王敏杰

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學院何香凝藝術(shù)設(shè)計學院，廣東廣州510225）

3D打印技術(shù)在高校藝術(shù)設(shè)計實驗室的應(yīng)用

王敏杰

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學院何香凝藝術(shù)設(shè)計學院，廣東廣州510225）

高校藝術(shù)設(shè)計實驗室是進行實驗教學、培養(yǎng)創(chuàng)新人才、開展科學研究的重要基地，是培養(yǎng)藝術(shù)設(shè)計專業(yè)學生的創(chuàng)新能力、思維能力、設(shè)計能力、動手能力的重要場所。近年來，隨著時代發(fā)展，科技的進步，3D打印技術(shù)逐漸成熟，并應(yīng)用于藝術(shù)設(shè)計行業(yè)。為迎合社會對藝術(shù)設(shè)計專業(yè)人才的需求，高校藝術(shù)設(shè)計實驗室建設(shè)也要與時俱進，開始重視學生3D打印技術(shù)的應(yīng)用能力。3D打印技術(shù)特點鮮明，就自己在高校藝術(shù)設(shè)計實驗室教學工作中的體會和實踐，針對3D打印技術(shù)在藝術(shù)設(shè)計實驗室的應(yīng)用總結(jié)了幾點看法。

3D打印技術(shù)；藝術(shù)設(shè)計實驗室；模型文件；打印材料

1 3D打印技術(shù)概述

1.1 原理

3D打印技術(shù)（3D Printing）是一種以3D設(shè)計模型文件為基礎(chǔ)，運用不同的打印技術(shù)、方式，使特定的材料通過逐層堆疊、疊加的方式來制造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。這打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。

1.2 發(fā)展歷史

1983年，美國人科學家查克·赫爾（Chuck Hull）發(fā)明了3D打印技術(shù)；1986年，查克·赫爾開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機；經(jīng)過30多年的不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計、藝術(shù)設(shè)計、機械制造、航空航天、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、建筑工程等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。

在新形勢下，高校藝術(shù)設(shè)計實驗教學要重視3D打印帶來的技術(shù)革命，更要認識到3D打印技術(shù)對未來社會發(fā)展的影響。

2 3D打印在設(shè)計實驗室教學中的應(yīng)用

在高校中藝術(shù)設(shè)計是一門獨立的藝術(shù)學科，主要包括工業(yè)設(shè)計、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計、視覺傳達設(shè)計等，涉及美術(shù)、人體工程學、雕塑、建筑基礎(chǔ)知識、家具設(shè)計、裝飾文化、園林藝術(shù)、色彩心理學、材料學、軟件操作、模型制作等多個領(lǐng)域。高校通過開設(shè)3D打印相關(guān)課程，建設(shè)特色專業(yè)實驗室，能夠加強學生認知能力和實踐能力的培養(yǎng)，拓展學生思維創(chuàng)新能力，提升學生設(shè)計創(chuàng)造能力，增加學生就業(yè)機會，推動高?？蒲薪虒W發(fā)展。

2.1 提升創(chuàng)新能力和設(shè)計創(chuàng)造能力

隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計實驗教學已不能滿足現(xiàn)代藝術(shù)教育發(fā)展的要求。傳統(tǒng)制造手工模型可分為2種方式：①減材制造。利用刀具或電化學方法去除毛坯料上無用材料來制作工件的方法。傳統(tǒng)的車、銑、鉆、刨、磨等切削加工方法，以及現(xiàn)代的電火花成形與激光切割都屬于減材制造法。②等材制造法。利用原材料通過高溫和外力進行鑄造、鍛壓、沖壓等均屬于此種方法，主要是指利用模具控形，將液體或固體材料變?yōu)樗杞Y(jié)構(gòu)的零件或產(chǎn)品。

高校藝術(shù)設(shè)計實驗室引進3D打印技術(shù)，打破了傳統(tǒng)技術(shù)的限制，無需任何附加的傳統(tǒng)模具制造和機械加工就能夠制造出各種形狀復(fù)雜的部件。3D打印技術(shù)制作模型時，通過計算機三維數(shù)據(jù)與3D打印機連接產(chǎn)品一次成型，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)率，打破了傳統(tǒng)純手工制作模型局限性。在實驗室，學生將“天馬行空”的設(shè)計靈感轉(zhuǎn)化成三維數(shù)據(jù)模型的過程，充分發(fā)揮了自身的思維能力，激發(fā)了學生的創(chuàng)造力，拓展了學生的想象空間。

2.2 加強新技術(shù)與藝術(shù)的融合

高校培養(yǎng)藝術(shù)設(shè)計專業(yè)人才要以社會的現(xiàn)實需求為導(dǎo)向，建設(shè)特色實驗室，加強新技術(shù)與藝術(shù)的融合，為社會培養(yǎng)具有創(chuàng)造性和應(yīng)用能力的復(fù)合型人才，拓寬學生的就業(yè)面。3D打印技術(shù)是一項集光學工程、機械設(shè)計、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、材料科學一體的技術(shù)。藝術(shù)設(shè)計專業(yè)學生掌握3D打印技術(shù)后，不僅可以為個人創(chuàng)意制作成產(chǎn)品模型，還可以跨領(lǐng)域與醫(yī)療行業(yè)、珠寶行業(yè)、建筑行業(yè)等開展合作，豐富學生多學科、多門類知識的同時，也加強了學生對藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的綜合掌握，成為社會真正需要的復(fù)合型人才。學校建設(shè)3D打印實驗室后，為學生提供了新技術(shù)的學習機會?？梢酝ㄟ^計算機3D設(shè)計軟件生成數(shù)字模型，也可以通過3D掃描儀創(chuàng)建實際物體的數(shù)字模型，配合3D打印機操作來實現(xiàn)。將3D打印技術(shù)的學習納入藝術(shù)設(shè)計專業(yè)學科，既鞏固了學生對3D軟件的應(yīng)用能力，也提升了學生對3D打印機的了解與操作。

隨著我國3D打印應(yīng)用市場逐漸拓展，市場需求不斷增大，越來越多的企業(yè)愿意投入更多的資金和人力從事3D打印的相關(guān)研發(fā)工作，也有很多的3D打印廠商在政策的扶持下得到孵化。與3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展相比，3D打印專業(yè)人才的培養(yǎng)尚處于萌芽狀態(tài)，整個行業(yè)人才缺口巨大，無法提供強有力的人才支撐。作為高校，應(yīng)結(jié)合社會的發(fā)展形勢，普及3D打印技術(shù)教育和實踐，大大提高學生的就業(yè)率。

2.3 深化校企合作

3D打印未來的發(fā)展前景非?？捎^。隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟和完善，3D打印設(shè)備也會走向?qū)I(yè)化和高端化。3D打印作為一項先進的生產(chǎn)技術(shù)，對于各行各業(yè)的轉(zhuǎn)型升級具有重要意義，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，發(fā)展前景廣闊。為了適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的需要，在高校建設(shè)3D打印實驗室，深化校企合作，有利于推動藝術(shù)設(shè)計專業(yè)生產(chǎn)、教學、科研的可持續(xù)發(fā)展。

高校是我國培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才的重要基地，但目前我國高校普遍存在缺乏實驗教學空間、缺乏先進實驗設(shè)備，缺乏與高科技、新技術(shù)企業(yè)交流的現(xiàn)象，導(dǎo)致高校畢業(yè)生應(yīng)用能力不能滿足現(xiàn)代企業(yè)的需要。在高校建立3D打印實驗工作室，充分發(fā)揮學生的藝術(shù)設(shè)計思維，讓企業(yè)為藝術(shù)設(shè)計專業(yè)學生提供更多面向社會的機會，讓他們的創(chuàng)意思維與企業(yè)實踐相結(jié)合，實現(xiàn)專業(yè)人才資源與企業(yè)設(shè)備技術(shù)資源互補、資源共享，從而滿足社會對藝術(shù)設(shè)計專業(yè)人才的需求。

綜上所述，3D打印在高校藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教學中的應(yīng)用為學校施教、學生學習、學生就業(yè)、學?？蒲?、企業(yè)發(fā)展都起到了巨大的推動作用。

3 結(jié)束語

高校的藝術(shù)設(shè)計專業(yè)實驗室教學要合理運用3D打印技術(shù)，與社會企業(yè)積極開展多領(lǐng)域“產(chǎn)學研”合作，從而推動藝術(shù)設(shè)計專業(yè)“產(chǎn)學研”可持續(xù)發(fā)展；打破傳統(tǒng)藝術(shù)專業(yè)教育的局限性，有效將3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)結(jié)合起來，在鍛煉學生的動手能力的同時，挖掘3D打印技術(shù)優(yōu)勢。在發(fā)展新技術(shù)的同時，尊重傳統(tǒng)手工制造的工匠精神。作為高校藝術(shù)設(shè)計實驗室的教學工作者，應(yīng)傳授真知識、硬本領(lǐng)，讓高校畢業(yè)生更好地融入社會、服務(wù)社會。

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〔編輯：張思楠〕

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.15.157

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