3D打印在创意设计中的有效应用

王志祥

摘要：作为一种快速成型的新型技术，3D打印技术的突破性无疑是非常巨大的。对于创新设计来说，其本身对于设计时间、设计结构、产品成型以及材料的塑造性要求较高，而3D打印技术正好具备较高的时效性和塑造性，而且能够让产品更具个性，这些特征都符合创新设计的设计要求以及设计理念。3D打印技术的应用不仅仅降低了产品设计和生产成本，而且极大的压缩了成品的生产时间，而且还提高了产品的稳定性和耐用性。笔者根据相关文献，对3D打印技术进行讨论，并探讨其在创意设计中的应用。

关键词：3D打印；创意设计；应用

3D打印技术的出现对于创意设计领域来说有着较大的现实意义，可以说3D打印直接改变了产品的设计路径以及生产方式。相较于传统的创意设计，3D打印本身具有成型快，易塑造，规模小，成本低以及操作便利等诸多优势，而且能够进行个性化的定制生产，这些特性与创新设计的契合度是非常高的，因此3D打印也在创新设计领域得到了深度应用。而3D打印本身也改变了设计者的设计思路，改变了产品的设计路径，让创新设计有了新的特性。

1 3D打印技术概述

3D打印技术是一种典型的快速成型技术，本身是建立在计算机技术和数字模型基础之上的，并且通过可粘合材料等来进行逐层打印的方式来进行标的物的制作。对于3D打印来说，其本身由FDM、SLS、LENS、3DP、LOM以及SLA几种成熟工艺。[1]笔者根据其自身特点，选取FDM、SLS以及LOM这几种较为典型的打印技术进行讲解。

1.1 FDM（Fused Deposition Modeling）

该技术主要是通过对热熔材料的融化喷覆来进行产品的制作设计，并通过层层热熔冷却覆盖来制作最终成品。在进行实际的设计使用时，FDM会先构建基础实物模型，进行轮廓打印，在轮廓打印之后再利用其打印头来进行后续填充。对于FDM技术来说，其本身的精确度并没有其他几种3D打印技术高，因为其本身是采取的熔融沉积模式，因此在实际操作时，会因为一些特殊金属材料的特殊属性以及热熔金属的冷却性质和冷却时间等造成边缘沉积，并最终出现条纹效果。

1.2 LOM

LOM技术也是通过基础的数字模型文件，将单体打印材料进行三维实体转变，并且通过数据指令将这些三维实体进行切割成型。[2]对三维实体的外形进行最终打印，并且通过逐层切割打印来将这些单个三维实体进行按压融合，并且形成最终的模型产品。

1.3 SLS（Selecting Laser Sintering）

SLS技术是一种激光烧结技术，是以计算机控制为手段，以数据模型为基础，利用激光烧结来进行的3D打印。[3]不同于FDM以及LOM技术，SLS本身对于材料的要求并不高，类似于金属粉、TPU以及尼龙等材料，这些都能够用于产品制作，因此其使用的范围也最广泛，而成型材料的宽泛也是SLS最大的优势。设计师在进行产品设计时能够选取更多的材料，例如对于一些轮廓复杂的产品，就可以选择相对柔软的TPU，而对于一些艺术品来说，则可以选择金属粉等坚硬的材料。[4]

2 3D打印在创意设计中的应用

2.1 3D打印技术与创意设计理念的融合

创新设计本身对于创新个性化、特色化的要求较高，并且十分注重产品的差异化。但是，传统的产品设计往往会因为追求量产而忽视了产品本身的个性，许多产品都是进行批量生产的，因此也失去了产品原有的特色。而将3D打印技术进行应用，能够强调产品的特性，强调产品的差异化，这就与创新设计的内涵和设计理念有了重合，因此3D打印技术更加符合個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。[5]

2.2 产品造型

对于创意产品来说，造型在产品设计中占了较大的篇幅。造型设计本身就是利用线条与线条之间的碰撞，色彩和图形的组合来制造一个冲击力的表现形式，并且将现代技术与艺术审美结合。而3D打印技术的应用则极大的扩宽了设计师的设计思路，摆脱了传统的设计理念以及设计模式，让设计师从传统造型设计中解放了出来。无论是多么复杂的造型，多么曲折的结构，都可以通过3D打印技术将其打印出来。

2.3 产品结构

作为一种典型的快速打印技术，3D打印技术本身是建立在计算机技术和数字模型基础之上的，并且通过可粘合材料等来进行逐层打印的方式来进行标的物的制作。这也就表明了，无论是多么复杂的设计，无论是多么精细的涉及结构，3D打印都能够完美的将这些设计进行制作，实现设计与结构与制作的一体化。对传统产品设计来说，不仅需要对多种部件组装，而且这种组装产品本身的稳定性较差，质量无法得到保障。但是3D打印技术的应用能够将产品结构进行整体把握，将设计、结构、制作融于一体，极大的推动了创新设计领域的前进。

3 结语

3D打印技术在创新设计中的应用极大的提高了创新设计的整体水平，相较于传统的创意设计，3D打印具有成型快，易塑造，规模小，成本低以及操作便利等诸多优势，而且能够进行个性化的定制生产，这些特性与创新设计的契合度较高。而且，在创意设计领域，3D打印技术可以满足个性化产品需求和实现复杂结构产品制造，这激发了设计师的创作灵感，将设计师与普通人紧密地连接在一起，为创意设计带来新的生命力，其发展前景十分广阔。同时，3D打印技术也存在一些设计、技术和推广上的问题，今后，随着这项技术的成熟与发展，必将在创意设计领域得到更加广泛的应用。

参考文献：

[1]张景龙，张剑波. 3D打印技术在高校创新创业教育中的应用[J]. 张家口职业技术学院学报，2016，29（04）：6063.

[2]李嵇扬.用户体验背景下的产品创意设计探讨——以儿童3D打印义肢为例[J].中国培训，2016（18）：2425.

[3]屠莉，奚达新. 3D打印在高校大学生中的创新教育实践研究[J].计算机教育，2017（08）：159162.

[4]陈卫东，褚乐阳，杨丽，叶新东. 4D打印技术及其教育应用展望——兼论与“人工智能+教育”的融合[J].远程教育杂志，2018，36（01）：2738.

[5]许力. 3D打印技术在汉字创意设计实践中的应用[J]. 北京印刷学院学报，2016，24（01）：4445.