3D 打印技术下首饰生产现状及前景分析
王笑梅
(南阳师范学院珠宝玉雕学院，河南 南阳 473000)
摘 要： 3D打印技术于上世纪90年代应用在首饰设计行业中，给首饰设计行业注入了新的活力。论述了3D打印技术下的首饰生产现状，分析了3D打印技术应用在首饰生产中的可行性，并对其未来发展做出展望，目的是让3D打印在首饰生产应用中得到更好的普及。
关键词： 3D打印；首饰生产；现状；前景
3D打印作为一种高效快速的原型制造技术被广泛应用在首饰制造领域，该技术将虚拟数字智能化技术与实际产品连接在一起，以实际应用为导向，可以弥补首饰制作传统工艺的不足，为首饰设计人员提供了更多的设计自由度，一些打印工艺的性能和效果也逐渐被首饰制造界认可，成为首饰生产商和首饰设计专业高校进行首饰生产的重要手段之一。
1 3D 打印技术下的首饰生产现状
3D打印在首饰生产中的成型，需要首先运用三维软件在电脑中设计出首饰造型的数字模型方案，之后输出符合3D打印机支持的STL文件或者3DP文件并进入打印阶段。简单来说需要模型建立——分层处理——逐层打印这三个阶段，在实际生产中根据实际情况，需要对设计文件进行优化处理，包括考虑支撑结构，分层处理等，在准备工作完成后，即可通过不同3D打印机打印出实物造型。
1.1 便捷的数字化技术
3D打印技术离不开智能数字化软件，利用计算机生成的数字化三维模型是3D打印的核心，正因如此，三维首饰模型的设计和制作，成为设计师工作价值的体现，设计师运用JweleCAD、Rhino、3Desingn等首饰设计建模软件，通过造型、材质、色彩、佩戴方式等首饰设计语言，以数据形式对二维或三维图形图像进行转化、存储、交换处理，结合3D打印将计算机虚拟模型进行加工制作，后期还提供立体观看和渲染模式。相比较在图纸上创作首饰效果图，计算机建模具有制作复杂模型的巨大优势，数据模型可以通过计算机进行重复修改，拥有数据共享、直观可视的极大便利，给首饰创作带来无限的可能和独一无二的效果。此外，数字化设计拉近了首饰消费者和制造商之间的关系，在最终的首饰作品成型前，消费者可以方便的对设计方案进行反复修改，消费者在设计中的参与度更高，对于定制的期望变得更强烈，推动首饰由同质化生产转向个性化定制。
1.2 多样化材料及成型方式
根据打印机原理和打印材料的不同，3D打印在首饰成型中作用为两种：一种是辅助成型；另一种是直接成型。辅助成型的设备用一些廉价材料直接打印首饰作展示，或印出蜡模用于后期金属浇铸。而直接成型的打印机可直接打印出金属实体(见表1)。
表1 首饰3D打印中常用的设备及特点
首饰行业一般应用合金、蜡、尼龙、塑料等作为打印材料，目前国内3D打印材料很多依赖进口。3D打印技术在首饰行业大规模应用的局限主要体现在材料、成本、加工速度、成型精度等方面。还有一个问题是解决多种材料的混合制造，因为只有实现了混合材料打印，才能丰富首饰的效果，创作出多元结构的首饰。
她奇怪地望着我，想了想，终于明白了，微微一笑说：“好，你先走吧！”松了手。我如获大赦一样，扛起来飞跑，像逃命。听见巴克夏对她说：“对不起，我们先走，在乡政府门口等您——”也跟了上来。
1.3 复杂形状和特殊造型的实现
在传统首饰加工的制作中，手工工艺是提高首饰附加值的重要原因， 3D打印技术可以作为辅助手段替换部分手工加工过程，以简化传统工艺的加工流程。以花丝工艺为例，人工掐丝环节耗时长且制作步骤繁琐，3D打印技术运用精确度较高的光敏树脂打印出设计好的花丝作品模型，再用失蜡浇铸法翻模，可以有效替换现有的人工掐丝环节。
人类的制造业的五个阶段分别是：少量定制——少量标准化——大批量标准化生产——大批量定制化——个性化量产，这一规律与经济水平发展相适应，随着经济的发展，居民消费水平提升，消费观念转变，个性需求增多，传统的大批量生产的同质产品已经不能满足消费者的需求，作为贵重消费品的首饰行业更需要在量产的规模下兼顾个性化需求，3D打印技术的应用顺应潮流，契合社会现状。
表2 3D打印下的首饰制造优势
1.4 简化传统手工工艺
3D打印可以将虚拟复杂的模型转化为真实存在的实体，特别是对于一些的复杂的内部中空、凹陷、互锁或者有大量规则细节图案的形状。这一方面促使首饰创意的升级，使某些只存在于思想里，在传统领域没有实用价值的创新创意设计出现在首饰创作中；另一方面推进了首饰制造的升级，某些运用传统制造方式较难成型，或者需要复杂的加工技术才能实现的特殊结构得以被制作(见表2)。
教师启发：我们得到了四种发现k1k2=-1的方法，但是教材中的方法简单直观，也是很好的思路，只因为没学过(*)就半途而废，实在可惜．能不能在α2=90° +α1的基础上得出结论呢？
传统定制首饰中小数量的铸造会让制造商造成人力物力的浪费，3D打印在小批量生产方面有显著优势，可以让定制首饰的开发更加快捷，只要设计师有了好的构思，立刻就可以运用数字化软件和打印机实现，从设计到问世的过程大大缩减，这在一定程度上降低定制首饰的成本，推进了定制首饰的普及。事实上，市场上已经存在很多定制首饰平台，马良行首饰定制网站(M-LAB)是金属饰品定制比较成熟的在线设计平台，网站的首饰定制操作流程包括品类选择、自由定制、3D打印、送货上门四个部分，消费者的下单到收到产品只需要7天，其中时间和成本的压缩都得益于3D打印技术。
1.5 压缩定制首饰的时间和成本
3D打印技术是对传统首饰加工方式的革命性突破，但是在现有的首饰生产条件下，无法完全取代花丝、镶嵌、珐琅，錾刻等传统手工工艺，对于一些连接结构，3D打印也无法一次成型，需要将部件分开打印组装，总体来说，传统工艺和3D打印技术应该是相互补充支持，共同发展完善的良性结合关系。
2 3D 打印技术应用在首饰生产中的可行性
2.1 时代背景的推动性
总体来说，在目前各方面的控制下，3D打印在首饰行业中的应用将大大改变首饰行业现有的模式，但是仍然无法取代传统的首饰加工方式，传统加工仍会在很长一段时间内占据主导地位，但是3D打印对首饰行业的影响将会逐步攀升，是首饰传统制造不可或缺的补充。
2.2 市场需求的迫切性
南水北调中线引江济汉工程开工。3月26日，全长67.23km的南水北调中线汉江中下游治理工程引江济汉工程开工。
1.2.2 观察组 采用头带固定鼻插管方法，确定气管插管成功后，在采用传统交叉固定的基础上，选用长75 cm、宽5～6 cm的具有粘合带的棉质头带，平铺于患者枕部，再将一块开刀巾对折成三角巾，包绕患者额部后用胶带粘合，再用棉质头带粘合三角巾，1块5 cm×5 cm的海绵垫于患者的额部正中放上气管导管连接的螺纹管，注意与鼻部距离适中，防止压迫于鼻部或额部任何部分，将气管导管连接的螺纹管、海绵垫和三角巾用胶布做横向与纵向的整体固定。防止螺纹管与导管脱落分离，待手术医师消毒铺巾，铺巾完毕后，巾钳固定。
3 3D 打印技术在首饰生产中的前景展望
3D打印技术作为智能制造的一种，得到了国家和政府的大力支持，在工业4.0背景下，国家相继出台《中国制造2025》、《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》等政策文件，为3D打印的发展提供政策保障和技术支持。首饰行业作为传统古老的制造业，亟待转型升级，可以抓住这个机会运用智能技术提高生产效率，同时拉动行业技术水平，促进从业人员的更新换代及素质提升。
3.1 重塑首饰商业的价值链
3D打印使实体可以转化为数据，间接改变了首饰销售模式，可以大胆预测，未来销售将有买卖实物转变为买卖数据，首饰制造者可以通过互联网销售再生产，滞销的风险被降到最低，3D打印具有“即需即印”的便捷性，首饰销售者无需生产实物，只需展示不同的设计款式，由消费者下单购买设计数据，当消费者下单后，再开始打印制造，然后迅速送货上门，这种模式下首饰物流和库存管理可能不再存在，避免了在物流中产生的贵重首饰的高额保价费，以及库存高价首饰材料的风险性。
1）交叉模式：如果发射器连接交点，则发生交点模式.发射机将计算所有连接路段的权重，并选择最小权重来传输数据包.考虑计算的距离和连通概率，考虑到多层结构的影响，用RAR中的3-D欧几里德距离来定义距离.
3.2 传统制造到智能创作的改变
有“世界工厂”之名的“中国制造”正努力转向“中国智造”，首饰制造业在中国起步较晚，但在智能技术领域，我国和国际水平相差不大，基本在同一起跑线上。智能穿戴首饰在装饰佩戴之外具有使用的功能意义，结合智能数字化的可穿戴首饰产品必将是未来首饰的一大亮点。3D打印是先进制造业的代表，可以与智能数字化完美的契合，包括3D扫描，虚拟展示等，在未来可以把人工智能从计算机拓展到现实世界，利用3D技术直接打印具有感知和其他能力的智能首饰，这些数字技术推动首饰由传统制造转向智能创作，更具时代性。比如将装饰在手腕上的首饰，加入智能感知设备，成为一款功能性穿戴首饰，再比如增加的虚拟试戴功能，可以使消费者直观感受到首饰的穿戴效果。在未来，珠宝首饰企业要更新传统的设计和生产理念，要运用智能技术抓住市场，坚持科技创新，持续推进3D打印技术，人工智能，机器人数字化等高技术服务应用于首饰制造业之中，做大、做强“高端首饰制造”。
3.3 大规模生产到私人定制的转变
传统定制化首饰属于小众需求，因此成本高昂，传统的批量化首饰生产为了满足大多数消费者的需求，往往款式比较单一，在选择首饰产品时，众多消费者花费时间和精力寻找合适的首饰款式。3D打印引入首饰生产可以将消费者的购买对象由实体转化为数据，数字化软件使设计师的门槛降低，消费者自身转变为设计师，可以自行设计并具有生产能力。同时消费者对于品牌重视程度削弱，首饰定制材料的局限性也会被打破，可以预见，随着3D打印技术的发展，未来的首饰设计将会由大规模生产转向私人定制，消费者自己制作的个性化首饰将会是未来首饰生产的主流。
4 结论
3D打印是一种数字化技术，而不仅仅是制造技术，它为首饰行业提供的便捷化数字化设计、多样化材料及成型方式、复杂形状和特殊造型的实现，并且简化了传统手工工艺、压缩定制首饰的时间和成本，在时代背景的推动下，结合迫切的市场需求，这种技术将改变传统首饰的产业模式。相信在未来，3D打印将重塑首饰商业的价值链，将首饰生产从传统制造推向智能创作，并且推动首饰产品从大规模生产转向私人定制，为首饰行业转型发展带来前所未有的机遇。
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中图分类号： TB
文献标识码： A
doi： 10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.31.098
基金项目： 本文为南阳师范学院2019年度校级科研青年项目“3D打印技术在珠宝首饰中空卷曲形态设计中的应用研究”项目研究成果(2019QN026)。
作者简介： 王笑梅(1990-)， 女，河南南阳人，南阳师范学院珠宝玉雕学院教师，助教，主要从事首饰设计及制作、宝石鉴定方面的研究工作。
标签：3d打印论文; 首饰生产论文; 现状论文; 前景论文; 南阳师范学院珠宝玉雕学院论文;