行各业的转型升级具有重要意义，应用领域广泛，发展前景广阔。为了适应社会经济发展的需要，在高校建设3D打印实验室，深化校企合作，有利于推动艺术设计专业生产、教学、科研的可持续发展。

高校是我国培养创新型和应用型人才的重要基地，但目前我国高校普遍存在缺乏实验教学空间、缺乏先进实验设备，缺乏与高科技、新技术企业交流的现象，导致高校毕业生应用能力不能满足现代企业的需要。在高校建立3D打印实验工作室，充分发挥学生的艺术设计思维，让企业为艺术设计专业学生提供更多面向社会的机会，让他们的创意思维与企业实践相结合，实现专业人才资源与企业设备技术资源互补、资源共享，从而满足社会对艺术设计专业人才的需求。

综上所述，3D打印在高校艺术设计专业教学中的应用为学校施教、学生学习、学生就业、学校科研、企业发展都起到了巨大的推动作用。

3 结束语

高校的艺术设计专业实验室教学要合理运用3D打印技术，与社会企业积极开展多领域“产学研”合作，从而推动艺术设计专业“产学研”可持续发展；打破传统艺术专业教育的局限性，有效将3D打印技术与传统制造技术结合起来，在锻炼学生的动手能力的同时，挖掘3D打印技术优势。在发展新技术的同时，尊重传统手工制造的工匠精神。作为高校艺术设计实验室的教学工作者，应传授真知识、硬本领，让高校毕业生更好地融入社会、服务社会。

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〔编辑：张思楠〕

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