張文平++周倩++李慶

摘要：3D打印是一項(xiàng)革命性新型制造技術(shù)，正在使傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方式發(fā)生變革。本文對(duì)手電筒進(jìn)行了外觀和功能的創(chuàng)新，按照手繪草圖、三維建模、展板設(shè)計(jì)的步驟完成了創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程，并3D打印了實(shí)物模型。模型裝配良好，外形美觀實(shí)用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計(jì) 工業(yè)設(shè)計(jì) 3D打印

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3348文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-5349（2016）11-0243-01

工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)，也就是圍繞產(chǎn)品的材料、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工及裝飾而賦予特定產(chǎn)品以新的品質(zhì)。作為一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)觀念和方法論，工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)探討如何應(yīng)用各種先進(jìn)技術(shù)，達(dá)到產(chǎn)品的科學(xué)與藝術(shù)的高度統(tǒng)一，尋求實(shí)現(xiàn)“人-機(jī)-環(huán)境”的和諧統(tǒng)一。

本文根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，按照手繪草圖、三維建模、展板設(shè)計(jì)的步驟完成了手電筒的造型設(shè)計(jì)，并用北京太爾UP BOX 3D打印機(jī)制作了實(shí)物模型。本設(shè)計(jì)課題來(lái)自2015年山東省職業(yè)院校技能大賽“工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)與快速成型”項(xiàng)目。

一、設(shè)計(jì)要求

手電筒是日常生活中經(jīng)常用到的產(chǎn)品，主要存在的問(wèn)題：造型陳舊，功能單一，缺少審美感；尺寸較大，攜帶不方便；使用時(shí)，如果在黑暗狀態(tài)下尋找物品時(shí)，還要一只手握著手電筒，妨礙做其他一些事；產(chǎn)品造型單一。

針對(duì)以上問(wèn)題，提出如下創(chuàng)新設(shè)計(jì)要求：①燈頭設(shè)計(jì)成可旋轉(zhuǎn)90度，直立在平面上，要保持穩(wěn)定性，可以在黑暗中作為迷你燈具照明。②新設(shè)計(jì)在滿足其功能的前提下，要求曲面飽滿、廣順、色彩漂亮、協(xié)調(diào)，符合年輕人的心理喜好。③新產(chǎn)品應(yīng)具有較好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性且使用方便，有足夠的強(qiáng)度。④新產(chǎn)品具有良好的持握性，并且便于攜帶，符合人機(jī)工學(xué)。

二、新產(chǎn)品的創(chuàng)意設(shè)計(jì)

新產(chǎn)品外觀采用仿生設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)靈感來(lái)自海豚跳躍的一瞬間，曲面飽滿造型漂亮，方便持握。在此基礎(chǔ)上，我們從造型美觀、人機(jī)協(xié)調(diào)的角度，對(duì)產(chǎn)品的外部細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)及內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行了構(gòu)思，完成了新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案，手繪草圖如圖1所示。

三、產(chǎn)品數(shù)模的創(chuàng)建

運(yùn)用三維建模軟件UG，進(jìn)行產(chǎn)品的三維造型。UG軟件具有強(qiáng)大的三維造型能力，可以完成復(fù)雜曲面的造型設(shè)計(jì)。本產(chǎn)品的建模主要通過(guò)掃掠、網(wǎng)格曲面等構(gòu)面命令完成整體外形的曲面構(gòu)建，并在曲線繪制過(guò)程中，運(yùn)用曲率梳檢查曲線曲率的連續(xù)性，避免急劇變化，通過(guò)高質(zhì)量曲線的構(gòu)建，保證曲面質(zhì)量。

四、產(chǎn)品的渲染及展板

將產(chǎn)品數(shù)模導(dǎo)入KeyShot軟件中，通過(guò)對(duì)環(huán)境和燈光的設(shè)定，完成產(chǎn)品的渲染，后用PS進(jìn)行了產(chǎn)品展板設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品的配色方案和細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)展示，并通過(guò)爆炸圖對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。在創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程中，隨著對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)要求的進(jìn)一步了解，對(duì)燈頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，把折疊結(jié)構(gòu)改為旋轉(zhuǎn)，使其使用更加方便，工藝性也更合理。

五、產(chǎn)品打印

選用北京太爾UP BOX熔融擠壓快速成型設(shè)備進(jìn)行模型的打印，UP BOX的成型精度為±0.2mm/100mm，能全自動(dòng)調(diào)整平臺(tái)高度，全自動(dòng)光電調(diào)整平臺(tái)水平，成型尺寸為寬255x長(zhǎng)205x高205mm。打印材料選用ABS工程塑料，具有良好的力學(xué)性能。

六、小結(jié)

隨著科技的進(jìn)步和人們生活水平不斷提高，人們?cè)陉P(guān)注產(chǎn)品使用性能的同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的外觀提出了越來(lái)越高的要求。本文完整闡述了海豚手電筒產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)與快速成型的流程。外觀上，相比原產(chǎn)品更具藝術(shù)美感；功能上，既可以作為手電筒使用，也可以作為迷你照明燈具使用。最后，通過(guò)3D打印并制作了實(shí)物模型，裝配良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳震邦.工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

[2]2015年山東省職業(yè)院校技能大賽.工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)與快速成型項(xiàng)目，2015.

責(zé)任編輯：孫瑤