3D打印技术在设计透视学课程中单体家具设计的应用初探

王阳漫

摘 要：本文以透视学课程中室内空间家具设计为出发点，运用分析、比较、例证的研究方法，通过对3D打印技术的分析，了解3D打印技机为学生在课堂上体验和使用最前沿的设计和制造技术提供了载体，使学生可以更加开放地进行高水平的技术设计和技术制作活动，探讨3D打印机在通用技术课堂上的应用。

关键词：3D打印 透视 家具设计 应用

一、3D打印技术的概念

我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。[1]

二、透视在家居设计教学中的应用

透视学课程与绘画联系紧密，主要研究造型如何使用线条或色彩在平面上体现空间立体感，在建筑速写领域具有深远意义。利用透视学能够在纸上快速画出建筑的结构、形态、色彩等，在空间建筑的领域内得到了广泛的研究。本文针对透视学的透视原理、空间结构组织、表现特征等，简要分析透视学在建筑速写中的空间体现。

透视知识是家具设计教学中的一个重要的部分，而透视在家具设计中的运用得如何直接影响到家具效果图绘制的正确性，所以透视的把握以及正确的绘制是整个家具设计基础教学中的一个关键的环节。它主要以训练学生的实际操作能力为主，同时提高学生的观察分析能力、创造思维能力和审美能力。[2]

我们通过分析透视在家具绘图中的重要性和学习透视在家具绘图设计中的运用方法步骤来进行教学，透视是否正确直接影响到物体的成型。[3]

三、单体家具的设计在室内空间中的作用及功能

“家具”在字意上是指室内生活所应用的器具，是使建筑室内产生具体实用价值的必要设施。家具设计是在用途、经济、工艺材料、生产制造等条件的制约下做成图样方案的过程，是艺术和技术相结合的设计活动。家具的使用对象、使用功能，是家具设计的基本依据。家具设计过程就是围绕家具与人的关系，科学合理地构成材料、结构、工艺与家具功能的和谐统一。家具设计在一定程度上属于工业设计的范畴，设计前需要一定的市场分析，而设计后一般会投入批量化生产。

1.家具在室内空间中的作用和功能

人的居住行为决定了住宅室内空间形式。居住行为具有时间上的连续性，所以空间的创造不仅仅是在二维或三维上的，而是时空连续的四维表现艺术。家具以满足居住行为为基本目的，以视觉表现为更高追求，是室内环境的主要构成因素和体现者，在室内空间中有着重要的作用和功能。

2.空间中家具的尺寸必须相称

家具配置必须做到由空间尺度决定家具尺度，由三个方面来说明：

（1）家具作为室内空间的主体，是空间中的主体色，在空间中占据了较大的体量，对室内环境的影响是不可避免的。家具数量是控制和造型风格的选择，会直接决定室内空间舒适度的高低。所以在配置家具式一定要以空间的尺度为基准，严格空间家具的体量关系，做到宁缺毋滥，少而精准。

（2）家具配置应有重点有选择地摆放，真正起到实用又美化的作用。家具过多会给人以杂乱无章的感觉。讲求选择的精准，摆放的合理。家具的布局要突出个性、富有特色。由于每个人的个人偏好、职业、情趣的差异性，家具陈设的布置也不可能是单调的千篇一律，所以，在进行家具的配置设计时，应充分考虑居室空间的大小，个人的偏好和职业的特点，有目的地进行选择和陈设。比如知识分子家庭可以以书柜和写字台为核心规划居室，使居室充满文化氛围。同时可以通过色调视觉来调节家具在空间的尺度感。

四、如何将3D打印技术应用于透视学室内单体设计中

事实上，3D打印技术要成为主流的生产制造技术还尚需时日。例如

1.神奇的超级3D打印机：比如，未来在月球基地中生活的宇航员可以使用这款3D打印机，将月球上岩石或者特殊材料“打印”成所需要的工具。

2.3D打印建筑：荷兰阿姆斯特丹建筑大学的建筑设计师简加普·鲁基森纳斯（Janjaap Ruijssenaars）设计了全球第一座3D打印建筑物“Landscape House”，而且特别模拟了奇特的莫比乌斯环。[4]

通过以上案例说明，我们是可以将3D打印技术应用在在透视学场景家居设计学习中，从发展情况来看，通过对3D打印技术的了解，发现家具的发展受到很多问题的限制，而3D打印技术正好可以弥补家具成刑工艺的不足，具有无可比拟拟的优势。3D打印技术虽然在个球家具行业已经得到快速发展，通过3D打印技术，能够生产出成本低、周期短、效率高的小批址家具部件，但其还处于发展阶段，尤其是在中国，3D打印技术在家具领域的应用仍不成熟，技术基础尚不完善. 面临着各种问题，例如制作成本高、材料种类少、打印精度低等。

计算机辅助设计是3D打印技术的基础，基于AUTOCAD工程软件与三维建模软件结合使用，建立高度精细的3D家具模型，这就需要有精通3D计算机辅助设计的专业人才来实现。

3.打印至2013年为止仍停留在“高级玩具”阶段，并没有实现成熟的产业化。国内3D打印主要有清华大学、华中科技大学、西安交通大学、华南理工大学、北京航空航天大学等高校教授带领的科研团队。在他们的引领下，中国3D打印取得了一定的成效，不少3D打印联盟相继成立，3D打印企业也层出不穷，3D打印也能打印出无人驾驶小型飞机、文物、小零件、食物、自行车、小建筑等，令人耳目一新。所以我们可以利用该技术进行空间、沙发、椅子，餐桌等物体的设计，实现立体化教学成果。

结语

本文通过研究3D打印技术的功能，结合《设计透视学》课程中的单体家居设计，以及家具配置形式，以及室內设计和家具设计的发展，分析出3D打印技术实现单体家具模型的可用性，得出以下结论：3D打印技术印技术在在使用时也存在着存在一个很大的制约因素，精通3D打印的专业人员，在实际的3D家具模型打印过程中需要运川用大量家具结构、工程方面的知识以及精细的技巧.并且可以根据实际情况进行调，打印完成后还需要大量磨削、烧结、切割、组装等手下工序，但是利用3D打印技术实现透视学教学是我们在教学模式中的一种创新。

参考文献

[1]2017年3D打印机将崛起 市值有望50亿美元 .中国3D打印产业网.2013-03-24

[2]3D打印技术的发展现状及前景分析王雪莹 - 《中国高新技术企业》

[3]3D打印材料介绍 .叁迪网.

[4]人性化家具设计的透析与拓展《合肥工业大学》， 2006