3D打印技术在产品造型创新设计中的应用

马雪霞++吕博雅

摘 要：3D打印技术的应用在产品设计的各个领域中得到广泛应用，并为教育提供了更多的资源和突破口。在高校创新创业教育中加入 3D 打印技术，不仅能让学生对3D打印有一个崭新的认识，而且通过产品的创意设计、推动学生开发创新思维、 开展创业实践，通过设计、 开发 3D 打印产品， 满足个性和社会需要。

关键词：3D 打印技术；产品设计；创新创业

中图分类号：TB472；TP391.73 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2017）32-0030-01

在产品设计的各个领域中得到广泛应用。随着现代社会的快速发展，3D打印技术极大地响应了人们消费的个性化要求，为产品造型设计开辟了更为广阔的空间。2015年5月8日， 国务院正式印发了《中国制造2025》 ， 在这份被认为是中国版“工业4.0”的发展规划中，3D 打印作为代表性的新兴技术占重要位置。

一、3D打印技术

3D打印技术，即快速成形技术的一种，是“增材制造”的一种形式，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D 打印技术具有快速成型、节省研发成本、生产过程自动化等特点。

3D 打印的过程是首先把我们需要的物件能通过三维制作软件在电脑中形成虚拟三维图形， 再用 3D 打印机打印成实体的过程。

3D打印技术相对于传统的大型增材制造设备比较来说，更注重设备的小型化、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，例如以塑料为材料，可以打印各种模型；以金属为材料，可以打印出机械零件；以生物细胞为材料，可以打印出器官、骨骼；以玻璃为材料，能够打印出玻璃制品；以沙子为材料，能够打印出建筑物等。据不完全统计，截止到2016年年底，著名的3D打印成型公司STEATASYS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。我们有理由相信，随着智能制造的逐渐深入发展与成熟，将来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、产品创新是产品造型设计的根本动力

近日公布的《国家创新驱动发展战略纲要》中明确提出， “让创新成为引领发展的第一动力， 这是中国必须肩负的时代命题”《国家创新驱动发展战略纲要》中指出，创新的价值需要被尊重，创新型人才应得到重视。同时，政府开放了对科技项目的管理，这为科技创新提供了更加广阔和灵活的发挥空间。

产品造型设计可以反映出一个时代的技术发展，是人机工程学、材料学等多学科相结合的一种应用手段。产品设计在工业化背景下产生，为产品和人们服务；在今天，它更与为人们服务贴近。产品是我们对物质需求的根本，因此，产品的品质是维系生活质量的关键。对于好的产品设计具有发动全局的意义，同时也要注重创新的设计概念，现代是创新的时期，设计已然被推上了创新的舞台。创新，它是理念的创新，造型的创新，也是技术方法的创新。

三、3D打印技术在产品造型设计中的创新与实践

3D 打印技术作为创新与实践的一项重要技术支撑，迅速被广泛应用于工业设计、艺术设计、建筑、军事、航天、医疗等不同领域，并取得一系列实质性的进展。同时，3D 打印技术的出现也为其相关产业的发展和完善增添了许多新的机遇。

在3D打印出现前，产品设计理念一直沿用着工业革命以来的批量设计生产思维上，這种方式虽然具有生产效率高、生产成本低、自动化程度高的特点，却是以牺牲产品的多样化为代价，实质上已经不能再适应变化越来越快的市场需求和激烈的竞争。而以数字模型文件为基础，突破了以往制造过程中受众多造型、材料和设备的限制，极大地开拓了设计师的想象思维，不断实现超越。3D打印技术以自身特点创造出复杂、创新性的造型，为产品造型设计提供新的平台。

作为高校积极抓住3D打印的潮流趋势，应用于课堂， 让学生在体验中学习、 探究 ，激励学生根据个性或社会需求设计、开发3D打印产品， 激发其学生的创新创业热情。

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，以其独特的设计方式和时代意义赋予我们生活空间新的活力，3D打印技术改变了一板一眼的制造手段，它可以为设计师直接实现设计的想法，让设计不在冗杂。通过3D打印技术，只要我们可以想的到，就能设计和制造，这很大的简化了设计的过程。让很多小心翼翼、接受应该怎么做才能简化过程的设计师，变成冲破性的大胆创新、追求设计的个性化、超越原来的呆板模式。随着今后科学技术的不断发展，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。

★基金项目：黑龙江省大学生创新创业训练计划项目，项目编号：201613301014。

参考文献：

[1]沈法.现代产品设计[M].郑州：河南美术出版社，2009.

[2]（美）利普森.3D打印从想象到现实[M].北京：中信出版社，2013.

[3]许力，邹勤.3D打印在创意设计中的应用[J].设计，2016.

[4]肖潇.3D打印技术在个性化创意设计中的应用[J].设计艺术研究，2015.endprint