前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的計算機工業設計與3D打印技術探索，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要:設計領域中，越來越多地使用計算機進行輔助設計，其發揮的作用越來越大。在計算機輔助設計的帶動下，產生了3D打印技術，并且3D打印技術越來越成熟。本文著重介紹了計算機輔助工業設計和3d打印技術，以期待對兩者的更好融合應用有所裨益。
關鍵詞:計算機輔助;工業設計;3D打印技術
一百多年前，工業產品設計時，大都從色彩、結構等單個方面進行單一的設計。一百多年后，工業產品的設計已經演變為一種創造性的活動，將工業產品的外延屬性進一步擴展，從整個產品的使用屬性、過程和服務等各個方面進行設計，產品的種類得到極大的豐富，人們的生活方式受到較大的影響。20世紀80年代，我國開始有了工業設計的雛形，其設計方法、表現技法等方面都受到工藝美術的影響。之后的十年，隨著經濟的進一步發展，我國的制造業發展速度較快。在設計領域，得益于計算機技術的迅速發展，已經被廣泛的運用。3D技術的發展較晚，但是發展速度是比價快的。隨著3D技術的逐步完善，工業設計領域已經開始利用3D技術打印產品。3D技術的出現，具有較大的優勢，產品的設計周期被極大的縮減，制造程序極大的簡化。設計過程中，設計師借助計算機輔助工業設計和3D打印技術，對于產品的審核、檢驗等可以較為直觀的呈現在眼前，開發周期大大縮短，可以將產品快遞的投入市場，最大程度地提高企業的利潤率。
1計算機輔助工業設計概述
計算機輔助設計，英文名稱為CAD-ComputerAidedDe-sign。計算機輔助工業設計，英文全稱ComputerAidedIndustri-alDesign，簡稱CAID。計算機輔助工業設計是以計算機輔助設計為基礎開發而來的。工業設計領域中的產品設計是計算機輔助工業設計的主要研究對象。得益于計算機技術的迅速發展，工業設計領域煥發了新的生命力。計算機輔助工業設計的設計方法、效率等方面都有了質的提升，這是傳統的工業設計所無法比擬的。目前，計算機輔助工業設計應經在很多的領域實現了應用。計算機輔助工業設計是各種信息技術的集大成者，可謂是多種綜合性學科交叉的產物［1］。某個工業產品的完整設計流程是較為復雜的，具體來說包括市場調研、設計、草圖和效果圖、各種模型的制作、批量生產等幾個方面。在整個完整的設計流程中，可視化的程序占了較大的比例。于是，計算機輔助工業設計的作用便有了用武之地。舉例來說，可利用Photoshop、Illustrator、Coreldraw等輔助軟件做二維效果圖，可利用Rhinoceros、3DMax、Maya等三維軟件制作模型，之后再進行渲染，可利用Pro/Engi-neer、SolidWorks、CATIA等工程軟件計算模型數據，后期的生產制造環節可直接利用這些數據。與傳統的使用手繪效果圖和手工制作模型相比，利用CAID，一方面能夠節約時間，另一方面具有直觀、高效的特點。隨著計算機技術的進一步發展，計算機輔助設計軟件的功能日益強化，設計過程中，利用智能化、集中化的設計軟件，有助于設計者利用較少的時間和精力來完成自己的設計夢想。在這種情況下，借助于技術的進步，設計師可以有更多的時間用于設計創造［2］。當前，設計階段，已經熟練的適應計算機進行輔助。筆者認為，應該將計算機輔助設計應用的階段進行拓展，舉例來說，早期的調研階段，可借助計算機技術做好信息的分析、采集。設計師在設計定位的過程中，可利用大數據技術，這種情況下，定位會更加的準確可靠。此外，在設計過程中，結合人體工程學，采集相關的數據模型。之后，與人體數據庫對比，尋找差距，最終優化出更加合適的數據，以此改進設計。從多方位多角度利用計算機輔助設計，達到提高工業產品優化設計的目標?？陀^來說，在現代工業發展體系中，CAID技術的應用并沒有形成完整的體系。在未來的工業設計中，應該持續深化CAID技術的應用。隨著科學技術的進一步發展，CAID的技術水平及應用水平必將得到持續深化。目前，在人工智能領域，其技術逐步成熟。我們有理由相信，人工智能技術與CAID技術兩者將得到持續融合，人工智能數據庫系統將得到建立，在產品的設計、研發和生產過程中提供持續的應用服務。利用CAID和人工智能的聯合應用，設計師可持續獲得各方面的應用信息，幫助設計師做出更好的選擇，以設計更好的工業產品，以為現代化建設服務。
23D打印技術與工業設計概述
3D打印技術，最早始于上世紀90年代。3D打印技術，利用數字技術材料打印機，根據設定的數字模型文件，輸出可粘合材料最終實現構造物體的技術。3D打印技術應該在各個行業有了廣泛的使用，諸如磨具制造、工業設計等領域。據不完全統計，在工業設計、汽車、建筑、教育等等都有3D打印技術的應用［3］。在工業設計方面，3D打印技術應用較為廣泛。傳統的工業設計階段，手鈑模型需要進行手工制作。制作這個模型的目的是對設計的合理性和可行性進一步校驗。但是，手工制作，需要耗費較長的時間，制作成本來說相對較高。運用3D打印技術，相對來說就較為簡單。利用3D打印機和相應的材料，短時間內就可以制作完成。這樣出來的成品，不僅精度高，而且可以制作較為復雜的模型。在這種情況下，產品的研發周期被大大縮短，開發成本也得以降低。隨著技術的進一步發展，相關配套產生的增多，3D打印機的成本下降明顯。許多企業和設計公司，已經配備了3D打印機。許多的網站都在銷售“mini”型的家庭打印機，為普通市民了解3D打印機創造了條件。3D打印技術最早是由設計者提出的。有了3D打印機，產品的工業設計有了助飛的翅膀?？梢赃@樣說，有了3D打印機，制造業和工業設計發生了翻天覆地的變化。3D打印技術已經對人們生活的方方面面產生影響。舉例來說，人們可以利用3D打印技術來打造一些具有特殊功能的適合人類居住的房子。利用3D打印技術進行人體器官的打印，將對醫學界產生深遠的影響。利用3D打印機可打印鞋子、衣服等等，所有這樣，將會對于人類的生產、生活方式產生不可估量的深遠影響。
3CAID與3D打印技術的結合應用
CAID和3D打印技術兩者的關系如何，筆者認為，兩者是相輔相成的關系。前者為后者提供了數據模型，后者讓前者的虛擬產品變為現實中的產品，可謂是前進了一大步。工業產品設計時，充分將CAID和3D打印技術融合。極大的優化了工業產品的設計流程和方法。我們有充分的理由相信，只要將兩者的技術充分的結合好，這兩種技術方法的作用將會不可估量。根據文獻報道，郝建峰利用McNeel公司開發的Rhinoceros軟件和多邊形建模插件T-spline設計制作了桃桃和花花模型。利用T-spline的自由多邊模型的構建功能，制作完成了這兩個吉祥物的身體。之后，利用NURBS的多邊形曲面命令，借助Rhinoceros軟件，對NURBS曲面進行編輯修飾，對一些細節目標進行完善，最終創建了整個數據模型。將數據模型以STL格式導出，之后將數據與3D打印機連接，進行模型打印。對3D打印機進行一系列的相關設置之后，逐層進行打印。打印完成之后，采用人工的方式進行清理和修整。最終大約花費了一周的時間實現了數據模型制作和3D打印。從實際的效果來看，是比較成功的［4］。
4結語
工業產品的設計已經演變為一種創造性的活動，將工業產品的外延屬性進一步擴展，從整個產品的使用屬性、過程和服務等各個方面進行設計，產品的種類得到極大的豐富，人們的生活方式受到較大的影響［5］。20世紀80年代，我國開始有了工業設計的雛形，其設計方法、表現技法等方面都受到工藝美術的影響。之后的十年，隨著經濟的進一步發展，我國的制造業發展速度較快。在設計領域，得益于計算機技術的迅速發展，已經被廣泛運用［6，7］。3D技術的發展較晚，但是發展速度是比價快的。隨著3D技術的逐步完善，工業設計領域已經開始利用3D技術打印產品。3D技術的出現，具有較大的優勢，產品的設計周期被極大的縮減，制造程序極大的簡化。設計過程中，設計師借助計算機輔助工業設計和3D打印技術，對于產品的審核、檢驗等可以較為直觀的呈現在眼前，開發周期大大縮短，可以將產品快遞的投入市場，最大程度地提高企業的利潤率。本文著重介紹了計算機輔助工業設計和3D打印技術，以期待對兩者更好融合應用有所裨益。
作者:周楠 單位:杭州職業技術學院友嘉智能制造學院
