3D打印對工業(yè)設計思維改變的研究

楊學太

摘 要：作為一種先進制造技術(shù)，3D打印技術(shù)實現(xiàn)了對傳統(tǒng)制造的顛覆，弱化了工業(yè)設計結(jié)構(gòu)合理性考慮，不僅進一步優(yōu)化了產(chǎn)品設計流程，更促進改變了工業(yè)設計產(chǎn)業(yè)格局。

關(guān)鍵詞：3D打??；產(chǎn)品設計；定制設計

3D打印技術(shù)也被稱為材料制造技術(shù)，被稱為快速成型的一種先進制造技術(shù)，是離散的基本原則和積累，即在計算機輔助，通過片固體模型，三維實體制造業(yè)到二維平面上的積累和成型方向不斷疊加，最終實現(xiàn)三維實體制造業(yè)。與傳統(tǒng)方法相比，不需要機械加工機床和模具，3D印刷生產(chǎn)周期短，即時生產(chǎn)的優(yōu)勢，個性，和改變設計方案的靈活性，實現(xiàn)柔性生產(chǎn)，特別是對傳統(tǒng)方法很難形成的復雜零件多品種、小批量生產(chǎn)。因此，無論是國內(nèi)還是國外，3D打印技術(shù)都備受推崇，英國于2012年4月出版的《經(jīng)濟學人》雜志，在其封面故事中特意強調(diào)了3D打印技術(shù)的重要地位，它已經(jīng)成為了第三次工業(yè)革命中非常重要的一個標志并對世界范圍內(nèi)的制造業(yè)產(chǎn)生了巨大影響。

1 弱化工業(yè)設計結(jié)構(gòu)合理性考慮，發(fā)揮設計師的創(chuàng)造性

工業(yè)設計與制造業(yè)息息相關(guān)，工業(yè)設計是衡量制造業(yè)水平的重要參照，同時制造業(yè)水平的高低也制約著工業(yè)設計產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。設計師不乏創(chuàng)意，但通常設計師最滿意的方案都無法成為產(chǎn)品，主要原因一是無法為造型設計結(jié)構(gòu)，無法生產(chǎn)；二是有辦法生產(chǎn)出來，但結(jié)構(gòu)過于復雜，成本較高，所以設計師的方案無法實現(xiàn)產(chǎn)品化。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和應用，產(chǎn)品的生產(chǎn)方式已不再成為設計師想象力的束縛。外觀再復雜的產(chǎn)品都能通過3D打印機打印出來，且渾然一體，造型的復雜和新穎不會導致生產(chǎn)成本的大幅提高。設計師能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品形態(tài)沒計、功能創(chuàng)新和用戶體驗，即所謂“設計即生產(chǎn)”。

2 3D打印技術(shù)能夠優(yōu)化產(chǎn)品設計流程

傳統(tǒng)產(chǎn)品設計流程是垂直的，即了解市場需求后開始市場調(diào)研、方案設計，設計師創(chuàng)作出自己滿意的方案后用設計效果圖與結(jié)構(gòu)設計師交換意見，結(jié)構(gòu)設計師提出結(jié)構(gòu)設計方案和存在問題，修改直至設計師滿意、結(jié)構(gòu)設計師認為合理后開始結(jié)構(gòu)設計，然后完成模具設計樣機制作，拿到樣機后項目經(jīng)理、工業(yè)設計師、結(jié)構(gòu)設計師和企業(yè)其它相關(guān)人員共同測評產(chǎn)品，指出存在問題然后進行修改，再次實現(xiàn)前述設計流程，這種設計流程導致產(chǎn)品研發(fā)周期長成本高。引用3D打印技術(shù)能夠在工業(yè)設計階段就能把產(chǎn)品樣機生產(chǎn)出來，進入項目的評測階段，這種扁平化的產(chǎn)品研發(fā)手段稱為并行設計，并行設計的優(yōu)勢是傳統(tǒng)串行設計無法比擬的，并行設計可使產(chǎn)品設計與制造之間的信息共享，使整個產(chǎn)品研發(fā)團隊從設計的一開始就全部參與進來，盡早地發(fā)現(xiàn)問題并解決之，這樣大大提高了產(chǎn)品研發(fā)的效率，縮短產(chǎn)品研發(fā)的周期，盡早地把產(chǎn)品推向市場，提高產(chǎn)品的市場競爭力。

3 3D打印技術(shù)引進能夠改變工業(yè)設計產(chǎn)業(yè)格局

工業(yè)設計產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)息息相關(guān)，工業(yè)設計不僅受到制造水平制約，而且受到整個產(chǎn)業(yè)鏈的制約，工業(yè)設計師不能脫離制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈而獨自發(fā)展，當然所謂的個性化設計與個性化消費都是一句空話。而3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，將沖破這些牢籠，工業(yè)設計產(chǎn)業(yè)也將重新布局。

獨立設計師和品牌的崛起。傳統(tǒng)產(chǎn)品設計模型受到固有限制的生產(chǎn)方式，是高度相關(guān)的制造商和專業(yè)設計師主導產(chǎn)品設計。3D打印技術(shù)的成熟，獨立設計師將與傳統(tǒng)加工工業(yè)的依賴越來越小。因為以前的生產(chǎn)方式的限制將他們的想法變成真實的產(chǎn)品設計師必須與廠家合作，生產(chǎn)費用的支付很多的同時還必須防止由于缺乏溝通產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，可以使用和浪費很多最初創(chuàng)建的時間和精力。由于小批量產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)模式導致最終商品價格走高，從而影響到產(chǎn)品和品牌推廣。3D打印技術(shù)允許設計師自己設計制造工作，然后通過傳統(tǒng)渠道或者銷售網(wǎng)絡平臺。設計師可以根據(jù)訂單生產(chǎn)，完全達到零庫存，避免業(yè)務風險。

在多數(shù)消費者參與設計。由于長期壟斷企業(yè)的生產(chǎn)制造，開發(fā)產(chǎn)品和產(chǎn)品設計，大多數(shù)都是由企業(yè)及制造商主導和執(zhí)行的具體細節(jié)操作過程，消費者以及設計人員都可能被動接受產(chǎn)品結(jié)果。作為消費者所需要的產(chǎn)品功能及特點需求和產(chǎn)品設計之間的關(guān)系已經(jīng)處于短接階段。加速3D打印制技術(shù)的蓬勃發(fā)展、生產(chǎn)模式由過去的集中，大量的專業(yè)制造成多樣化和小批量生產(chǎn)的社會化。每個普通的消費者都能成為產(chǎn)品制造商和產(chǎn)品設計師，這相對于特殊客戶有強烈的創(chuàng)新及特殊功能意識及具有一定的開發(fā)、設計和體現(xiàn)等領先用戶。跟隨著“第三次浪潮”，消費者作為體現(xiàn)產(chǎn)品會體現(xiàn)出更多改變消費品生產(chǎn)過程，而演變成“消費者”滿意的生產(chǎn)。在如今工業(yè)加速的年代，其實每個人都可以成為一名設計幣，在區(qū)別于傳統(tǒng)意義的設計師不再依靠自己單獨的力量去開發(fā)沒計，是扮演開發(fā)沒計制造等一體的全方位設計制造者。

定制設計的時代到來。在傳統(tǒng)工業(yè)設計的概念中，概念界定的前提就是“批量化生產(chǎn)”，所以工業(yè)設計產(chǎn)品將會大批量生產(chǎn)，在設計產(chǎn)品過程中，針對于特殊細分人群可以定制化生產(chǎn)，可以做一個基本的定制設計模塊，結(jié)合特殊人群需求設計而設計，還需要針對不同的細分的需求設計出各種附屬模塊，可以提供給不同的受眾人群。比如設計工具類產(chǎn)品的特殊設計模塊給左撇子，或是盲文指示模塊給盲人使用者，家居設計中附加的設計模塊給兒童或孕婦。由于3D打印技術(shù)的應用，會讓我們不僅可以按需生產(chǎn)，還可以達到按需設計。