摘要：工业设计是工业生产的基础环节，设计合理是否将直接影响到后续的生产活动有序开展。3D打印技术作为一种快速成型技术，在工业设计应用中可以满足设计需要，改善以往生产技术中的局限性，提升生产效率和生产质量。通过3D打印技术，可以实现对塑料和金属材料加工，提升加工效率和加工质量，在满足企业生产需要的同时，带来更大的经济效益。本文阐述了3D打印的概念，探讨了3D打印技术在工业设计上的应用，分析了3D打印技术对工业设计的影响。
关键词：3D打印；工业设计；应用；影响
Abstract：industrial design is the basic link of industrial production. Whether a reasonable design will directly affect the orderly development of subsequent production activities. As a kind of rapid prototyping technology，3D printing technology can meet the design needs in the application of industrial design，improve the limitations in the previous production technology，and improve production efficiency and production quality. The 3D printing technology can realize the processing of plastics and metal materials，improve the processing efficiency and quality，and bring greater economic benefits while meeting the production needs of enterprises. This paper expounds the concept of 3D printing，discusses the application of 3D printing in industrial design，and analyzes the influence of 3D printing on industrial design.
Keywords：3D printing；Industrial design；Application；impact
引言
3D打印技术是快速成形技术的一种，可以实现大规模的个性化生产，可以制造出传统生产技术无法制造出的产品。3D打印技术改变了金属、塑料等原料传统的加工、装配模式，实现了随时、随地、按需进行生产，是促进制造业全面升级、实现工业4.0、促进工业设计发展的重要因素。
一、3D打印技术概述
1.1 3D打印技术原理
3D打印技术是快速成型技术中较为典型的一种技术，主要是迎合机械工程、计算机数控技术、分层制作技术和CAD技术快速发展背景下衍生而来的制造技术。3D打印技术以计算机三位数字模型为基础，使用配套软件将其分为多个层次，借助热熔喷嘴和激光束逐层堆积黏结，可以有效提升产品生产质量，满足市场上对产品的个性化需求。
1.2 3D打印技术的常见细分类别及可使用材料。
常见的3D打印技术根据成型技术的不同可以分为下表几个类别：
1.3 3D打印的优势
3D打印技术是大批量生产形式向小批量、个性化生产形式发展的引领技术，其突出优势在于生产结构、外观复杂的物品而不增加成本、多样化不增加成本，在于无须组装、零时间交付、设计空间无限、零技能制造、不占空间、便携制、减少废弃副产品、材料无限组合及精确的实体复制。
二、工业设计中3D打印技术的应用
1）制作概念模型：在工业设计中，为了可以充分发挥3D打印技术优势，首先需要结合实际需要制作概念模型和功能原型。以往的工业设计中，需要反复制作不同类型的模型和零件，具有工作周期长、精度差和成本高的缺点。而3D打印技术的应用，可以实现零件和模型的高精度制作，有效提升工业设计效率和设计质量。
2）工具的制作：工业设计是一个复杂的过程，不同产品在设计过程中需要借助不同的工具和设备辅助作业活动开展，而工业设计中使用的工具绝大多数需要设计师自行制作。为了满足这一需求，可以通过3D打印技术实现，缩短设计周期，降低人工劳动强度，实现工具的高精度制作。3D打印技术工具制作可以有效缩短时间和成本，提升设计效率和设计质量，设计出更符合社会需要的产品。
3）小规模生产：3D打印技术的创新和发展，可以有效缩短打印成本和时间，通过丰富的打印方式和材料，实现产品的小规模生产。相较于传统加工工艺而言，生产时间少、成本低优势较为突出，可以有效打破时间和空间的限制，如果生产需要，可以随时停止生产，对生产计划进行二次变更和修改，生产更多高质量的工业产品。
三、3D打印对工业设计的影响
3.1提高设计制造精度
相较于传统手工制造的模型样机表面质量不高，产品外观逼真程度较差，可装配性不强等弊端，3D打印能够代替“工匠”的劳动，使得模型变得更合理、更精密、更符合实际的需要。
3.2复杂模型的直接制造
利用3D打印机制作出来的模具几乎不受零件的形状和结构的任何约束，尤其在加工复杂曲面时更显其优越的性能，设计师只要在电脑上完成产品设计（CAD），并编写好加工流程，计算机与数控设备将一道自动完成造型过程。而且随着3D打印技术的发展，可用于制造的原型材料日渐丰富，性能也日趋完善，一些非金属快速原型已有较好的机械强度和热稳定性，可以直接用作模具或是生产成品。
3.3加快产品开发周期，提高效率
上市时间是消费者关注的一个重要因素，也是影响资本企业利润的重要方面。产品的设计周期越长，上市的就会更晚，从而企业获得的利润也会更低。所以，一般认为公司应加快产品上市时间。缩短从设计图形到3D模型的转换时间是缩短产品开发过程中的产品开发周期的唯一方法。使用相同量的材料制造产品，当前3D打印机的生产效率是传统方式的3倍，并且随着3D打印技术的引入和发展可以快速使产品原型迭代，优化设计过程，缩短设计开发时间，提高企业效率和利润。
3.4降低新产品开发的风险
原则上只要你在计算机上设计模型形状，真正的对象可以由3D打印机打印，你还可以自由决定你想要打印多少。因此，它可以实现零库存，公司可以根据顺序生产。这对于新成立的公司或者投资者是一个非常好的消息，因为新产品开发的成本和风险都降低了。
3.5使定制更容易和更便宜
传统产品设计基于大规模生产，其基本模式是根据消费者需求的变化来适应有限的风格和规模，并且它会忽视用户的差异。然而随着时代的发展，个性消费需求正在增长。虽然有些学者和企业都提各种方式如大规模定制模式来满足个性化需求，然而，由于其制造模式是基于批量生产，它不能从根本上满足用户的个性需求。3D打印体现了个性化和智能的强大特点，其基本原理使其可以进行个性化设计和制造。用户可以通过使用3D打印机更容易定制自己的个性化产品。而且其方式也更简单和便宜。
四、3D打印对设计师和消费者的影响
随着经济的发展，大众需求的多元化、个性化和小批量、多品种已经成为现代消费的发展趋势，从高级定制服装、饰品、家具，到汽车、游艇等等各个领域。3D打印的应用，一方面设计师现在可以尽情的拓展想象空间，把在虚拟世界中创造“作品”带到现实生活中进行修改、完善和再创新，将设计图纸快速成型使之具象化。通过3D打印提供的实体模型不仅充分调动设计师的想象力与创造力，也有助于检验消费者对产品的兴趣与认可度。从长远来看，这对设计师审美品位、设计能力的不断提升大有裨益。此外，3D打印对设计师还产生了诸多影响：独立设计师可依靠3D打印技术将自己的创意变成真实的产品，从而催生了大量独立设计师及设计品牌；设计的社会化趋势将会打破以往设计组织的僵硬的结构划分，消费者获得了自己设计、生产产品的权力。另一方面，随着3D打印能力的不断进步，消费者将不再是产品被动的接受者，他们甚至可以成为“设计师”兼“工程师”，在家亲自动手生产专属自己的物品。除此之外，几乎所有的产品均可打上消费者个性化的印记，生产商只需要提供一个平台，消费者就能够依据个人的喜好对产品进行设计。产品对消费者而言将不再是一成不变、大同小异的旧面孔，每个消费者手中的产品都可以变得独一无二和与众不同。
五、结束语
综上所述，工业设计是一项复杂的过程，传统工艺需要耗费大量的时间和精力，成本较高，而3D打印技术的应用，可以打破时间和空间的限制，根据生产需要高效加工生产，提升和加工效率和加工质量，降低生产成本，为企业带来更大的经济效益，对于企业长远生存和发展具有重要的促进作用。
参考文献：
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论文作者:李莎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
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