基于3D打印技術(shù)的家居配飾產(chǎn)品設(shè)計可行性研究

摘 要：當前，隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)在人們生活中的應(yīng)用越來越頻繁，成熟的3D打印技術(shù)在制造行業(yè)的應(yīng)用，能夠有效的打破傳統(tǒng)制造業(yè)的桎梏，對于制造行業(yè)的快速騰飛具有重要的推動作用。尤其是3D打印技術(shù)在家居配飾產(chǎn)品中的應(yīng)用，技術(shù)本身用材多樣化、生產(chǎn)速快、設(shè)計周期短等優(yōu)點得到配飾產(chǎn)品設(shè)計師們的喜愛。輸出的產(chǎn)品外觀精致、造型獨特、別具創(chuàng)意，能滿足不同消費者對家居配飾產(chǎn)品的要求。本文就3D打印技術(shù)的優(yōu)缺點在家居配飾產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用可行性做探索研究，并提出進一步的研究建議。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；家居配飾產(chǎn)品；可行性

緒論

隨著人們生活品質(zhì)的不斷提高，對家居環(huán)境的要求越來越高，在整個家居環(huán)境氛圍的營造要素中家居配飾產(chǎn)品發(fā)揮著極為重要的作用。這就要求家居配飾產(chǎn)品設(shè)計要緊跟時代的步伐做不斷的突破創(chuàng)新。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)無疑是這一要求的“完美搭檔”。因此，探索3D打印技術(shù)在家居配飾產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的可行性研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1. 3D打印技術(shù)

1.1 定義

3D打印實質(zhì)是增材制造技術(shù)。美國材料與試驗協(xié)會將增材制造技術(shù)定義為：基于3D模型數(shù)據(jù)，采用與減式制造技術(shù)相反的逐層疊加的方式生產(chǎn)物品的過程，通常通過電腦控制將材料逐層疊加，最終將計算機上的三維模型變?yōu)榱Ⅲw實物，是大批量生產(chǎn)模式向個性化生產(chǎn)模式發(fā)展的引領(lǐng)型技術(shù)[1]。

1.2 使用方法

3D打印技術(shù)是快速成形技術(shù)的一種?；驹硎前岩粋€通過設(shè)計或者掃描等方式做好的3D模型按照某一坐標軸切成無限多個剖面，然后一層一層打印出來并按原來的位置堆積到一起，形成一個實體的立體模型[2]。

（1）光固化立體成形

光固化立體成形由美國3D Systems公司在20世紀80年代后期推出。它是在樹脂液槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，使其在激光束的照射下快速固化，然后工作臺下降一層薄片的高度，進行第二層激光掃描固化，如此重復，直到整個產(chǎn)品成形完畢。

（2）分層實體制造

供料機構(gòu)將底面涂有熱熔膠的箔材—段段地送至工作臺的上方。激光切割系統(tǒng)按照計算機提取的橫截面輪廓用CO2激光束對箔材沿輪廓線將工作臺上的紙割出輪廓線，并將紙的無輪廓區(qū)切割成小碎片。

（3）選擇性激光燒結(jié)工藝

選擇性激光燒結(jié)采用CO2激光器對粉末材料（塑料粉、陶瓷與黏結(jié)劑的混合粉、金屬與黏結(jié)劑的混合粉等）進行選擇性燒結(jié)。是一種由離散點一層層堆積成三維實體的工藝方法[3]。

（4）熔積成形

熔積成形工藝是一種不依靠激光作為成形能源，而將各種絲材加熱熔化的成形方法。

2 .家居配飾產(chǎn)品設(shè)計

2.1定義

家居配飾產(chǎn)品是指在室內(nèi)空間中，為了營造一定的環(huán)境氛圍所利用的可更換、可移動的飾品與家具，如布藝、燈飾、裝飾工藝品、及綠植花藝等[4]。它們主要是用于硬裝修完成后，對室內(nèi)空間進行二度的布置與陳設(shè)。

2.2發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)方面：配飾產(chǎn)品設(shè)計作為國內(nèi)新興的行業(yè)，有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α！拜p裝修，重裝飾”這種人性化設(shè)計理念出現(xiàn)。因此，人們對配飾產(chǎn)品的需求也與倶增，配飾產(chǎn)品作為種新興產(chǎn)業(yè)有很大的潛力及發(fā)展空間。

國外方面：國外的配飾設(shè)計和室內(nèi)空間設(shè)計是一脈相承的。他們沒有明確提出配飾產(chǎn)品的重要性，但國外設(shè)計師十分注重居住者的心理感受，所以他們把配飾產(chǎn)品設(shè)計作為重中之重。呈現(xiàn)多元化和人性化特征。

本文就3D打印技術(shù)和家居配飾產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用做可行性分析，探索二者之間的聯(lián)系。

3.基于3D打印技術(shù)的家居配飾產(chǎn)品設(shè)計可行性分析

3.1 可行性分析

3D 打印技術(shù)的優(yōu)點主要包括以下幾個方面：

（1）材料多樣化。3D打印技術(shù)能夠?qū)Σ煌牟牧线M行打印，例如淀粉、石膏、陶瓷、高分子材料、技術(shù)以及復合材料等都可以進行3D打印，以此滿足不同領(lǐng)域的不同需求；

（2）速度快，周期短。3D打印技術(shù)具有零部件一體化成型，去除了組裝環(huán)節(jié)，顯著的加快制造進程與提高效率，縮短了設(shè)計到成型的周期；

（3）成本較低。與傳統(tǒng)的加工方式相比，3D打印技術(shù)采用增材加工的方式，能夠有效的避免原材料的浪費，節(jié)約材料，一體化成型，降低了創(chuàng)意設(shè)計的成本；

（5）個性化程度高。3D打印技術(shù)根據(jù)不同公司、個人的加工需求，滿足多樣化、個性化的要求，加工和制造更加靈活多變，擴張了設(shè)計師的想象空間；

（6）制造范圍廣。理論上只要計算機能夠設(shè)計出來的模型，采用 3D打印技術(shù)就能夠進行制造；

（7）零交付時間。3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)按需打印，更加靈活、自由、快速的相應(yīng)用戶的實際需求，真正的實現(xiàn)零交付時間，降低成本和節(jié)省時間。

3.2 運用分析

增材制造作為引領(lǐng)家居配飾產(chǎn)品由大批量生產(chǎn)模式向個性化制造模式轉(zhuǎn)變的一項重要技術(shù)，在降低成本、提高效率以及應(yīng)對生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復雜的配飾產(chǎn)品等方面具有明顯的優(yōu)勢。

（1）產(chǎn)品造型

配飾產(chǎn)品造型的設(shè)計在時代發(fā)展和科技進步的當下，造型設(shè)計發(fā)生較大改變。3D 打印技術(shù)在配飾產(chǎn)品設(shè)計中的發(fā)展和應(yīng)用，使配飾產(chǎn)品擺脫了以往設(shè)計的局限，設(shè)計師的想象力不再是產(chǎn)品造型設(shè)計的唯一源泉。

（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

3D 打印技術(shù)依靠一體化的設(shè)計，使得家居配飾產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加簡單，某些特殊鉸接結(jié)構(gòu)甚至可以不經(jīng)過組裝，只需要一些輔助性材料就可以一次成型。這種制作方式無論是在家居配飾產(chǎn)品的耐用性還是生產(chǎn)效率的提高上都有著革命性的變化。

3.3 實例分析

圖（1）是一款手帕燈，設(shè)計之初它只是一個由電腦技術(shù)描繪出來的概念產(chǎn)品，通過電腦技術(shù)的幫助，燈的表面完美再現(xiàn)了棉、綢緞、羊毛以及羊絨等織物的天然特性：絲滑，柔順[5]。但現(xiàn)在它的原型產(chǎn)品由3D打印技術(shù)實現(xiàn)了。

結(jié)語

通過對3D打印技術(shù)在家居配飾產(chǎn)品設(shè)計的可行性分析，證明3D打印技術(shù)在家居配飾產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但在考慮3D打印技術(shù)擁有眾多優(yōu)勢的同時，也應(yīng)考慮到打印成本、打印材料以及3D打印機自身性能等因素，想要實現(xiàn)3D打印技術(shù)在家居配飾產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的廣泛使用還存在一定的難度。筆者認為未來的3D打印技術(shù)應(yīng)該和云技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)科技等先進的科學技術(shù)相融合，同時還應(yīng)該考慮設(shè)計師的設(shè)計產(chǎn)權(quán)保護，及環(huán)境保護、資源利用等社會責任問題。所以還需對3D打印技術(shù)做進一步的研究，將其改進與完善，以此保證其能夠更好的適應(yīng)家居配飾產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展需求。

參考文獻

[1] 吳春蘭，韓曉紅. 3D打印技術(shù)對我國制造業(yè)帶來的機遇探討[J]. 蘭州交通大學學報，2014，（02）：128-130.

[2] 李小麗，馬劍雄，李萍，陳琪，周偉民. 3D打印技術(shù)及應(yīng)用趨勢[J]. 自動化儀表，2014，（01）：1-5.

[3]黃烽堅，封小影，黃昊. 3D打印技術(shù)應(yīng)用前景展望與分析[J]. 中國衛(wèi)生質(zhì)量管理，2014，（02）：53-55.

[4] 楊貴慶.現(xiàn)代家庭居室裝飾的發(fā)展趨勢[J].室內(nèi)設(shè)計與裝修，2005（06）.

[5] 閆彬彬，唐波 . 三維打印技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及前景展望 [J]. 當代經(jīng)濟，2013.

作者簡介

羅敏（1993—），女，漢族，貴州仁懷，中南林業(yè)科技大學，研究方向：家居產(chǎn)品設(shè)計。

（作者單位：中南林業(yè)科技大學）