摘要：阐述了3D打印技术的原理，分析了3D打印技术在工业设计创新中的应用优势，希望通过3D打印技术可以推动工业整体的发展。
关键词：3D打印技术；工业设计；创新
引言
设计是工业生产活动的重要前期工作，优质合理的产品设计才能为后期工业生产与销售活动奠定良好基础[1]。随着我国工业的快速发展，生产技术和工艺越来越先进，对于设计工作也提出了更高要求，工业设计的创新已经成为必然。3D打印技术近年来在我国得到广泛推广，逐渐应用于艺术、建筑、医疗、工业等多个领域中[2]。在工业设计创新战略中应用3D打印技术，可打破传统工业设计的局限性，满足当代对于工业设计的创新需求，提高工业设计效率与质量，对于提高企业竞争力，推动工业整体发展具有重要意义。
13D打印技术的原理概述
3D打印技术是利用计算机软件进行三维数字建模，并将数字模型输入3D打印机中，利用辅助软件对其进行连续分层，形成许多截面切片，然后利用激光束和热熔喷嘴逐层添加材料，进行黏合、叠加、固化，必要情况下可进行精加工，进而可获得三维立体的设计模型[3]。该技术具有原理简单、操作便捷、制作精准、耗时短和成本低等优点。3D打印技术与喷墨打印较为类似，在计算机中设置各项数据，即可利用系统将实物逐层打印出来，简化了模型的制作过程，且可以无限复制，不会产生误差。3D打印技术可使用多种材料，如石膏、蜡、金属粉、塑料、陶瓷粉等，不同的材料可获得不同的效果，可满足不同行业、不同产品的3D打印需求。而材料的不同也影响着打印效果和打印难度，其中以塑料、尼龙等材料进行打印的FDM技术应用较广，且操作最为简单快捷，但其缺点在于需要热熔，材料需要经过固态到液态再到固态的转变，所以其稳固性与精确度相对较差，不适宜十分精细的仪器和产品设计。
23D打印技术在工业设计创新中的应用优势
2.1优化了工业设计流程
在经济与社会发展影响下，工业设计的创新已成为关乎企业生产质量、整体竞争力的重要影响因素。传统工业设计的流程主要包括市场调研、确定设计方向、设计草图、制作效果图、结构设计、制作模型和评估分析模型等，其流程复杂，需要反复对设计图纸和模型进行琢磨，尤其在模型的制作过程中所耗费的时间、精力、资源较多，设计成本高[4]。且手工制作模型容易出现偏差，影响设计质量和效率。而3D打印技术的使用可有效优化工业设计流程，在完成市场调研、草图设计、效果图制作等工作后，可通过3D打印技术快速获得立体模型，使设计人员能够直观地验证设计的合理性与科学性，评估产品的结构、功能，并不断进行调整，有效降低了模型制作难度，缩短耗时。且计算机操作下打印模型几乎无偏差，可降低设计成本，尤其适用于对于设计要求较高，产品款式、类型变动较快的行业。以鞋类设计为例，在其中应用3D打印技术，可有效提高鞋子设计的效率，满足企业的产品更新需求。而鞋类设计本身是一种注重舒适度与美观性的立体设计类型，采取3D打印可充分展现鞋子整体外形、内外结构、美观度等，基本可等同于对实物产品的评估和判断。且采取不同的材料可满足不同鞋子部件的打印需求，使鞋类设计更为便捷化和个性化，实现设计工作的创新，对于企业整体发展具有重要意义。
2.2实现了沟通方式的创新
在传统工业设计中，设计人员与客户沟通时主要通过语言交流、图片展示、效果图展示等方式进行沟通和评估，并依据客户意见不断调整设计。但在这样的沟通方式中，对于产品设计的展示不够具象化，需要客户自行进行理解和想象，沟通交流中也容易产生误差，导致实物与预期效果图不符的情况，影响合作体验。而3D打印技术的应用，实现了设计人员与客户沟通方式上的创新，设计人员可打印出概念模型供客户观察和评估，使客户在评审阶段可更为直观地感受到产品设计的创新之处与整体效果。同时也可打印功能模型，充分展现产品的具体功能，且3D打印的无误差优势也可完全展现产品的力学结构，便于设计人员与客户之间的沟通交流。在客户提出修改要求后设计人员也可利用3D打印技术将调整后的设计模型再次打印出来，提高沟通效率，降低模型返工的难度，也能减少效果图与实物之间的误差，保障产品质量的同时，降低返工风险。
2.3创新了工业设计客户群体
近年来，随着人们生活水平的提高，消费者越来越追求个性化，个性定制成为许多行业中的重要订单类型，其中定制产品需求量最大莫过于服装类、鞋类等常用物品。在工业设计中，也应迎合市场需求，注重于产品设计的创新[5]。但由于传统工业设计成本高，为了实现大规模生产，接触的客户群体通常为订单需求量大的企业、经销商等。而在工业设计中应用3D打印技术，可使设计人员的创意快速变为现实，缩短了设计时间，降低了成本，可适应小规模生产，将客户群体由批量订购的企业扩展至小群体客户甚至个人。而3D打印技术的工作原理可塑造结构更为复杂的产品，打破了传统制作工艺的限制，拓宽了设计的范围和空间，实现不同风格、结构的设计，可满足个性化、定制化市场需求。3D打印技术可有效提高该类产品的设计效率，可在较短时间内设计出造型多变、外形时尚、结构复杂的鞋子，无论是高跟鞋类、休闲鞋类、运动鞋类均可获得良好的设计效果，可更好地满足顾客的定制需求，提高顾客满意度。
2.4增强了设计队伍的创新性
在传统工业设计中，每一个产品的设计生产都需要经过复杂而繁重的前期工作，设计周期长，所耗费的人力、物力也较多，这严重限制了设计人员的创造力发挥。在生产技术、设计成本、人力资源等多种因素制约下，大部分设计人员更追求质量，以尽量降低设计成本，避免反复修改，却常忽略了创新性。而3D打印技术的优势在于操作简单、耗时少、成本低，降低了工业设计对于技术、成本的依赖性。设计人员可充分发挥其主观能动性，激发想象力和创造力，积极尝试不同的曲线、造型，发散思维，将各种设计理念融入其中，尝试不同的创意，并通过3D打印呈现出具体效果。3D打印技术激活了设计人员的思维，使其进入更为广阔的设计空间，对于企业整体发展有重要意义。尤其在鞋类制造业等注重美观的工业类型中，产品设计的合理性、美观性、舒适性、创意都直接关系着产品销量和企业发展，设计团队的创造力与想象力极为重要。而3D打印技术的使用解除了传统设计方式对设计人员的思维限制，使其能够将科幻、几何、动物、细胞和未来等各种元素融入鞋子的设计中，有效提高了设计团队的创新性，给鞋子的设计带来无限可能。
3结语
应用3D打印技术可促进工业设计的创新性发展，降低工业设计成本，激发设计人员的无限想象力与创造力，将创意快速变为现实，符合当代工业设计中创新化、智能化、定制化的发展特性。3D打印技术在鞋类、生活用品类、艺术装饰类等生活中常见的工业设计中体现出了显著优势，为设计带来了无限可能，促进了企业甚至整个行业的发展。
参考文献
[1]陈英.基于3D打印的工业设计产业升级及技术创新研究[J].成都航空职业技术学院学报，2017，33（3）：50-53.
[2]吴兵，李云，杨延波.逆向工程和3D打印技术在工业设计中的应用[J].河南科技，2018（15）：8.
[3]余森林，毛一鸣.工业4.0时代3D打印技术对工业设计的系统性影响[J].设计，2016（19）：64-65.
[4]张楠楠，许莉钧，李学强.3D打印技术应用对工业设计新模式探索的启示[J].艺术科技，2016，29（8）：23.
[5]洪庆平.3D打印技术在工业设计中的应用及影响[J].企业导报，2016（16）：47.
作者:喻永巽 单位:湄洲湾职业技术学院