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摘要：闡述了3d打印技術的原理，分析了3D打印技術在工業設計創新中的應用優勢，希望通過3D打印技術可以推動工業整體的發展。
關鍵詞：3D打印技術；工業設計；創新
引言
設計是工業生產活動的重要前期工作，優質合理的產品設計才能為后期工業生產與銷售活動奠定良好基礎[1]。隨著我國工業的快速發展，生產技術和工藝越來越先進，對于設計工作也提出了更高要求，工業設計的創新已經成為必然。3D打印技術近年來在我國得到廣泛推廣，逐漸應用于藝術、建筑、醫療、工業等多個領域中[2]。在工業設計創新戰略中應用3D打印技術，可打破傳統工業設計的局限性，滿足當代對于工業設計的創新需求，提高工業設計效率與質量，對于提高企業競爭力，推動工業整體發展具有重要意義。
13D打印技術的原理概述
3D打印技術是利用計算機軟件進行三維數字建模，并將數字模型輸入3D打印機中，利用輔助軟件對其進行連續分層，形成許多截面切片，然后利用激光束和熱熔噴嘴逐層添加材料，進行黏合、疊加、固化，必要情況下可進行精加工，進而可獲得三維立體的設計模型[3]。該技術具有原理簡單、操作便捷、制作精準、耗時短和成本低等優點。3D打印技術與噴墨打印較為類似，在計算機中設置各項數據，即可利用系統將實物逐層打印出來，簡化了模型的制作過程，且可以無限復制，不會產生誤差。3D打印技術可使用多種材料，如石膏、蠟、金屬粉、塑料、陶瓷粉等，不同的材料可獲得不同的效果，可滿足不同行業、不同產品的3D打印需求。而材料的不同也影響著打印效果和打印難度，其中以塑料、尼龍等材料進行打印的FDM技術應用較廣，且操作最為簡單快捷，但其缺點在于需要熱熔，材料需要經過固態到液態再到固態的轉變，所以其穩固性與精確度相對較差，不適宜十分精細的儀器和產品設計。
23D打印技術在工業設計創新中的應用優勢
2.1優化了工業設計流程
在經濟與社會發展影響下，工業設計的創新已成為關乎企業生產質量、整體競爭力的重要影響因素。傳統工業設計的流程主要包括市場調研、確定設計方向、設計草圖、制作效果圖、結構設計、制作模型和評估分析模型等，其流程復雜，需要反復對設計圖紙和模型進行琢磨，尤其在模型的制作過程中所耗費的時間、精力、資源較多，設計成本高[4]。且手工制作模型容易出現偏差，影響設計質量和效率。而3D打印技術的使用可有效優化工業設計流程，在完成市場調研、草圖設計、效果圖制作等工作后，可通過3D打印技術快速獲得立體模型，使設計人員能夠直觀地驗證設計的合理性與科學性，評估產品的結構、功能，并不斷進行調整，有效降低了模型制作難度，縮短耗時。且計算機操作下打印模型幾乎無偏差，可降低設計成本，尤其適用于對于設計要求較高，產品款式、類型變動較快的行業。以鞋類設計為例，在其中應用3D打印技術，可有效提高鞋子設計的效率，滿足企業的產品更新需求。而鞋類設計本身是一種注重舒適度與美觀性的立體設計類型，采取3D打印可充分展現鞋子整體外形、內外結構、美觀度等，基本可等同于對實物產品的評估和判斷。且采取不同的材料可滿足不同鞋子部件的打印需求，使鞋類設計更為便捷化和個性化，實現設計工作的創新，對于企業整體發展具有重要意義。
2.2實現了溝通方式的創新
在傳統工業設計中，設計人員與客戶溝通時主要通過語言交流、圖片展示、效果圖展示等方式進行溝通和評估，并依據客戶意見不斷調整設計。但在這樣的溝通方式中，對于產品設計的展示不夠具象化，需要客戶自行進行理解和想象，溝通交流中也容易產生誤差，導致實物與預期效果圖不符的情況，影響合作體驗。而3D打印技術的應用，實現了設計人員與客戶溝通方式上的創新，設計人員可打印出概念模型供客戶觀察和評估，使客戶在評審階段可更為直觀地感受到產品設計的創新之處與整體效果。同時也可打印功能模型，充分展現產品的具體功能，且3D打印的無誤差優勢也可完全展現產品的力學結構，便于設計人員與客戶之間的溝通交流。在客戶提出修改要求后設計人員也可利用3D打印技術將調整后的設計模型再次打印出來，提高溝通效率，降低模型返工的難度，也能減少效果圖與實物之間的誤差，保障產品質量的同時，降低返工風險。
2.3創新了工業設計客戶群體
近年來，隨著人們生活水平的提高，消費者越來越追求個性化，個性定制成為許多行業中的重要訂單類型，其中定制產品需求量最大莫過于服裝類、鞋類等常用物品。在工業設計中，也應迎合市場需求，注重于產品設計的創新[5]。但由于傳統工業設計成本高，為了實現大規模生產，接觸的客戶群體通常為訂單需求量大的企業、經銷商等。而在工業設計中應用3D打印技術，可使設計人員的創意快速變為現實，縮短了設計時間，降低了成本，可適應小規模生產，將客戶群體由批量訂購的企業擴展至小群體客戶甚至個人。而3D打印技術的工作原理可塑造結構更為復雜的產品，打破了傳統制作工藝的限制，拓寬了設計的范圍和空間，實現不同風格、結構的設計，可滿足個性化、定制化市場需求。3D打印技術可有效提高該類產品的設計效率，可在較短時間內設計出造型多變、外形時尚、結構復雜的鞋子，無論是高跟鞋類、休閑鞋類、運動鞋類均可獲得良好的設計效果，可更好地滿足顧客的定制需求，提高顧客滿意度。
2.4增強了設計隊伍的創新性
在傳統工業設計中，每一個產品的設計生產都需要經過復雜而繁重的前期工作，設計周期長，所耗費的人力、物力也較多，這嚴重限制了設計人員的創造力發揮。在生產技術、設計成本、人力資源等多種因素制約下，大部分設計人員更追求質量，以盡量降低設計成本，避免反復修改，卻常忽略了創新性。而3D打印技術的優勢在于操作簡單、耗時少、成本低，降低了工業設計對于技術、成本的依賴性。設計人員可充分發揮其主觀能動性，激發想象力和創造力，積極嘗試不同的曲線、造型，發散思維，將各種設計理念融入其中，嘗試不同的創意，并通過3D打印呈現出具體效果。3D打印技術激活了設計人員的思維，使其進入更為廣闊的設計空間，對于企業整體發展有重要意義。尤其在鞋類制造業等注重美觀的工業類型中，產品設計的合理性、美觀性、舒適性、創意都直接關系著產品銷量和企業發展，設計團隊的創造力與想象力極為重要。而3D打印技術的使用解除了傳統設計方式對設計人員的思維限制，使其能夠將科幻、幾何、動物、細胞和未來等各種元素融入鞋子的設計中，有效提高了設計團隊的創新性，給鞋子的設計帶來無限可能。
3結語
應用3D打印技術可促進工業設計的創新性發展，降低工業設計成本，激發設計人員的無限想象力與創造力，將創意快速變為現實，符合當代工業設計中創新化、智能化、定制化的發展特性。3D打印技術在鞋類、生活用品類、藝術裝飾類等生活中常見的工業設計中體現出了顯著優勢，為設計帶來了無限可能，促進了企業甚至整個行業的發展。
參考文獻
[1]陳英.基于3D打印的工業設計產業升級及技術創新研究[J].成都航空職業技術學院學報，2017，33（3）：50-53.
[2]吳兵，李云，楊延波.逆向工程和3D打印技術在工業設計中的應用[J].河南科技，2018（15）：8.
[3]余森林，毛一鳴.工業4.0時代3D打印技術對工業設計的系統性影響[J].設計，2016（19）：64-65.
[4]張楠楠，許莉鈞，李學強.3D打印技術應用對工業設計新模式探索的啟示[J].藝術科技，2016，29（8）：23.
[5]洪慶平.3D打印技術在工業設計中的應用及影響[J].企業導報，2016（16）：47.
作者:喻永巽 單位:湄洲灣職業技術學院