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　　對許多行業(yè)來說，3D技術如同“基因突變”改變了它們原來的發(fā)展軌跡。隨著工業(yè)進程的改變，對工業(yè)設計而言，它也到了另一個臨界點。往前一步，就會發(fā)現(xiàn)，3D給它們插上了想象的翅膀，套用一句流行語，那就是“沒有做不到，只有想不到。”

　　設計名牌手機外殼

　　王凌飛是上海市工業(yè)技術學校模具教研組教員，對于3D技術并不陌生，他們學校從2010年開始引進3D打印機，最初的目的是希望學生包括老師能夠了解并掌握市場上最新的技術。目前學校有三臺專業(yè)級的3D打印機：以色列Objet公司的Eden 250一臺，美國Dimension公司的 sst1200es兩臺，并且開設了與3D打印相關的課程：逆向工程與三維打印——前者根據(jù)實物進行數(shù)據(jù)采集，后者將數(shù)據(jù)實體化。王凌飛就是傳授相關知識的老師之一。

　　2012年10月，他們學校接到一個任務，給某知名手機品牌的新產(chǎn)品設計外殼。他們決定使用3D打印，王凌飛介紹，在這次手機外殼的設計中，他們沒有用3D掃描的逆向工程，而是將設計人員的設計直接付諸打印，然后經(jīng)組裝試用后決定是否大批量投產(chǎn)。

　　他參與了打印設計方案的過程：從打印最初設計方案，到找到裝配中的一些小問題，并對設計作簡單優(yōu)化，再到再次打印，然后反復修改直至最終方案成型，最終打完的樣品也如期送到這個手機品牌的美國總公司。“3D打印前先利用CAD軟件完成造型設計，再利用打印機自帶的CAM軟件完成數(shù)據(jù)處理。”

　　通過這次的任務，他對3D打印技術有了更加深刻的認識，他覺得，和傳統(tǒng)的方法相比，3D打印可以完成任何形狀產(chǎn)品的制造。“3D打印說到底最吸引人也是它核心競爭力的地方——什么形狀都能打出來。”

　　在打印手機外殼的過程中，設計方案打印出來也需要2個小時，“三維打印由于其成型周期短，產(chǎn)品幾何形狀毫無限制，所以比較廣泛地應用在手板行業(yè)(手板就是產(chǎn)品設計前的打樣)。”

　　對于打印的成本，他說主要是材料成本，目前材料的價格是4500元2公斤，不過這并不是關鍵，“傳統(tǒng)方式成本不一定算得這么清楚，可能高也可能低，但更關鍵的問題是手機外殼這東西用傳統(tǒng)方法不好做。”

　　直接打印樣品試用

　　王凌飛介紹說，傳統(tǒng)設計方法是從無到有的過程，稱為正向；現(xiàn)在有了光學掃描之類的設備，可以根據(jù)已經(jīng)有的實物采集到數(shù)據(jù)，這就是逆向。逆向工程加上3D打印，就可以配合作為一整個流程，比如先用逆向工程掃描人臉，再通過3D打印機打印出來，“三維照相館就是以上兩者的典型應用。”

　　他還以鼠標的制作工藝為例，講述了3D技術在打樣這一重要環(huán)節(jié)的優(yōu)勢：當用泥土制作的鼠標外形確定后，通過掃描的方式采集到數(shù)據(jù)，然后用3D打印的方式打印出幾個先用著，如果用下來合適，直接開模具，大批量生產(chǎn)開始。

　　目前，盡管學校擁有三臺3D打印機，但是相對于眾多學生來說，機器的數(shù)量還是偏少，他也只能盡量保證每個學生先了解這項技術，然后通過小組形式去實際操作3D打印。他認為，如果將來有一天3D技術走入學校，對學生的創(chuàng)造力也會有一定的推動作用。

　　設計和制造同時進行

　　CSITF2013增材制造技術全球高峰論壇上，北京工業(yè)設計促進中心主任陳冬亮也闡述了3D打印技術對工業(yè)設計帶來的影響，“3D打印技術越發(fā)成熟地為研發(fā)設計特別是工業(yè)設計提供了強有力的技術支撐和引領作用。”

　　他認為，3D打印技術給設計帶來的第一優(yōu)勢就是設計和制作的協(xié)同合作。工匠的模型樣機制作和設計師的外觀設計以及工程結構設計的設計方法，決定了每個模塊都是獨立的，這意味著，設計、制造、材料、維護、采購等不同的環(huán)節(jié)以及人員前后的銜接等工作，在模型制作、外觀設計、結構設計上不得不協(xié)同合作，返工和拖延時間的事件時有發(fā)生，“只有運用3D技術才能將這個過程融為一體，共享一個數(shù)據(jù)平臺，實時反饋各方面的意見，實現(xiàn)了設計與制造的無縫連接。”

　　1997年，聯(lián)想推出第一款家用電腦，他們在設計好之后，樣機由木工純手工制作出來，而且中控臺上還有許多旋鈕，“當時所有的模型都必須手工制作”；1999年，國慶的彩車也是由他們設計，設計好之后，制造模型還是用傳統(tǒng)技藝上的手工來完成，最后再做成真實的彩車模型。

　　陳冬亮指出，在這些工序中，工匠們水平的高低決定了樣機的制作精度，但是不管工匠們的水平多么高超，都無法保證它和概念設計的一致性，制作精度、復雜程度等方面也無法滿足設計的需求，因此要制作一個逼真的模型都不是輕而易舉的事情。“在當時如果有3D打印，完成這方面的制作會是一件很簡單的事情。”

　　他指出，除此之外，3D打印也提高了設計的精度。在傳統(tǒng)的樣機制作中，無法實現(xiàn)復雜內(nèi)部的結構制作，“3D打印就在這里發(fā)揮了積極的替代作用，它使得模型的制作更加合理、精密，模型的樣機可以測繪檢測，保證了設計、樣機以及產(chǎn)品的一致性增強。”

　　開發(fā)流程：4個月變幾天

　　陳冬亮指出，3D打印還縮短了設計的研發(fā)周期。傳統(tǒng)的設計開發(fā)周期長，產(chǎn)品的風險成本比較高，而且相互的關聯(lián)度差。1996年，他們設計了一臺牙科治療機，其中，外觀設計由設計師來手繪，加工制作由木匠通過手工制作的手板進行，而人體工程的檢測則完全是靠真人坐在上面體驗，整個過程花費了4個月，占了整個開發(fā)周期的40%。“如果用3D技術，在幾天或者可以幾周內(nèi)，就可以將概念轉化為樣板模型，而且修改細節(jié)，也只需要在電腦上完成，極大地縮短了制作周期和生產(chǎn)成本。”

　　他指出，3D打印技術還能實現(xiàn)復雜模型的直接制造。3D打印能將比較復雜的設計制作出來，不受約束，“尤其加工負責曲面時更顯得優(yōu)越性，設計師只要在電腦上完成，并編好流程，就可以完成設計。”再加上如今非金屬材料有了較好的機械性和穩(wěn)定性，設計可以直接完成模具或者生產(chǎn)成品。

　　進口模具和文物也能修復

　　陳冬亮還介紹道，3D打印技術在逆向設計上也得到了充分應用，逆向工程通過采用3D掃描和3D打印的結合，能實現(xiàn)產(chǎn)品的快速制造。他拿出了兩張牛的照片，一張是真實的牛，一張是牛的模型。這個牛的模型制作于2001年，當時先請中央美院的老師根據(jù)照片雕塑出牛的模型，然再用玻璃鋼復制出來。“如果在今天，可以通過3D掃描，直接打印出來。而且在精度上、直觀效果上都會有提高。”

　　在汽車設計中，很多汽車的設計都是藝術上的設計，曲面、線條是藝術家的線條，設計師設計出最好的作品，并制作出模型，再通過3D掃描做成計算機的模型。這樣就可以快速地付諸實物，還可以對已有的模型進行創(chuàng)新，這樣也對進口模具的修復以及對文物的修復也能起到好的作用。

　　陳冬亮說，3D打印技術的最大作用是在概念的創(chuàng)新設計上有啟迪作用。他指出，設計和制作原來是緊密地結合在一起的，后來隨著工業(yè)的發(fā)展，人們把制作交給了機器，設計才成為一個獨立的行業(yè)。批量化和標準化是工業(yè)時代的重要特征，工業(yè)設計就是針對批量化、標準化來提供的設計。

　　因此，如今信息化時代的多元性、個性化、小批量、多品種特征，給工業(yè)設計提供了新的機遇和挑戰(zhàn)，有了3D打印技術，設計師就可以打印出喜歡的、體現(xiàn)自己創(chuàng)意的產(chǎn)品，打印出超乎想象的創(chuàng)意產(chǎn)品。