李建美

摘 要：3D打印技術(shù)經(jīng)過20多年的發(fā)展，已被人們熟知。雖然3D打印會(huì)受到材料、軟件和加工成本等因素的影響，還無法真正普及，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和科研力度的不斷加大，3D打印在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮巨大的作用，尤其是在產(chǎn)品制造方面。隨著3D打印技術(shù)的出現(xiàn)和普及，必將會(huì)沖擊以模具制造為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈條。

關(guān)鍵詞：3D打??；模具制造；工業(yè)設(shè)計(jì)；制造業(yè)

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.099

1 3D打印技術(shù)的發(fā)展

所謂“3D打印”，其學(xué)術(shù)名稱為快速成型技術(shù)，也稱為增材制造技術(shù)，即通過逐層增加材料生成3D實(shí)體。

打印材料是制約3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的首要原因。由于采用加法式的加工方式，所以，被打印產(chǎn)品的材質(zhì)必須具有較高可塑性，而現(xiàn)有的可用于3D打印的材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際生產(chǎn)的需求。此外，材料的供給也是制約3D打印廣泛應(yīng)用于中小型企業(yè)的重要原因。

2 3D打印改變了產(chǎn)品流程

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)不僅使人們的視野從平面二維角度轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw角度，它還引發(fā)了產(chǎn)品流程的轉(zhuǎn)變。

目前，多數(shù)產(chǎn)品的流程為“設(shè)計(jì)→生產(chǎn)→銷售→回收”。一個(gè)產(chǎn)品的發(fā)展周期是指從設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)完成、開發(fā)產(chǎn)品模具、大規(guī)模生產(chǎn)制造、推向市場(chǎng)、動(dòng)用各種營銷手段銷售、產(chǎn)品報(bào)廢到回收利用的整個(gè)過程。

但隨著3D打印技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，這個(gè)產(chǎn)品流程已不再適合未來3D打印技術(shù)下的工業(yè)生產(chǎn)了。在未來的產(chǎn)品流程中，生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)的次序?qū)l(fā)生變化，且在基本的產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)完成后，還需要根據(jù)消費(fèi)者的需求設(shè)計(jì)出多款產(chǎn)品外觀，以滿足不同用戶的需求，或根據(jù)消費(fèi)者的特殊需求設(shè)計(jì)出特殊的外觀，這是因?yàn)?D打印制造出的產(chǎn)品具有隨心所欲變化外形的條件。因此，在未來，產(chǎn)品流程會(huì)變成為：具有選擇性的外觀設(shè)計(jì)（數(shù)字模型）→功能模擬→虛擬銷售→生產(chǎn)加工→交付訂單。

此外，3D打印技術(shù)還會(huì)加快產(chǎn)品的開發(fā)周期和上市速度，且可使消費(fèi)者參與設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，從而使產(chǎn)品更具有針對(duì)性，降低了產(chǎn)品研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，3D打印技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品更加整體、完整，增加了產(chǎn)品的安全性和美感。

3 3D打印技術(shù)與模具制造的對(duì)比分析

目前，產(chǎn)品制造主要依賴于模具制造技術(shù)，磨具制造加快了產(chǎn)品的生產(chǎn)速率，為產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代創(chuàng)造了條件，但模具制造也有其自身的局限。模具開發(fā)的技術(shù)難度大，加工產(chǎn)品的外觀不同，模具開發(fā)的技術(shù)難度也不同，外觀越復(fù)雜的產(chǎn)品，開發(fā)費(fèi)用就越高，開模時(shí)間就越長，加工成本也就越高。如果待加工的產(chǎn)品太過復(fù)雜，則模具制作很難實(shí)現(xiàn)。此外，模具制造技術(shù)還會(huì)受到市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的影響，這是因?yàn)槟＞呒庸け仨毐ＷC一定的生產(chǎn)數(shù)量，才會(huì)降低產(chǎn)品的成本，因此，企業(yè)可能會(huì)承擔(dān)高額的損失。而3D打印技術(shù)不但可以自由加工任意曲面的

產(chǎn)品，還可以縮短企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)周期。由于大量的制造可能會(huì)造成企業(yè)的巨大損失，所以，可通過3D打印生產(chǎn)少量產(chǎn)品，并觀察市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，再通過模具制造大批量生產(chǎn)，這樣模具開發(fā)技術(shù)難度大的問題可引刃而解。因此，形成了一種3D打印技術(shù)與模具制造相結(jié)合的產(chǎn)品生產(chǎn)模式，如圖1所示。

圖1 模具制造與3D打印相結(jié)合的生產(chǎn)模式分析

4 3D打印開啟了消費(fèi)者設(shè)計(jì)時(shí)代

3D打印技術(shù)的最大貢獻(xiàn)即為使每個(gè)人都能成為設(shè)計(jì)師，融入設(shè)計(jì)之中，體驗(yàn)設(shè)計(jì)給生活帶來的改變和這種改變帶來的樂趣。

但設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極為復(fù)雜的工作，需要結(jié)合眾多學(xué)科的知識(shí)，還要求有較高的審美能力。因此，使每個(gè)人都成為設(shè)計(jì)師是不現(xiàn)實(shí)的，可通過一些簡易化的改變使更多人體會(huì)到設(shè)計(jì)的樂趣，且不用花費(fèi)大量的時(shí)間和精力培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力。具體而言，設(shè)計(jì)師可通過自己的專業(yè)素質(zhì)將信息和形態(tài)進(jìn)行單元化設(shè)計(jì)，使這些單元具有一定的設(shè)計(jì)元素，隨后，消費(fèi)者可通過自己的創(chuàng)意將這些設(shè)計(jì)單元隨機(jī)組合，形成自己的作品，這樣可簡化設(shè)計(jì)，使更多的人參與到產(chǎn)品的創(chuàng)意和表達(dá)上來。

5 結(jié)束語

3D打印技術(shù)的發(fā)展和成熟不僅為企業(yè)的發(fā)展提供了良好的契機(jī)，加快了企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐，也為更多的用戶提供了展現(xiàn)想法的機(jī)會(huì)。未來的3D打印會(huì)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?，為人們的生活增添樂趣、帶來便利?/p>

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕