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3D打印技术在新产品研发中的应用

2017-06-10齐金海

科技创新与应用 2017年16期
关键词:设计者产品设计设计师

摘 要:隨着信息技术的发展,3D打印技术出现在人们的视角中,给新产品的开发带来了革命性的变革。文章主要通过对新旧生产方式的对比,分析3D打印技术给新产品的设计理念、流程带来的影响。比如产品包装设计不再受到传统工艺的影响,设计师可以利用3D打印技术把想法通过信息技术转变为真实的产品,让设计师可以创立自己的品牌。打破设计的桎梏,让产品可以更好地应用在人们日常生活中,满足消费者的需求。

关键词:3D技术;新产品;创新

1 3D打印技术对产品设计理念的影响

随着社会的不断发展,信息技术逐渐走入人们的生活。在以往传统产品设计中都是以大规模生产的方式进行的,也就是说消费者在获得产品时很难拥有属于自己的想法。企业为了获得更大的利益,开始进行大规模的生产,把消费者都设定成为一样的人,在制作产品时忽略了人是存在差异性的。比如,鞋子尺码在设计时的理念,每个人的脚是不一样的、生活习惯也各不相同。而3D打印技术可以通过电脑设计出符合不同人需求的产品。在传统的技术中,设计者不能够满足所有消费者的需求,而3D打印技术却可以完成消费者的需求,把产品的个性化设计与生产成为可能。除了设计者可以根据3D技术进行设计,消费者也可以根据自身的条件、喜好自己设计产品或者把数据提交给设计者,让设计者能够更准确的设计出全新的产品。3D打印技术可以让产品有针对性的进行生产,让3D打印技术的产品成为一种可能,实现以人为本的设计理念。

2 3D打印技术对产品细节设计的影响

随着我国制造业的不断发展,从大批量的制造模式开始转向个性化制造模式,主要的优势是可以降低成本、提高产品效率、制作出更精良的产品。由于采用增式制造技术,导致产品的结构都有所不同,有全面的创新。

2.1 3D打印技术在产品造型方面的应用

各行各业的产品设计都会受到时代、科技、人文艺术的发展而产生变化,产品造型也会有新的变化。随着3D打印技术的发展,产品生产的方式也不会束缚人们的想象。以往设计师一般都会为自己设计出复杂的产品而苦恼,因为没有办法把其呈现出来。现在设计师不会再有这个担心,外观再复杂的产品都能通过3D打印机打印出来,使产品的外包装能够完美的呈现在人们眼前。设计师在设计产品时多会注重自己的创意,想要创造出有新意的产品。在新产品研发中,设计师不再单纯的讲究自己的创意、经济效益了,而开始注重产品的美学属性,对其的要求也越来越大。在新产品研发中对产品造型上艺术化的表现方式越来越广泛,消费者对于新产品的造型审美观有了进一步的提升。比如,在对汽车零部件制造中。虽然,现在主要使用的材料还是塑料,但是为了金属材料肯定会被运用到3D打印中。3D打印技术能够使一些运用传统制造方式难以加工的产品,通过3D打印技术完美呈现给人们。

2.2 3D打印技术在产品结构方面的应用

3D打印技术能够把一些比较复杂的产品结构进行转化,保证产品能够顺利制成,产品结构的设计也开始呈现出一体化的趋势。在传统生产过程中,很多产品一般都是由多个部件组装而拼接在一起的结构。通过这样组合的形式导致产品的质量发生了变化,增加了产品的体积,让产品的复杂度更高、出现故障的机率也变高了。在生产这样的产品时,容易出现浪费产品加工的材料,不利于构建节约型社会。通过3D打印技术就可以解决以上的问题,以“加式”的方法可以让产品变成一体化,在产品加工的过程中更简单化,3D打印技术可以利用一些特殊的黏合材料把其混合在一起一次性的完成模型不用再进行组装,在一定程度上提高了生产的效率,保证了产品结构的强度,提高了产品的可靠性。比如,在2016年4月19日,中科院重庆绿色智能技术研究院3D打印技术研究中心对外宣布,经过两年多的努力,多次进行抛物线失重试验,国内首台空间在轨3D打印机研制成功。这样的机器可以帮助宇航员在太空环境下使用零件,不再受到失重因素的影响,能给提高宇航员的灵活性,可以减少存贮零件的空间,降低对地面补给的需求。

3 3D 打印技术对产品设计流程以及设计产业的影响

3.1 促进产品设计的交流

传统的产品设计流程比较复杂,随着信息技术的推广目前产品设计流程开始走向平行化,可以通过改变产品设计的研发,让设计者可以考虑到产品寿命的因素,这样能够在后来的环节中减少设计过程中出现的问题,解决在设计过程中遇到的问题,在一定程度上可以减少设计的反复程度,减少产品设计开发的时间。在设计产品的过程中,会受到条件、时间、地理的限制,只有保证这些因素协调才能够高效的运转。在设计产品时,设计团队就会对一个方案进行讨论,设计者只有达到共识才能够推进设计的进程。为了提高产品设计交流的顺畅,就需要团队可以通过产品设计的开发来进行。在产品概念设计阶段,设计团队一般都只能通过2D的方式把自己的设计理念通过平面的图纸来进行讨论,而通过3D的方式可以把图纸变为可视化的媒介。3D打印技术能够解决以前设计者纯手工制作时概念的模糊,弥补2D图纸直观性不足的问题,提高产品设计的精度、质感、触感等方面,保证设计的理念能够与预期的想法保持相对一致。在产品设计过程中由于各种各样的因素,会导致团队在产品概念上不能够有效的进行交流。而3D打印技术的应用能够提高精准性,保证模型能够进入到设计讨论中节省时间。让设计团队中的每个成员,都能够更直观的看到产品设计的模型,通过模型摸清楚产品容易存在的问题,进而解决问题。设计者也可以通过模型给用户进行讲解,让用户可以比较产品之间存在的差异,比如在结构、功能等方面的不同和它们各自的优点,这样能够保证产品能够继续生产下去。通过3D打印技术,设计者能够提供出全新的模型,准确的反映出产品的概念,对产品中存在的问题可以通过模型进行修改,保证产品可以在设计的过程中减少问题的出现,直到达到设计者和用户的需求。

3.2 能够快速的设计出产品的原型

运用3D打印技术,可以快速的设计出产品的原型,在一定程度上缩短了产品的设计开发周期,让产品能够更早的进入市场,从而抢占市场优势。通过不完全统计可以得出,产品在制作的过程中,由于设计原型消耗的时间比较多,导致产品不能够在短时间上市,不利于产品出产。在产品原型试验阶段,需要设计者多次的对这个产品进行测试,对产品全方位的考量,把出现的问题及时的反映给上级,这样才能够降低产品开发存在的风险。3D打印技术能够找到符合设计产品的材质,让模型产品能够更贴近实际产品。让设计者可以更好了解产品的原型,解决产品设计过程中遇到的问题。利用3D 打印技术可以减少在制作产品时所使用的时间,从最开始的几年到后来的几个月,有效的提高制作产品原型的时间。企业也可以利用3D打印技术把原型设计成小批量的生产,这样能够减少原型制作生产过程中泄露产品的风险。

3.3 3D打印技术可以促进品牌的崛起

在传统的产品设计中,受到条件的限制不利于生产,制造商为了追求更大的经济利益就会找相关专业的设计师设计产品。随着 3D打印技术的出现,人们开始把其应用在各行各业中,让设计者不再依赖传统工艺,降低它的依赖性。由于受到传统生产的限制,导致设计师不能够把自己的创意落实到实处,需要和制造商合作才能够制作出产品。设计师在付出一定的生产费用后还要对产品的质量进行把关,以防止生产出瑕疵的产品。在这一过程中,大大的浪费了设计师的时间和精力。从最开始的大规模的生产产品到后来的小规模生产,就会出现商品价格过高,导致产品在生产过程中的困难,不利于产品的推广。在未来运用3D打印技术设计者就可以通过这个方法创作出新产品,然后利用互联网或者店面销售的方式。设计师可以根据订单的情况进行生产,这样可以不让货物进行积压,减少库存降低商业风险。3D打印技术可以促进制造业品牌的崛起,推进制造业更好地发展。

3.4 利于社会化的设计

随着社会经济的发展,很多企业在生产产品时都会出现垄断的现象,在产品设计和研发上一般都是由企业的人员来指导,在设计产品的过程中都是由设计师来进行监督,消费者只是拿到这样的产品。企业生产出来的产品很容易不符合消费者的需求,与设计师设计理念也有所不同。但是随着3D打印技术的兴起,企业在制作产品的过程中开始从最开始的集中化、大批量生产转变为分散化、小批量的社会化制造。让消费者可以通过自己的想法把自己变为设计师,让消费者也可以有更多的创新意识,把自己的想法与设计师进行分享,保证能够有更多研发的能力。正如《第三次浪潮》中所讲的一样,消费者在消费的过程中会影响产品的设计,让人们从最初的消费者变为现在的生产消费者。在后工业时代中,每个人都可以成为设计师,让大家可以把自己的想法变为现实。随着时代的变化,设计师的观念也会有变化,不再单纯依靠自身的力量去完成作品,还可以对自己的产品进行组织,然后根据自己建立的数据,输入到数据库中,设计出全新的产品。随着3D打印技术的推广,给很多行业都带来了影响,让各行各业可以进行创新。全新的社会化设计模式,带动了各行各业的设计风潮。在设计的过程中出现了设计众包的概念,也就是指让一个公司或组织把由员工设计的产品变为一种自愿的形式承包给非特定的一些网络的做法。比如某一家公司以网络为平台收集一些人们提供的一些设计想法,然后由这个公司对用户来进行分析,最终投票表决是否运用这一设计。以此进行循环,最后挑选出产品运用3D打印技术,然后生產出更多的产品,让设计产品的人员可以共享到生产公司的一部分营业额。通过这样的形式让原有只有设计团队可以接触到产品设计转变为消费者可以设计产品,带动消费者一起设计产品,把自己的想法与产品设计理念相符合,把其融合在一起。

4 结束语

综上所述,3D打印技术的出现从根本上可以改变现代制造业僵硬的模式,让设计师可以独立的进行创作,开拓更广阔的设计领域。设计者可以不再把自己的想法限制在产品中,让设计者可以充分发挥自己的想象力,给人们提供更广阔的视野。设计者可以依靠3D打印技术把自己的创意变成真实的产品,让设计者能够把自己的想法付诸于实践,产生更多的作品。3D打印技术在新产品的研发中起着至关重要的作用,能够打破僵硬的体制,放飞自己的想象空间,让消费者可以获得自己满意的作品。

参考文献

[1]李跃林.3D打印于新产品的研发及模具制造上的应用[J].山东工业技术,2017(1):256.

[2]唐均.3D打印技术在产品包装中的应用[J].中国包装工业,2015(6).

[3]彭高思媛.3D打印技术在动漫衍生产品开发的应用[D].北京印刷学院,2015.

作者简介:齐金海(1973-),男,辽宁阜新人,学历:本科,高级技师,研究方向:机械设计与制造教学科研工作。

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