未来三维打印技术在室内设计中的应用

吴孜淳 （河南财经政法大学 河南 郑州 450000）

一、什么是三维打印

三维打印又称3D打印，是快速成型技术的统称 最初是由Charles W.Hull发明，他所发明的技术称之为SLA（立体平板印刷技术）。称之为打印机是因为三维打印机借用了普通二维打印机的概念，传统打印机用碳粉或墨水（油性、水性）等打印材料利用相应技术如静电通过喷嘴将其印制在不同介质上形成人们能够辨识的二维平面图案。而三维打印机侧突破了传统二维打印机只能在平面物质上进行打印的限制，在垂直方向上将专用的打印材料一层一层堆积起来，从而形成三维物品。

确切的说三维打印利用了分层制造的工艺思路，例如以FDM（熔融沉积成型技术）技术打印机来说，在进行打印生产过程中打印机利用专用数据接口将事先制作的具有三维几何数据的STL文件按照其自身所携带的高度信息离散为打印机能够打印的二维分层数据单元，并根据模型轮廓安排打印材料的具体配比，之后通过喷嘴将融化了的丝状的热熔性材料其按照分层数据喷出，经过不断地层层叠加在一起最终形成具有三维尺度的实体产物。

在现今流行的三维打印机除了FDM和SLA以外，还有存在众多其他种类的打印技术，MIT推出的3DP技术（3D打印技术），以外还陆续出现了SLS（选择性激光结烧技术）DLP激光成型技术 UV紫外线成型技术等数十种打印技术。这些技术具有不同的特点和优势。而三维打印的也早已开始应用在很多行业中，并且正在改变着我们的生活。

二、三维打印的优势

虽然现今打印机在打印速度，打印尺寸等方面还有很大的发展余地，但是三维打印具有无可匹敌的优势。

从生产原理来讲，三维打印突破了以往传统制造业利用车床对材料进行的冼抛，切削等工序的束缚而直接将产品整体制造出来，这种加工方式能够加工以往无法生产的高难度部件。而且产品的物理性大大优于传统产品。

从性能来讲，以第一代SLA技术打印机为例，它能够以0.05-0.15MM的高度来打印液态感光树脂。2011年OBJET公司生产出具有最高仅有16μm打印层厚的打印机。而3D Systems则生产出具有在0.1MM厚度上雕刻出600DPI分辨率的机型，并能够达到25mm的垂直打印速度以及24位色的彩色打印效果。

从生产难度上来说，三维打印机更易于使用，因为他与电脑直接连接，所生产的物品就是软件中建立的模型，因此传统生产过程中所需要的大量熟练工人在三维打印生产中则可以省略。

而且三维打印机非常灵活，打印规模可大可小，不仅仅适用于大规模工业化生产还适用于小型产品加工，甚至在家庭环境中生产。MAKERBOT公司就推出了很多专为小型产品加工的家用三维打印机。

三、三维打印对于室内设计的应用价值

1.定制性

对于一个特定的室内空间来讲，室内设计不仅仅要合理规划它的空间布置，还要创造出独特的设计韵味，这就需要使用相应的材料制作出符合空间功能与风格的造型。除了对室内空间进行基础的功能性装修以外，也需要从后期家具、配饰等软装方面配合整体设计方案。因此说一个优秀的室内设计作品不仅仅是满足基本空间功能的需要更要从心理层面上满足人们的情感需求，迎合人们创造属于自身独特审美风格的需求，而这种需求是对每一个空间界面进行设计和一个个具体的装饰品来逐步构建完成的，如果不能通过市场上已经存在的产品来满足那么就必须通过定制方式来完成。例如巴塞罗那椅便是密斯凡德罗为配合巴塞罗那世博会德国馆而专门设计的，当椅子处于展馆空间中时，简洁的直线条空间衬托出椅子本身优美的曲线感，而其本身也为整个空间增加了装饰感与设计感，因此与建筑之间相得益彰。

为了迎合种种定制需求，现在的市场中已经存在着很多专门接受定制加工的生产厂商和销售商，例如专门为某些餐饮酒店专门加工特殊尺寸的桌椅板凳或是为娱乐场所加工特别的墙面装饰造型，也有按照客户提供的图案生产玻璃甚至壁纸等，但是从目前看来这种定制生产还处在一个比较基础的层次上，因为这些定制加工只能在已有的产品中进行简单的尺寸修改，或简单改变表面材料的色彩或图案，很少有能力生产具有全新造型的产品，这一方面是因为加工工厂并不具备独立设计的能力，但更深层的原因是很多特殊造型具有很高的艺术水准，常常针对某一特殊空间专门设计的，并不一定普遍适用。

以墙体界面来说，如果设计师需要使用更加特别的手法来构建界面立体造型，就需要定制特殊的装饰构件来实现。简单的造型可以聘请专业的技工在施工现场进行加工，但如果有些造型无法现场加工则必须指定专门的加工工厂生产。由于客观因素的影响，即便是现场加工的简单造型在施工过程中也会存在各种潜在问题，这其中既有工人水平参差不齐，对于施工工艺的掌握程度难以完美完成设计方案的可能，也有受制于实际加工工艺无法表现出设计方案造型的可能性。对于复杂的造型，即便专门委托加工工厂来生产，也面临着加工造价过高的问题，设计方和施工方往往付出大量时间以及经济成本得不偿失，因此在很多情况下，室内设计师是带着镣铐跳舞，创意与实际施工问题之间的妥协从一定程度上始终阻碍着优秀的设计作品的诞生。

而三维打印技术的出现则大大降低了这方面的问题。由于三维打印从制造过程上完美解决了计算机虚拟模型与实体模型加工之间的鸿沟，使得其所加工的产品从三维模型完成建模的那一刻起不需要人手的干预就能够自动生产出来。也就是说设计师只要能够建出计算机模型，那么产品就能够产出来。虽然目前三维软件的种类繁多，且学习三维软件的使用需要一定的技巧，但三维软件毕竟是一个面向大众的工具，很多非专业人士也能够掌握，况且专业设计师普遍具有各类三维软件学习的经历，因此人们不用花费太多精力便可以独立制作出所需的装饰造型甚至家具，饰品。这对于设计师来说无疑是一件完美的工具。更有利的消息是目前三维打印机已经不仅仅局限于使用传统的塑料材质，而是扩展到了更广阔的范围内，例如木材，陶瓷等等相当多的材料都已经成为三维打印机的打印材料。

2.使室内设计活动更加普及

传统的室内设计行为通常发生在专业设计师的身上，因为室内设计师具有专业背景，一般来说他们对于色彩、造型、空间、灯光等方面具有独到的见解和深厚的设计经验。

但是我们也要看到，虽然委托方没有独立设计的能力或相关资质，但是设计行为是人类有意识的行为，设计活动贯穿于人类的整个发展史，人们对于美好的事物有天然的追求。因此设计行为不是设计师特有的技能而是人们普遍具有的能力。从历史上来看室内设计是画家，艺术工作者，设计师的专利，这是因为他们具有专业的绘图技能和大量的设计机会实践自己的设计理念，委托方需要他们帮助自己完成设计，因此要求设计师提供尽可能符合真实状态的设计效果图以便能够更真切的体会到设计的整体方案。但是从表现手段来讲，效果图只能通过某个角度来反映设计效果，并不能全面反映设计的内容，因此不论效果图制作的多么真实、漂亮，总会让人无法直观感受到设计的总体方案。三维打印机的出现则从一定程度上避免了效果图不够直观的问题，由于模型具有高度的直观性因此可以消解委托方和设计方对于设计方案沟通的障碍，进一步降低设计的难度，因此可以将设计的难度进一步降低，打将会大大有助于室内设计方案的进行。

而同时，对于一些有能力制作三维模型的委托方，他们也可以通过三维打印机来制作出体现自己设计想法的模型，通过这种方式和设计者之间进行有效的交流，也能够快速直观地表达自己的想法和意愿。

四、总结

三维打印由于其快速，高效，直观的特点，是今后制造业发展的大势所趋。虽然目前三维打印还有很多不尽如人意的地方，例如价格不够低廉、不够普及，但我们也应但看到，作为一种新型工具，它能够提供给设计师新的设计表达方式和施工手段，能够为设计行业提供快速、有效的新产品、新造型，在设计行业中具有无可替代的作用。因此我们应当积极看待这种新型技术，将它引入到室内设计行业中。