3D打印技術(shù)在展示道具中的發(fā)展趨勢

王曉慧

摘 要：由于展會建設(shè)周期短、時效性強(qiáng)的特點，展具得不到重復(fù)利用，多為用后即棄，造成了大量的浪費。同時，傳統(tǒng)制造方式所生產(chǎn)出來的展具在造型上很難再有突破，設(shè)計師的創(chuàng)新思維也會受此影響。3D打印技術(shù)的興起與普及為這些問題提供了新的思路。3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)各有優(yōu)劣，并且3D打印技術(shù)不可能在朝夕間取代傳統(tǒng)制造業(yè)，因此兩者有效的結(jié)合是符合綠色設(shè)計，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；展具設(shè)計；綠色設(shè)計

自20世紀(jì)80年代得到發(fā)展以來，3D技術(shù)與不同領(lǐng)域的高精尖技術(shù)結(jié)合，在航空航天、醫(yī)療、建筑、文創(chuàng)等方面得到應(yīng)用。3D打印所展示出的美好前景促使許多國家掀起3D打印技術(shù)的熱潮，使其得到廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)今數(shù)字化制造的背景下，如何有效地將3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)合，緩解傳統(tǒng)制造業(yè)帶來的浪費、污染等問題的銳勢，這是現(xiàn)在亟需處理的。

會展經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，展會對展示道具的需求也越來越巨大。在其設(shè)計、建造的過程中，不可避免地產(chǎn)生材料、能源的浪費，造成環(huán)境的污染。這與現(xiàn)在所提倡的可持續(xù)理念背道而馳。

展示道具作為傳統(tǒng)制造業(yè)的產(chǎn)物之一，繼承其劣勢與不足。3D打印這一新技術(shù)的介入將給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來改變，以展示道具為例進(jìn)行研究具有典型性與普遍意義，也給展示設(shè)計的發(fā)展帶來新的契機(jī)。

一、3D打印技術(shù)在設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著數(shù)字化制造技術(shù)的不斷革新，3D打印技術(shù)也在邁向成熟，其技術(shù)有了大幅的提高。與傳統(tǒng)制造業(yè)減去材料的加工技術(shù)不同，3D打印是依托計算機(jī)軟件，設(shè)計出三維數(shù)據(jù)模型，然后在特殊的成型設(shè)備中，將液體、粉末、絲狀、塊狀等不同狀態(tài)的打印材料通過特定噴頭噴出，產(chǎn)生連續(xù)的物理層疊加，逐層堆砌材料來塑造對象實體的技術(shù)，又稱為快速成型技術(shù)、增材制造技術(shù)。現(xiàn)今，快速成型技術(shù)主要有LOM分層實體制造技術(shù)、SLS選區(qū)激光燒結(jié)、FDM熔融層積成型技術(shù)、SLA立體平版印刷技術(shù)、3DP技術(shù)。

3D打印技術(shù)與設(shè)計領(lǐng)域的跨界合作屢見不鮮，如在家具、建筑、雕塑、車輛、服裝、文物修護(hù)這些方面。在2016年，Local Motors公司發(fā)布了世界首款3D打印汽車Olli。它是一輛無人駕駛巴士，并且已通過上路測試。相較于傳統(tǒng)的汽車制造需要投入大量資金和時間進(jìn)行設(shè)計、模具制造、技術(shù)研發(fā)，而后才能進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，3D打印為小批量、定制制造提供了新的平臺。

在建筑產(chǎn)業(yè)中，3D打印技術(shù)也得到很多嘗試與應(yīng)用。恩里克·迪尼于2013年運用D Shape3D打印機(jī)，以沙子為原材料建造一棟名為“Landscape House”的建筑。盈創(chuàng)科技在2014年以混凝土為打印材料進(jìn)行3D打印，在一天內(nèi)利用可回收材料建造了10棟200平方米的毛坯房。該公司負(fù)責(zé)的全球首座3D打印的辦公室于2016年在阿聯(lián)酋迪拜國際金融中心落成。該單層建筑占地面積為250平方米，打印材料為一種特殊的水泥混合物， 施工時長僅為17天。與傳統(tǒng)建筑行業(yè)建造情況相比，3D打印的建筑不但建材質(zhì)量可靠，還可節(jié)約建筑材料30%～60%、縮短工期50%～70%、減少人工50%～80%，至少能使建筑成本降低50%。

二、傳統(tǒng)展示道具的現(xiàn)狀

（一）展覽的時效性

由于現(xiàn)今會展業(yè)蓬勃發(fā)展，展會交易繁多，對展示道具需求量大。因此展示道具有使用期短，流通量大，更替頻率高的特點。在我國，特裝展位和標(biāo)準(zhǔn)展位是展示空間的兩大類別。由于對展示效果的追求，特裝展位在展覽中得到廣泛運用，問題也隨之而產(chǎn)生。特裝展位雖然造型獨特、特征明顯，有更強(qiáng)的藝術(shù)性、更好的展示效果，但其展示道具在展會結(jié)束后并不能進(jìn)行回收利用，易造成資源浪費、環(huán)境污染的現(xiàn)象。在展會中，很多別致、異形的創(chuàng)意造型依賴于木結(jié)構(gòu)與金屬結(jié)構(gòu)的支撐。這樣的展示道具在很多情況下都是一次性展具。這些傳統(tǒng)制造方式生產(chǎn)的展示道具回收利用率低，并且造成污染、浪費。這一現(xiàn)象亟需得到重視，并加以改進(jìn)。

（二）展具造型的局限性

展示道具是品牌主題、展品與觀者之間的主要媒介，是信息傳遞的重要載體。主題性是展示活動至關(guān)重要的構(gòu)成元素。不同類型的展示活動對應(yīng)著不同的主題，即使是相同的主題，其表現(xiàn)手法、展示形式也各有特色。展會發(fā)展至今，想要以新穎的方式表現(xiàn)展會主題，基于傳統(tǒng)制造方式生產(chǎn)的展具在形式上很難大放異彩，也逐漸不能再滿足現(xiàn)今觀眾們快速變化的審美需求。傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)的展具甚至在一定程度上束縛了設(shè)計師的設(shè)計思路，缺乏創(chuàng)造性，使得展示方式、空間設(shè)計變得千篇一律、乏味無趣。面對現(xiàn)在的窘境，展示設(shè)計、展示形式需要擺脫限制，突破常態(tài)，創(chuàng)造出符合時代趨勢、滿足美學(xué)需求、吸引觀眾并且能夠有效傳達(dá)信息的展示道具與展覽空間。3D打印這一新技術(shù)有著獨特的時代意義與象征意義，會為展具造型、展覽空間的設(shè)計注入活力。

（三）展具開發(fā)的復(fù)雜性

在傳統(tǒng)制造方式下，展具開發(fā)周期長，制造流程繁復(fù)。從設(shè)計草圖、建模、工程圖到工廠制作，一個符合高標(biāo)準(zhǔn)高要求的展示道具需要花費漫長的時間來完成各個零部件的制作。傳統(tǒng)的制作流程除了使得展示道具開發(fā)時間長以外，還會使得展具效果因為工藝復(fù)雜程度、制作精度等原因變得不可控制。

3D打印技術(shù)在展具的開發(fā)中省去了傳統(tǒng)工藝模具設(shè)計與制作、零件組裝等工序，直接從三維模型數(shù)據(jù)到實體展具，大大地簡化了制作流程，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約了資源成本。由于不需要再次組裝，直接由電腦模型數(shù)據(jù)輸出生成，3D打印技術(shù)也簡化組裝過程，降低制作難度，增加了展示道具的精確程度。3D打印技術(shù)的介入使得設(shè)計師的創(chuàng)作不再受傳統(tǒng)制造技術(shù)限制，可以專注于展具形態(tài)創(chuàng)意與功能創(chuàng)新，美學(xué)屬性也將隨之得到增強(qiáng)。

三、展示設(shè)計發(fā)展趨勢

（一）3D打印設(shè)備的普及

從20世紀(jì)90年代開始，國內(nèi)高校興起3D技術(shù)的自主研發(fā)，如：清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、中國科技大學(xué)。最近幾年，國內(nèi)研究3D打印技術(shù)的公司如雨后春筍一般涌出，南京紫金立德、北京殷華、深圳維示泰克、江蘇敦超等企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)3D打印機(jī)的整機(jī)生產(chǎn)與銷售。endprint

3D打印技術(shù)在越來越多的領(lǐng)域得到運用的同時，其打印材料、打印工藝也得到創(chuàng)新。在服裝設(shè)計領(lǐng)域，3D打印的材料有尼龍、ABS材質(zhì)、Fila Flex材質(zhì)等。在建筑行業(yè)，相關(guān)的打印技術(shù)有D型工藝、輪廓工藝、混凝土打印。今后，3D打印技術(shù)將變得越來越成熟、越來越普遍，滲透入人們的日常生活，它在展示道具設(shè)計的應(yīng)用上也將會大放光彩。

（二）展示設(shè)計流程的變革

在以往的產(chǎn)品設(shè)計中，為追求利益，進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)，消費者的需求被視為普遍統(tǒng)一的，個性化的需求被忽視了。展示設(shè)計中也有同樣的情況出現(xiàn)，對于創(chuàng)新、個性化的需求沒有得到足夠的重視。然而，新的展具生產(chǎn)制作流程是非常繁復(fù)的，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)為設(shè)計流程帶來巨大的變革。在設(shè)計生產(chǎn)過程中，3D打印可以適用于多個環(huán)節(jié)，可以使得設(shè)計團(tuán)隊、制造商、用戶之間的溝通變得更為直觀有效。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時，設(shè)計團(tuán)隊一般采用平面圖紙作為可視化媒介進(jìn)行交流。3D打印的應(yīng)用能夠輕松得到更加精確、更便于交流的3D實體模型，設(shè)計團(tuán)隊的成員、用戶都可以直觀地看見、觸摸、使用這些設(shè)計模型，比較結(jié)構(gòu)、功能、造型的優(yōu)劣，確認(rèn)更為有效的產(chǎn)品概念。在與制造商洽談時，3D打印技術(shù)也可以減少由于信息交流不暢而造成的產(chǎn)品概念模糊等問題，有利于溝通效率的提高，有效地規(guī)避商業(yè)風(fēng)險。

（三）低碳與可持續(xù)性的要求

低碳與可持續(xù)的要求也是綠色設(shè)計的要求。由于3D打印技術(shù)的特性，即對材料的直接疊加，而不是傳統(tǒng)工藝中對原材料的雕琢、削減，在制造過程它不會造成對原材料的大量浪費，不會像傳統(tǒng)制造業(yè)一樣產(chǎn)生大量垃圾。

在原材料的使用上，除了不同種類都得到開發(fā)以外，3D打印技術(shù)對廢物利用、回收再利用這類可行性進(jìn)行了探索。北京崇建公司自主研發(fā)的建筑渣土3D打印技術(shù)就是廢物利用的典型案例。建筑渣土是建筑垃圾的主要組成部分，在運輸過程中遺撒、偷倒、亂倒等違法現(xiàn)象層出不窮。這不僅容易引發(fā)交通事故，影響航運，還會影響水質(zhì)、水利設(shè)施，以及造成大量可用地的浪費，破壞生態(tài)環(huán)境。這一技術(shù)使得3D打印材料直接利用廢棄物渣土，減少運輸、消納費用，減少碳排放，實現(xiàn)資源循環(huán)利用。同時，3D打印技術(shù)對生產(chǎn)流程的簡化，進(jìn)一步規(guī)避不必要的浪費，相對工廠的生產(chǎn)模式，在很大程度上控制了排放。這些都對3D技術(shù)應(yīng)用于展具制作有很大啟示。

四、結(jié)語

在現(xiàn)階段，3D打印技術(shù)還是概念炒作的高峰階段，技術(shù)的成熟還需要時間來沉淀。3D打印現(xiàn)在所面臨的問題還有很多，主要可以分為三方面。首先就是成本問題。3D打印的熱度已經(jīng)席卷全球，但它的普及率仍然是個問題，究其原因主要是因為成本高昂。倘若3D打印的成本得到控制，它的推廣與普及指日可待。其次，3D打印的后期處理、加工也存在困難，例如后期對表面材質(zhì)的加工打磨、組合構(gòu)建的拼合、顏色著色等等，都還沒有得到實際解決。同時，由于3D打印技術(shù)對于計算機(jī)軟件的依賴，文件很容易在網(wǎng)上獲取，版權(quán)也將是一個問題，但暫時還沒有相關(guān)條例對其進(jìn)行保護(hù)。

3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)各有限制，各有優(yōu)勢與不足，如何更好地讓兩者優(yōu)劣互補(bǔ)，實現(xiàn)利益、環(huán)保最大化是我們需要進(jìn)一步研究的課題。在不久的將來，3D打印勢必影響我們的設(shè)計理念，改變我們的設(shè)計流程、制造方法，迸發(fā)出更燦爛的創(chuàng)意火花。

參考文獻(xiàn)：

[1]諸葛陽，羅紫艷.3D打印技術(shù)在展示設(shè)計中的運用[J].藝術(shù)科技，2017，（01）：113.

[2]魯瀟.無痕設(shè)計理論指導(dǎo)下的展示道具設(shè)計生命周期初探[J].設(shè)計，2016，（21）：118-119.

[3]尹楊堅.低碳背景下標(biāo)準(zhǔn)化展示道具的設(shè)計方法[J].藝術(shù)與設(shè)計（理論），2016，（10）：87-89.

[4]何牧.展示道具的多維傳達(dá)方式研究[D].中國美術(shù)學(xué)院，2010.

[5]程凱，蘭紅波，鄒淑亭，錢壘，李滌塵.多材料多尺度3D打印主動混合噴頭的研究[J].中國科學(xué)：技術(shù)科學(xué)，2017，（02）.

作者單位：

南京工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計學(xué)院endprint