构建具有3D打印特色高职类产品设计专业建设的探索

何小娟 王茜 杨小静

摘 要：3D打印技术的发展势不可挡，同时引发制造行业的变革，行业人才配置、企业人才能力的需求也随之发生相应变化。高等职业教育是以市场为导向的，注重人才能力培养的模式。产品设计专业本身就是边缘学科，与很多行业交叉，所以3D打印技术与产品设计专业结合，构建符合市场需求的具有3D打印特色的高职产品设计专业，培养市场极需紧缺型人才，通过扩大学生就业面，提高学生就业率，从而带领专业形成良性循环。

关键词：3D打印;产品设计;专业建设

3D打印技术在我国处于起步发展阶段，普及程度还不是很高，而针对3D打印人才的需求在整个人才需求市场中也不是特别突出，而3D打印人才的培养则更处于萌芽期，各高校还没有针对市场需求设立3D打印技术专业。[1]产品艺术设计专业与3D打印技术联系非常紧密，我们将在人才培养的修订中纳入3D打印模块，针对市场定制人才规格，以市场为导向，培养符合未来企业需求的具有3D打印技术的设计人才，将有效区分产品设计专业本科教育与高等职业教育定位。

一、3D打印技术的发展及现状

3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。[2]

从3D打印技术目前的发展状况来看，它明显成为发达国家实现制作业回流、提升产业竞争力的重要载体。我国政府对3D打印也是高度关注，针对3D打印技术目前国家投入大量资金，推出相关扶持政策和优惠政策及相关措施，促进我国3D打印技术打印产业化发展。

二、3D打印对产品设计与制造行业的影响

（一）3D打印是实现产品定制化、个性化最好的平台

在物质高速发展之后，人类的物质需求已由传统的物质需求转变为情感和精神的需求。所以传统制造批量生产出来的产品由于缺乏设计和制作的情感，而越来越被人们诟病，而带有手工定制，具有特殊设计理念及个性化的定制产品越来越受到人们的青睐。“3D打印的确更适合一些小规模制造，尤其是高端的定制化产品，比如汽车零部件制造。虽然主要材料还是塑料，但未来金属材料肯定会被运用到3D打印中来，”克伦普说，3D打印技术先后进入了牙医、珠宝、医疗行业，未来可应用的范围会越来越广。受生产和技术的影响，定制产品售价太高，是普通消费者所无法承受的。3D打印技术可以利用计算机技术，结合网络特点，根据不同客户需求，设计并制作出符合不同消费者需求的产品，且产品成本相对较低，可以实现低端私人订制。

（二）3D打印让生产过程更生态化

传统生产流程一般为设计、开模、生产样品、批量生产。在此过程中，开模成本较高，尤其是一些结构复杂的产品，未来降低成本，后期一定要保证生产的量才能将产品成本将低，否则开模就会变成昂贵的负担。而3D打印技术可以让企业不需要开模就可以直接生产样品进行样品的测试，如果中间发现问题，修改与重新生产也是相对简单的事情。这样就避免的开模的成本以及材料的损耗。

（三）3D打印让生产过程更智能化

传统手板、传统模型的制作过程很多都依赖手工，有些是半机械化的加工模式。而3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，它是一种以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。毫无疑问，3d打印是典型的现代化数字制造技术，不同于传统机械制造及自动化中对于流水线制造的依赖，而是真正意义上实现了制造上的随时、随地、按需生产，这是机械制造技术智能化的体现。

三、构建具有3D打印特色的产品设计专业建设的必要性

（一）3D打印影响产业对人才能力的要求

我国长期以劳动力资源为优势，发展来料加工产业。随着人工成本的上涨，我国人工的优势已不明显，产业也发生较大的结构改变，3D打印技术要求我國职业教育所培养的人才要偏向与3D 打印在机械制造产业中的应用，让企业对体力劳动者需求量骤然减少，企业更加愿意去采用更加机械化、自动化的制造工艺，从而节约劳动成本。

（二）3D打印对产品设计相关的多个产业影响很大

3D打印技术的应用领域极广，大方向涉及到航天科技、医学领域、房屋建筑、汽车行业、电子行业、私人定制内衣等。3D打印目前可实现多种材料的打印，例如金属零部件打印，贵金属首饰打印，陶瓷打印等等，这些都与产品设计专业密切相关，随着技术的深入发展，3D打印对这些行业的影响会持续深入。

（三）3D打印增加了产品设计专业设计论证的可行性

传统产品设计在设计过程中进行产品论证的方法基本是草模，模型和手板。由于模型和手板很多需要依赖模型公司，且受资金的影响，所以大部分设计只能停留于纸面，仅是创意，很难实现，原因是没有进行后期论证与修改。我校产品艺术设计专业，目前的专业发展定位为微智能家居产品设计。微智能家居产品的后期论证需要依赖结构工艺及智能器件。所以后期的论证更难实现。3D打印技术可以减少制作模型的难度，加快模型制作的进度，学生只要掌握3D打印机的使用方法，就可以通过电脑建模，通过3D打印机将设计打印出来，从而进行功能与结构的论证，这样学生的设计将更直观，对产品的认知也将更立体，对整个专业课程的影响显而易见。而且产品艺术设计目前下设三个工作室，家居用品工作室、智能电子产品工作室和森之物工作室，这些方向对3D打印技术都有一定程度的依赖。

四、构建具有3D打印特色的产品设计专业的意义

从产品设计开发流程来看，构建具有3D打印特色的产品设计专业的意义在于第一可以加快成型速度，减少开模时间。传统模型制作时间受企业影响较大，遇到特殊材料和复杂结构，产品模型的制作时间就更加长。3D依赖三维建模，学生在原有三维建模的基础上，可以很快掌握打印技术，实现设计想法到模型的转变。第二可以降低成本。一般情况制作1：1模型成本相对较高，除了毕业设计，一般课程学生很难承受。3D打印只需要少量耗材，在成本上大大节省，所以普通课程也可以广泛推广。第三3D打印人才比较缺乏，如果产品设计专业学生掌握3D打印技术，就可以拓宽就业面，增加就业几率。

五、构建具有3D打印特色的产品设计专业建设思路

产品设计专业就业有一定的特殊性，原因是产品设计研究的对象相对比较广，小到汤勺，大到交通工具。所以它的就业与所依托的产品行业背景关系密切。产品设计师可以延伸到各个设计领域当中去，当然在不同的行业，不同的公司就业也会有一定的差异。现在很多大学的产品设计专业与行业相关课程结合在一起形成专题设计课程，充分体现了行业背景和教学优势，充分展示了教与学，理论与实践，学校与企业之间的联系与发展。

（一）在各专题课程中纳入3D打印模块内容

产品设计专业课程中会针对不同的设计研究方向而分成多个专题设计，例如智能家电专题，家居产品设计专题，首饰设计专题等等。这些专题研究方向有针对性，设计过程更接近生产流程，所以设计后期同样面临设计论证的问题。但由于专题时间相对较短，纳入3D打印模块内容，可以有效减少模型制作时间。

根据学校现有的设备条件和师资条件，无法开展专业的3D打印专业，而将3D打印模块内容与课程结合将合理解决3D打印技术与学校教学内容的融合。

（二）在人才培养计划中纳入3D打印要求

3D打印技术未来一定会得到更深入的发展，3D打印机也会普及化，市场对3D打印人才的需求会剧增，如何结合市场设置专业及课程，是高等职业教育的特色之一。因此，我们应当以实际应用为出发点，结合高校课程设置，标定以“创客”为核心的3D打印的教学应用体系。

（三）强化校企合作，共建教学平台

高职教育面向岗位，针对的是职业能力的培养，所以人才培养要求最终回归到满足企业的需求。3D打印技术人才的培养需要投入大量的人力物力，所以可以通过强化校企合作，引进企业资源，共建教学平台，利用学校与企业彼此的优势，相互支持合作。

第一，共建3D打印实验室。3D打印企业拥有大量的设备和技术人才，学校拥有场地和学习对象，通过与企业共建3D打印实验室，进行资源共享。这样既满足了教学的需求，又可以有针对性的进行高职产品设计方向人才的培养。我校现已采购3台3D打印机，与其他设备放置在同一环境中使用，这对于产品的使用与维护非常不利，因为3D打印机对环境的要求较高，尤其是粉尘较多的环境。所以建立独立的3D打印实验室将更有利于设备的管理及維护。

第二，人才的订单式培养模式。订单式培养虽有局限性，但目标性更强，适合高等职业教育的特色。通过与对口企业签订订单培养合同，根据企业岗位实际需求进行教学内容及教学模式的定制，学生的学习目的和方向感更强。订单模式可以大大提升学生的就业率，从而在专业的发展中产生良性循环。

第三，多维度全方位合作的开展。与企业的合作形式比较多样化，例如可以通过举办讲座，冠名大赛，横向课题以及共建平台项目等方式。这些项目的展开可以帮助学生开阔眼界，多接触企业项目，实现零距离就业。

六、总结

3D打印技术的发展势不可挡，同时引发制造行业的变革，行业人才配置、企业人才能力的需求也随之发生相应变化。高等职业教育是以市场为导向的，注重人才能力培养的模式。产品设计专业本身就是边缘学科，与很多行业交叉，所以3D打印技术与产品设计专业结合，构建符合市场需求的具有3D打印特色的高职产品设计专业，培养市场极需紧缺型人才，通过扩大学生就业面，提高学生就业率，从而带领专业形成良性循环。

参考文献：

[1]3D打印技术.百度百科.[EB/OL][引用日期2017-5-28].

[2]王翔.3D 打印对机械制造及自动化的影响.[J].科技论坛.