3D打印技术在高校艺术设计专业教学中的应用初探

2017-12-01卞昱婷

赤峰学院学报·自然科学版 2017年21期

关键词：打印机艺术设计院校

卞昱婷，季莹

（1.安徽大学艺术与传媒学院；2.安徽广播影视职业技术学院，安徽合肥 230011）

3D打印技术在高校艺术设计专业教学中的应用初探

卞昱婷1,2，季莹1,2

（1.安徽大学艺术与传媒学院；2.安徽广播影视职业技术学院，安徽合肥 230011）

近年来，随着3D打印技术在国内的广泛应用，越来越多的人开始关注其重要性及方便性.由此3D打印技术从技术性探索进而发展至各个专业领域，大规模的研究同样也引起了教育系统的关注.对于高校教育领域而言，一些院校尚未开始应用3D打印技术，一些院校处于刚刚起步的阶段，无论是针对教学，还是使用方面，3D打印技术的使用仍然存在较大的局限性，有待进一步探究.

3D打印；艺术设计；专业教学

1 3D打印技术原理

3D打印属于快速成型技术的一类，它主要基于数字模型文件以及粉末状金属或塑料等可黏合材料基础上，并借助于逐层打印成功构造出相应的物体.

一般而言，3D打印必须建立于数字技术材料的打印机基础之上得以发挥应有的功能.通常所应用的领域为工业设计或者模具制造方面，随着时间的推移，也逐渐应用于生产一些具体的产品.该技术有着十分广泛的应用领域.如工业设计、医疗产业、地理信息系统、土木工程、汽车、航空航天、教育、枪支以及其他领域都有所应用.[1]

我们生活里一般见到的打印机，属于普通类的打印机，它只可以输出电脑设计的平面作品和文档，相比较于普通打印机，3D打印机有着与其相似的工作原理，只是所使用的材料略有不一.普通打印机一般使用纸张与墨水等材料，而3D打印机一般使用的材料比较特殊，包括金属、塑料、陶瓷、砂等，一旦电脑连接起3D打印机，基于专业的电脑控制程序能够有效地叠加起所使用的“打印材料”，从而构造出具体所需要的实物产品.[7]简而言之，3D打印机可以根据人们的需求，打印出现实里所需要的3D物体，如玩具模型、金字塔等3D实物等.整个打印过程需通过电脑三维设计、切片处理、完成打印三个步骤来完成.

2 3D打印现状

19世纪末，美国的一名工程师查克·赫尔首次提出3D打印的思想，通过其反复试验，进而制造出第一台以树脂为打印材料的3D打印机.1994年，由美国的科研专家发明了三维打印技术并申请了专利.3D打印技术的开始和逐步广泛应用始于20世纪90年代.截至目前，它已经被广泛应用于生活的各个方面，已然成为当今一种最受欢迎的新兴技术.[4]

2013年5月30日,在北京成功举办了第一届世界3D打印技术产业大会，并建立了世界3D打印技术产业联盟，从此标志着3D打印技术正式开始得到广泛的研究与应用.

2014年9月5日，来自全球的建筑师一心致力于第一栋3D打印建筑，主要围绕着房屋定制和容纳能力展开研究.在荷兰的阿姆斯特丹，一栋名为“运河住宅（Canal House）”（图1所示）的房屋孕育而生，它是全球首栋用可再生的生物基为打印材料的建筑，由13间房屋组成.这个项目已经成了公共博物馆，美国总统奥巴马也曾经到那里参观.

图1 运河住宅

图2 新材料别墅

2015年7月17日，基于3D打印技术而诞生的模块新材料别墅正式在西安与大家见面（图2所示）.搭建整个别墅只耗费了3个小时的时长，按照建造方的说法，这是栋能拎包入住的精装别墅.

大规模的3D打印技术研究，同样也引起了教育系统的关注.2013年，《地平线报告》中第一次把3D打印的教育应用放于“待普及”的新技术清单范畴，同时针对3D打印技术做出了具体的说明，将于4到5年的时间里实现该技术的正式普及.[4]

3 高职院校设计类专业现状

3.1 专业设置特点

高职院校设计类专业主要是为了培养复合型人才而建立的，人才必须具备如下能力：集理论与核心技能于一体，针对各个专业具备相应的实践能力，可以再学习和适应艺术类专业，具有合作团队精神，快速适应市场需求.

艺术设计专业包括的有环境艺术设计专业、动画专业、平面广告设计专业、装潢艺术设计专业、服装设计、工业设计等.

通常高职院校的艺术设计专业的课程体系中，设计效果均体现在平面二维空间中，例如环艺专业中室内设计、展示设计、办公设计、宾馆设计等专业设计课程均体现在利用3D MAX制图软件，最终去表现室内外空间的三维效果图；动画专业中MAYA角色设计、三维动画、插画设计等专业课程也是利用相关工具或制图软件去表现动画人物、场景的设计效果；广告专业中品牌包装、书籍装帧等专业课程同样利用相关材料及制图软件表现平面设计效果.

3.2 艺术设计类专业的改革难度

无论是基于学分制改革，抑或采用选修课的方式，大多数高职院校都最大化地想培养“通才”.最终使学生在掌握好所学专业的同时，拥有更多方面的知识与技能.

从目前看来，各设计类专业的教学改革难度较大.一方面各设计类专业虽然都各自掌握相关软件技术，但技术核心都是利用电脑，是虚拟的；另一方面市场上软件更新技术层出不穷，技术门槛越来越高，高职院校的教学并不能及时更新，这样就导致学生在就业方面的压力越来越大，想成为“专业人士”的难度变大.[6]

高职院校的教学想要跟上时代进步的脚步，必须改变传统思路，抓住技术的本源和发展趋势，以不变应万变，才能培养出合格的复合型人才.

4 3D打印对各专业的促进作用

通过把3D打印技术应用到各个专业设计课程中，让学生更直观地感受到虚拟与现实教学中实践的对比.基于教师的指导，学生可以实现自主学习，建立于无数的实践之上，使学生拥有更多的理性实践意识，从而更好地指导感性认识.基于该实践活动，不但可以有效增强学生的观察能力、动手能力，更主要的是锻炼了其独立思考的能力，同时培养了学生探索的科学精神、求实的科学态度.

例如：环境艺术设计专业中的室内空间设计课程，通过软件三维建模后，用3D打印机形成具体的空间模型，帮助学生更直接的感受空间设计，对后期设计的矫正和表现也有积极的作用.动画专业的角色设计中的结构、表情、动作及服装设计，运用3D打印技术，可以把基本的角色设计模型打印出来，从而提高动画设计与制作的效率.平面设计专业将平面的二维空间，直接用3D打印出实际作品，让学生能更加直观地看到自己的作品.

（1）3D打印技术有助于激发学生的创新思维.

3D打印机能够将学生的三维设计想法快速地生成原型，可以及时的发现设计初始阶段的不足之处，从而可以让教师第一时间给出正确有效的针对意见.对于复杂模型的设计而言，可采取分组设计的方式，每完成一组模型，就围绕其展开讨论.这不但可以增强各个学生的团队合作观念，还可以最大限度挖掘出学生的创新能力.

（2）3D打印技术有助于提高教学效果.

基于3D打印的基础上，可以有效弥补传统教学的弊端，将最真实形象的三维效果展现于学生面前，也十分有利于教师达到更好的教学效果.制作3D打印期间，学生的学习积极性与创造性会不断地被激发，最终使教学效果达到更高的程度.

（3）3D打印技术有助于营造愉快的学习体验.

通过3D打印，学生可以及时看到自己设计的效果.设计作品能够快速地实现，这更有利于激发学生的设计灵感，丰富想象空间，让学习成为愉快的学习体验.