劉丹 戢亞菲

摘 要：3D打印技術(shù)是面向個(gè)性化定制生產(chǎn)模式發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，以低成本、產(chǎn)品多樣化、零交付及設(shè)計(jì)空間無(wú)限等優(yōu)勢(shì)顛覆了傳統(tǒng)規(guī)模集中制造模式。通過(guò)分析3D打印在個(gè)性化需求中的發(fā)展前景和優(yōu)勢(shì)，探討3D打印技術(shù)和個(gè)性化需求的概念融合，提出了一種基于3D打印和個(gè)性化定制創(chuàng)新的商業(yè)模式。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);個(gè)性化定制;創(chuàng)新設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TQ658.53??????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.07.023

3D打印技術(shù)是利用三維數(shù)值建模，通過(guò)逐層堆疊的方式來(lái)制造產(chǎn)品的新興加工模式。其顛覆了傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)模式，以能加工制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品、產(chǎn)品多樣化、小批量個(gè)性化定制及零交付時(shí)間等優(yōu)勢(shì)成為推動(dòng)第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志[1]。

1 個(gè)性化定制發(fā)展趨勢(shì)

自古以來(lái)個(gè)性化的需求并沒(méi)有隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展而減弱，反而人們對(duì)個(gè)性化的追求更加向往，甚至影響了制造業(yè)的發(fā)展，但因?yàn)閭鹘y(tǒng)的生產(chǎn)模式難以真正滿足消費(fèi)者的個(gè)性化定制需求一直飽受制約。

傳統(tǒng)消費(fèi)方式主要滿足人們的生活需求，制造商只能進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)降低成本，提高企業(yè)效益，消費(fèi)者個(gè)性化需求難以實(shí)現(xiàn)。但隨著消費(fèi)市場(chǎng)升級(jí)，產(chǎn)品的獨(dú)特性、私人定制性及個(gè)性化的服務(wù)理念備受消費(fèi)者青睞，能夠滿足不同人群的多樣化需求，成為社會(huì)發(fā)展的必然發(fā)展潮流。

2 3D打印技術(shù)與個(gè)性化定制需求的創(chuàng)新理念融合

傳統(tǒng)制造業(yè)因固有屬性是很難滿足人們對(duì)個(gè)性化定制產(chǎn)品的需求，如新產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)模式周期長(zhǎng)、因資源壟斷性導(dǎo)致消費(fèi)者參與度低，從而壓制消費(fèi)者個(gè)性化需求。傳統(tǒng)制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)者通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研才能獲得需求的產(chǎn)品信息，才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品大批量、標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化的生產(chǎn)，但同時(shí)剝奪大眾參與設(shè)計(jì)研發(fā)的機(jī)會(huì)，抑制了個(gè)性化的需求。

而面向定制性產(chǎn)品的3D打印產(chǎn)業(yè)以其柔性生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，正好迎合了私人定制客戶的大量需求，適用于利潤(rùn)空間大、高附加值的創(chuàng)新型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。高附加值個(gè)性化的需求是個(gè)體和社會(huì)發(fā)展的必然要求，其將成為未來(lái)發(fā)展最具有潛力的核心價(jià)值[2]。

3D打印技術(shù)將引領(lǐng)傳統(tǒng)制造業(yè)的大批量、標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化的制造模式向智能個(gè)性化定制型的制造模式轉(zhuǎn)變，在柔性生產(chǎn)、小批量及應(yīng)對(duì)制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高附加值的定制性產(chǎn)品等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)[3]。通過(guò)3D打印技術(shù)打破了傳統(tǒng)產(chǎn)品造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的局限性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。

3 3D打印技術(shù)個(gè)性化創(chuàng)新設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

（1）設(shè)計(jì)思維無(wú)限，激勵(lì)創(chuàng)新。傳統(tǒng)制造技術(shù)因加工工藝的局限性，限制產(chǎn)品設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，也束縛了設(shè)計(jì)者的思維，很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新。而3D打印技術(shù)為設(shè)計(jì)者提供了巨大的設(shè)計(jì)空間，突破傳統(tǒng)加工工藝的局限，為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的藝術(shù)品提供條件，讓設(shè)計(jì)師更能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品的形態(tài)創(chuàng)意和功能創(chuàng)新[4]。

（2）設(shè)計(jì)周期短。3D打印技術(shù)針對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化創(chuàng)新設(shè)計(jì)能夠有效的縮短周期。傳統(tǒng)制造業(yè)從設(shè)計(jì)到加工制造，周期較長(zhǎng)，其很難適應(yīng)消費(fèi)者不斷變化的需求。而3D打印技術(shù)利用設(shè)計(jì)周期短，能不斷實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更新來(lái)適應(yīng)消費(fèi)者的市場(chǎng)需求。

（3）創(chuàng)新設(shè)計(jì)成本低。在個(gè)性化設(shè)計(jì)中，3D打印技術(shù)能降低創(chuàng)新設(shè)計(jì)的成本。傳統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要在設(shè)計(jì)完成以后利用傳統(tǒng)加工工藝來(lái)加工，投入的時(shí)間成本、經(jīng)濟(jì)成本高。3D打印技術(shù)產(chǎn)品對(duì)于原材料及能源消耗相對(duì)要少。因無(wú)需設(shè)計(jì)價(jià)格昂貴的模具，節(jié)約研發(fā)投入、設(shè)計(jì)創(chuàng)新的成本。同時(shí)，還降低開(kāi)模不當(dāng)所帶來(lái)的巨大風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。不僅如此，3D打印技術(shù)能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的模型建造，無(wú)限的拓寬了設(shè)計(jì)者的思維空間， 以便能夠滿足不同終端客戶的個(gè)性化定制要求。

（4）優(yōu)化設(shè)計(jì)流程。3D打印技術(shù)是智能制造的發(fā)展趨勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)在于突破了傳統(tǒng)工藝的約束，拓展設(shè)計(jì)師的創(chuàng)新思維，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、復(fù)合材料零件設(shè)計(jì)及多零件融合一體化制造。其能更好的將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造聯(lián)系起來(lái)，對(duì)產(chǎn)品的整個(gè)生命周期進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以便在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)更具有高附加值的創(chuàng)新，突破思維創(chuàng)新的枷鎖，同時(shí)，也擺脫傳統(tǒng)制造業(yè)數(shù)字化模型設(shè)計(jì)與真實(shí)產(chǎn)品的差異。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)，個(gè)性化定制將成為新時(shí)代市場(chǎng)需求的發(fā)展趨勢(shì)。3D打印技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，必將掀起制造業(yè)個(gè)性化定制創(chuàng)新設(shè)計(jì)的革命，推動(dòng)制造業(yè)從“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)型，符合“中國(guó)制造2025”的戰(zhàn)略方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孟炯.滿足個(gè)性化需求的3D打印定制模式創(chuàng)新——兼論實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制模式的商業(yè)化策略[J].科技進(jìn)步與對(duì)策，2016，33（15）：22-29.

[2] 肖含月，李禹臻，張芷茉.3D打印技術(shù)在個(gè)性化定制產(chǎn)品中的應(yīng)用研究——以手工口紅定制設(shè)計(jì)為例[J].設(shè)計(jì)，2018（13）：116-118.

[3] 陳志椿.3D打印技術(shù)論述[J].信息系統(tǒng)工程，2018（10）：148-149.

[4] 徐文鵬，苗龍濤，劉利剛.面向3D打印的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究進(jìn)展[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2017，29（7）：1155-1168.