3D打印技术在个性化创意设计中的应用

肖潇

武汉交通职业学院，武汉430065

一、引言

3D打印是一种快速成型技术，实用、迅捷，并且成本低亷，属于新兴的科技成果。它以数字模型的三维文件为基础，以粉末状金属等可粘合的材料为可塑型材料，运用相关软件依托数字技术，通过3D输出装置以“打印”立体化的产品。“这一科技手段的应用，可以在较短时间内将二维信息内容转化为形象、立体的三维实物模型”[1]，因此就为世界范围内个性化创意产品的研究、设计以及应用带来了前所未有的影响与不可估量的前景。

二、3D打印技术在个性化创意设计中的优势

1.扩张了设计师的想象空间

3D打印为设计师的设计拓展了想象的空间。传统设计师在以往都是通过自身的努力而独立承担设计任务的，但是后工业时代的今天，他们通过构建有效的设计平台，扮演着“设计组织者”这一新的角色。3D打印就是计算机借助三维软件完成模型塑造，然后以STL的文件格式传送到3D打印机上，再由3D打印机识别到片层截面，最后完成文件的输出打印。这里提及的“截面”，是物品的一种表面形态，是依靠多个三角形面模拟设计而成的，三角形面越小，其所打印的物体就愈发精细。因此设计师就能够更加专注产品的形态创意和功能创新，并且更加地运用自如，将产品的形态、功能设计得更好。从这个层面上言，3D打印要比传统的个性化创意设计和手板模型制作等方式便捷许多。

2.缩短了设计到成型的周期

3D打印技术有效地缩短了从个性化创意设计到成型的整个周期。现今社会不断地发展，消费者的口味也在不断地变化，而3D打印技术可以有效地应对市场，帮助厂家不断适应消费者欣赏水平的变化，设计师则可以依靠互联网这个广阔的开放性平台实施产品设计，加大“利基产品”的开发与生产，缩短产品的生产周期，从而进入产品经营的长尾时代。需要指出，3D打印更加适合小规模的生产制造，特别方便个别特殊零部件制造这样的高端定制产品。同时，金属材料势必在未来的发展中取代塑料，被运用到3D打印之中，成为未来个性化创意设计中重要的技术和使用新材料的支撑。

3.降低了创意设计的成本

个性化创意设计中，3D打印产品所需的原材料和能源消耗相对要少得多，仅是传统制作的1/10，无需价格昂贵的模具来完成生产注塑，不仅节约了研发、设计的成本，而且降低了企业因为开模不当所带来的损失和风险。同时，3D打印可以实现复杂的曲面制造和丰富的造型设计，能为客户提供更多的选择，满足其个性化的要求。此外，“3D打印产品还可以通过远程传输，实现异地快捷传送和打印，更加方便迅速，还节省了运输成本，避免社会了资源的浪费。”[2]3D打印的问世，对于个性化产品设计不仅是技术的革新，更是其社会价值的提高，它为消费者提供了更多的个性化设计，能够满足更多人的个性化需求以及高层次的追求。

三、3D打印技术与个性化创意设计理念的融合

传统的个性化创意设计受工业革命影响以大批量生产方式为主，所以就很难做到设计的差异性和个性化。在大批量生产方式下，消费者所购买的商品都是一样的，其个性化需求遭到了严重的忽视。而3D打印技术则更加符合个性化创意设计的理念，能够满足人们各种不同的需求。比如鞋子的设计，3D打印技术会根据人的脚型、运动习惯、心理特征等设计出不同款式和功能的鞋，这种设计更加人性化，更加贴近生活。3D打印技术使想象成为可能，将这种技术应用于个性化创意设计中，根据消费者的需求和喜好，抑或是产品使用的情景实施针对性设计，人们因此也就认真享受了个性化设计带来的愉悦及快乐。

四、3D打印技术在产品细节设计中的应用

“增材制造”作为引领大批量制造模式向个性化制造模式转变的一项重要技术，在降低成本、提高效率以及应对制造结构复杂的产品等方面具有明显的优势。通过增材制造，可以改变以往产品造型和结构设计的局限性，达到产品创新的目标。

1.产品造型

“产品造型的设计在时代发展和科技进步的当下，有了长足的发展，加上人文艺术的发展，工业设计师的设计造型更是取得了较大的进步。”[3]3D打印技术在个性化创意设计中的发展和应用，使产品摆脱了以往设计的局限，设计师的想象力不再是产品造型设计的唯一源泉。无论任何复杂的外观，都可以通过3D打印机打印出来。产品造型设计更加的多元，使得原本就有的技术含量、经济属性、环境属性、人机属性以及美学属性等要素之中的美学属性的比重越来越高，产品造型的艺术化设计广受推崇，而消费者的审美观念也因产品造型相关元素的改变而有新的变化。

2.产品结构

3D打印实现了将复杂的产品结构转化为极其简单化的设计与制作，而且产品的结构设计逐渐趋于一体化。在目前生产工艺的条件下，一般性的产品主要是通过一些部件组装而形成产品的主体结构。这种经过组装而成的产品，其质量、体积、复杂度以及故障的几率都在增大，而且在生产和组装的过程中造成了材料和能源的浪费。3D打印技术依靠一体化的设计，使得产品结构更加简单，某些特殊铰接结构甚至可以不经过组装，而只需要一些辅助性材料就可以一次成型。这种制作方式无论是在产品的耐用性还是生产效率的提高上都有着革命性的变化。

五、3D打印技术在个性化创意设计中的运用

1.良好的设计交流媒介

目前个性化创意设计流程受到越来越多的设计师的重视，这是因为设计流程的作用重大：流程涉及并慎重考虑了产品生命周期的各个阶段性因素，重视后续环节中可能出现的问题，及时分析并予以解决，尽可能减少设计的反复，缩短开发的时间。在产品并行设计条件下，尽量实现产品开发过程中各个环节和各个要素间的协同运行，同时操作。另外，在产品并行设计的过程中，要加强设计团队之间的交流和讨论，以便更好地推进设计进程。顺畅而又高效的交流会加速个性化创意设计的成功率。重要的是，在产品概念设计环节，设计师要避免只依靠抽象的2D平面图纸作为媒介进行方案的讨论与对比，可以借助手工制作的概念草模以辅助讨论和研究，增强设计的直观性，但其精度、质感和触感等方面同概念设计的预期是有极大的差距的，这些无疑成了限制设计团队设计概念交流和有效实施的影响因子。3D打印在概念模型精准性上有着极大的优势，它可以使设计讨论更加顺畅，时间大大缩短。整个设计团队的每个成员甚至包括产品用户都可以清楚直观地看到和触摸到这些模型，能够比较其结构、外型以及功能的不同与差异，进而做出选择。3D打印制作的概念模型可以明确地反映产品概念存在的问题，并能方便修改，不断完善产品概念。

2.快速产品成型

个性化创意设计开发周期的缩短，能提高产品投入市场的时间，从而获得更多市场的份额。如果制作时间过长，就会成为缩短上市时间的障碍。设计团队通过产品原型的性能测试和工程评价，对设计缺陷及早反馈，可以最大限度地规避产品开发的风险。3D打印技术的应用可以缩短产品原型制作的时间，将花费几天或者几个星期缩减至几个小时。另外，使用3D打印制作原型，能够规避原型制作外包可能造成的知识产权泄露的风险。

六、3D打印技术对设计产业的影响

1.独立设计师与品牌的崛起

传统的个性化创意设计模式受原有生产方式的限制，并且只是由与制造商利益相关的专业设计师主导其产品的设计。伴随着3D打印技术的发展，减少了设计师对传统工业的高度依赖。设计师可以将自己的思想变成现实产品，可以自由地选择制造商，或者创立自己的独立品牌，而不再受制造商的约束，同时还避免了信息交流不畅造成的产品质量问题而带来创作时间的延长和精力的耗费；有时小批量产品的生产采用大批量的生产模式就意味着产品成本的提高，影响了产品的升级换代以及推广。3D打印技术的应用，可以建造一个自由的平台，让设计师自行设计，然后选择渠道或者网络以销售产品，还可以依照订单进行生产，减少库存，而能有效地规避市场风险。

2.“广泛性”设计的兴起

由于企业对生产环节的垄断，使得目前产品的设计与开发几乎全被企业所掌控，而具体的过程则由设计师执行，这就出现了消费者只能被动接受产品设计的现状，于是消费者的需求和个性化创意设计之间被人为的划出了一道鸿沟。3D打印技术的运用，改变了这种现状，使此前大批量集中化的制造变为分散的小批量的“广泛性”制造。每个消费者都可以成为产品的设计者和生产者，特别是一些设计和研发能力、创新能力比较强的设计师，可以顺利地将自己的构思变为设计的现实。同时，也打破了消费者和产品设计间割裂的现状，消费者对设计过程和生产过程的影响更大，设计师再也不是只靠自己一人独立支撑产品的整个设计，而是通过创建设计平台，借助社会力量来完成产品的设计。

七、结语

3D打印技术在个性化创意设计中兴起了一场革命，影响了设计领域的方方面面。设计师没有必要固守自身想象力的牢笼，可以有效组织设计平台，将想象力和创造力予以尽情释放；设计师还可以通过3D打印技术将想象尽快变为现实，创立具有独特个性的独立品牌。随着设计的“广泛性”，以往设计组织的僵化结构将不复存在，而产品设计也会逐步向消费者靠拢。

[1]刘勇利.浅谈3D打印技术在产品设计中的应用[J].中国新技术新产品，2013(7)：58-59.

[2]王月圆，杨萍.3D打印技术及其发展趋势[J].印刷，2013（4）：122-123.

[3]张楠，李飞.3D打印技术的发展与应用对未来产品设计的影响[J].机械设计2013(7)：91.交互设计中认真实施扁平化设计——对此形式的运用，是“当代主义”在交互设计中的重要体现。