3D打印技术在工业设计中的应用研究

2019-12-19张晓飞

商品与质量 2019年5期

张晓飞

广州市高级技工学校广东广州 510450

工业生产的基本阶段就是工业设计，设计科不科学对后期的生产活动的顺利开展有着很大的影响。3D打印技术属于快速成型的技术，能够符合工业设计的有关要求，解放传统生产技术的限制性，提高生产速度与质量。使用3D打印技术，能够完成塑料与金属材料的加工，提高加工速度与质量，不但能够符合企业生产的需求，还能获得更多的经济收益。就生产企业来说，在现阶段竞争如此激烈的情况下，能够具备更好的竞争优势。增加对它的分析，对于工业改革的进一步加强有利，为后期的有关工作奠定基础与参考。

1 阐述3D打印技术

（1）使用原理：就目前的快速成型技术中比较完整的就是3D打印技术，主要是以计算机数控技术、CAD技术、分层制作技术、机械工程的飞速发展基础之下而产生的制造技术。3D打印技术是把计算机三维数字模型作为根本设计的，所用的配套软件划分成很多个部分，使用热熔喷嘴与激光束紧接着堆放黏结，能够有效提高产品的生产质量，以此来符合市场上产品的个性化要求。

（2）主要的3D打印技术：对于现阶段市场上的3D打印技术而言，不一样的种类所采用的材料不一样。[1]比如，EBM电子束熔化成型技术，采用的材料一般为钛合金；PP粉末层喷胶3D打印成型技术，采用的材料通常为石膏等。

（3）3D打印技术的好处：在工业设计的产品原型制作项目中应用3D打印技术，在符合复杂产品生产要求的基础之上，能够不另外增加投资，不用进行组装，交付周期较短与设计空间较宽以及空间使用量小，具体实施起来也比较方便，能够有效减少废弃品的排放数量，保护好生态环境。

2 3D打印技术在工业设计过程中存在的不足

就以往的工业设计而言，企业通常会根据设计需求，创立工作规划，完成工作任务；进一步进行市场调查，对市场信息进行调查，掌握市场发展要求与发展形势，为后期的工业设计提出科学的根据；明确设计观念与设计方案；按照设计需求研究原稿，建立原稿，设计原稿；创立三维模型，提高渲染力度；根据产品的结构进进行科学的设计，以及制定工艺文件，以此来设计图纸；制作手板模型，并仔细研究模型；根据实际需求逐步完善，动态修改设计图纸。在工业设计中使用3D打印技术，对于传统技术来说特点更加明显，但是其中依然具有限制性需要进一步健全。3D打印技术中的设计人员与软件以及材料、设备互相影响，能够改变传统的设计理念以及局限，能够使设计人员充分展示自己的创新能力。[2]但是，因为3D打印技术缺乏完善的模型输出格式，以及设计软件，在很大程度上会影响3D打印技术的发挥。3D打印技术能够完全实现设计要求，完全验证在了产品上，但是怎样使用在更多的产品生产过程中，这是现阶段必须处理的问题。3D打印技术自身具备着先天性的缺陷与问题，被打印机与打印技术所影响，也许不能进行大量的生产。因此3D打印技术现在还不能完全替代传统的制作技术[3]。

3 3D打印技术在工业设计中的应用

（1）建立模型理念：在进行工业设计的时候，想要能够完全展示3D打印技术的优点，第一应该根据具体需求制作概念模型与功能原型。就传统的工业设计而言，应该重复制作不一样种类的模型与零件，存在工作时间长、精度不高与高成本的缺点。但是使用3D打印技术，能够完成零件与模型的高精度制作，有效提高了工业设计速度与设计质量。

（2）制作工具的环节：工业设计具有非常复杂的制作过程，不一样的产品在进行设计的时候应该使用不一样的工具与设备来让作业活动顺利实施，而工业设计中采用的工具大部分都应该由设计师自己制作。为了实现这个要求，能够采用3D打印技术来完成，减少设计的时间，减少人工量，制作出精度很高的工具。制作出3D打印技术所需要的工具能够有效减少时间与成本，提高设计速度与质量，从而设计出更能满足大众需求的产品。

（3）实现小规模的生产：创新与发展传统的3D打印技术，能够有效降低打印成本与周期，采用多样化的打印手段与材料，完成产品的小规模生产。与以往的加工工艺来说，具有生产时间少、成本低有效避免时间与空间的局限，在生产过程中，能够马上停止生产，及时进行更改与修改生产计划，这样一来可以生产出的高质量的工业产品更加多[3]。

4 创新工业设计中所用的3D打印技术

利用3D打印机，能够完全展示3D打印技术在工业设计中的好处，采用逐步叠加的方法完善三维设计，能够把复杂的模型设计简单化，把每一种创意性的理念贯彻到里面，提高工业设计的合理性。在设计到制作的这个过程，采用3D打印技术能够大幅度减少成本与工作量，优化设计开发的这个流程，可以有效减少开发时间，不但能够提高设计的合理性，而且还可以给企业获得更大的收益[4]。