3D打印技术工艺美术论文

2022-04-20

今天小编为大家精心挑选了关于《3D打印技术工艺美术论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!摘要:在当前教育改革不断深入的背景下,3D打印技术这门迅猛发展的新兴学科为初中课堂带来了变化的契机。现阶段3D打印技术作为一种全新的信息化应用手段,受到了广泛教师的青睐,且在现实课堂教学中对其进行了有效应用。

3D打印技术工艺美术论文 篇1:

3D打印技术在苏作家具设计中的应用研究

摘  要:3D打印技术与传统的木家具“减材制造”有着本质的区别,其为苏作家具设计带来了前所未有的技术优势,尤其让家具的前期设计环节更加灵活,其承担了更多的核心研发责任。3D打印技术应用于苏作家具设计研究以苏作家具为着眼点,对3D打印的技术原理与工艺特性做简要阐述,以普适性的设计流程为主线,探讨3D打印技术在苏作家具设计开发过程中的应用,以及由此带来的环节优势,并总结一套理论框架为设计实践提供参考。

关键词:3D打印;苏作家具;设计研发

基金项目:本文系江苏省社会科学基金项目“数字时代背景下苏作家具设计开发研究”(17YSD011)研究成果。

一、3D打印的技術原理与工艺特性

(一)3D打印的技术原理

3D打印(3D Printing)属于增材制造技术(Additive Manufacturing,AM),其生成原理为首先将目标产品的三维模型离散,然后使用特定设备的再涂层技术,将离散的三维模型分层堆积最终完成实体打印[1]。3D打印技术相比于传统制造技术有较多优势,例如制造过程不需要模具或复杂的刀具,能够高效且相对低成本地生成复杂的三维形状或多层结构,原材料浪费较少,能够灵活生产中小批量或定制产品,产品成本控制和可预测性较高等优势[2]。随着3D打印材料和技术方法的不断革新,3D打印技术中的细分技术领域逐渐完善,3D打印产品在生物相容性、机械性能、耐候性、视觉效果等方面有了质的飞跃,也正因此在各行各业得到了广泛的应用。

(二)常用于家具的3D打印技术特性

3D打印的技术细分广泛,核心的3D打印技术包含熔融沉积成型(FDM)、光固化成型(SLA)、选择性激光烧结(SLS)等三种。在家居领域经常应用的3D打印技术主要有打印技术有熔融沉积(FDM)、选择性激光烧结(SLA)、墨料直写成型(DIW)、分层实体制造(LOM)及喷墨打印成型,其打印方法及其主要特征如表1。其中FDM相比较于其他3D打印技术,其尺寸精度和分辨率最低,但因其技术成熟、成本低廉、交货期短等优势,作为原型打印机广泛应用于各行各业。SLS工艺生产物件的机械性能良好,可打印功能零件和原型,打印过程不需要任何支撑结构,对复杂的空间几何形状有良好的打印效能,因此SLS相比较于其他3D打印技术更适合家具的中小批量生产场景。

二、3D打印技术在苏作家具设计中的应用

“苏作家具”指江南地区生产制作的硬木家具,保持和继承上述做法和式样的家具均属于苏作家具的概念范畴[3],例如海派家具,新中式家具等,而不局限于某个特定的历史时期。3D打印技术在苏作家具设计中的应用场景较为广泛,从制造上划分主要应用场景包括整体家具、家具零部件、家具表面装饰等三部分;从苏作家具的设计研发流程划分主要应用场景包括苏作家具的研究阶段、创意设计阶段、生产制造阶段等三个阶段。3D打印技术的实际应用环节受苏作家具的特殊性和3D打印技术的可行性和技术限制、成本和制造需求等因素的限制,同时也为具体应用环节的特殊需求带来了新的解决方案。下面以苏作家具的研发流程为主线对3D打印技术在苏作家具设计中的应用作以阐述。

(一)研究阶段的应用

1. 对文献的立体复原

苏作家具最早出现于宋元时期,其分水岭在于苏作家具多使用硬木而有别于隋唐时期的漆木家具,该时期的苏作家具实物很难考证,研究工作主要从书籍和绘画中展开[4]。明清时期出现了宫廷苏作、民间苏作、广式苏作等多种苏作家具的分支,而各分支的工艺、纹样、形制、式样等又形成了庞大的信息系统,历史流传至今的苏作家具分散在世界各地,少量的实物和大量的文献资料对苏作家具的设计研究者来说是一种挑战。传统的复原工作受执行者经验和技艺水平影响明显,而使用3D打印技术结合三维软件建模技术,能够将文献资料高效地转化成实物模型,经过表面后处理工艺便可直接用于展示、研究、教学等需求。

2. 对文物的维护与修复

苏作家具的修复难度主要体现在材料的珍贵与工艺的繁杂,对修复人的技术水平要求高,例如苏作家具中的雕刻纹样常使用的镶嵌材料多为玉石、象牙、螺钿等,传统的匹配修复方法难度极高[5],而对苏作家具的名贵硬木残缺部分的木料匹配和木纹修复则更加考验修复人的经验和水平[6]。使用3D打印技术配合3D实体扫描、表面后处理工艺等技术则能够代替寻料、测量、技艺还原等障碍进行实体复原,为苏作家具文物保护和修复工作带来了极大的便利。

(二)创意阶段的应用

1.创意设计与细节推敲

现代的苏作家具创意设计阶段与普适性的设计流程类似,均需要经历“方案草图设计-方案三维建模-产品打样”等主要的设计验证步骤,而对于追求设计美学和产品功能和谐统一的苏作家具的设计而言还存在特殊性需求,例如苏作家具中存在大量细而三维的空间曲线,诸如圈椅的扶手,案几的罗锅帐等,在三维模型中推敲其空间走向亦不够直观。将3D打印样件的环节穿插于方案三维建模和产品打样之间,有效地缓解了建模阶段空间曲线不清晰,以及打样解决问题聚集等的矛盾。图1项目为作者参与的一款新中式苏作家具方案设计过程,其扶手转折处的三维曲线在经过FDM技术打印成实体后,与打样师傅讨论实木加工的可行性,并得到了较好的细化和修正。

2.整套家具的比例尺度和视觉效果推敲

苏作家具设计中一般包括整套家具的情况,例如茶室家具套件,书房家具套件,客厅家具套件等,而套件搭配在一起比例是否和谐,设计语义是否统一等问题,在实体模型中更能够获得直观的判断。3D打印技术可将家具三维设计模型等比例缩小,并通过控制精度使打印物件保留一定的设计细节,而传统的木材加工或其它减材制造方法则在工艺和时间上很难实现(如图2)。

3.满足3D打印技术优势的新设计思路

3D打印技术以能够直接生成复杂的空间几何形体、免去模具或组装等传统工艺过程而为苏作家具的设计思路上提供了新的可能。例如苏作家具的结子雕饰,可以使用3D打印技术加工部件,在满足支撑和人机工学等结构和功能需求的前提下,丰富结子的三维空间形态,而传统的雕刻技艺受材料和雕刻技艺的限制很难实现套叠或悬空的效果。

(三)制造阶段的应用

20世纪80年代以来,我国的家具行业制造模式从传统手工作坊模式演化到工业化大批量生产模式[7],90年代后小批量生产模式开始流行,大规模定制模式亦开始推广,传统的苏作家具行业受新的市场需求刺激,向3D打印等新技术寻求支持。

1.整体苏作家具或结构件打印

受地域特征等原因的影响,苏作家具本身具有利用复杂工艺节省用料的传统,例如使用包镶等工艺掩盖杂木内部的杂木骨架,使用名贵的硬木薄板做表面装饰。而时下整体家具产业面临着原材料供应紧张的问题,处于林业产业链下游的家具行业,对木料的高效利用是“生态产业”的重要一环[8],苏作家具的生产同样面临着可持续发展的问题。3D打印技术能够使用热塑性材料代替木料进行具有苏作家具风格的低成本家具的生产,从而大大减少了木料的使用,更提升了生产效率。与此同时,由于苏作家具有漆饰穿带的传统,因此挑选适合对应木料的机械性能的材料,便可使用3D打印出的物件替代穿带内的杂木,应用于中高端的苏作家具的生产环节。

2.家具零部件打印

用于装饰的苏作家具零部件主要包括五金件和镶嵌装饰,使用3D打印技术能够满足小批量或定制化的五金件生产,一些柜门锁环等相对复杂的五金件更可以使用3D打印技术直接生成,免去了制造上组装加固环节,同时也为免去了五金件的设计的限制。

3.表面装饰处理

苏作家具强调利用木本身的纹理作为家具的天然装饰,而大批量生产和硬木原材料紧缺的矛盾催生出了利用3D打印技术实现模仿硬木纹理的表面处理手段,例如使用喷墨打印(IJP)技术可用于模仿彩绘、螺钿等传统装饰工艺[9],还可以模仿浅浮雕等起伏较薄的雕刻工艺,以及满足红木的木纹、木色等纹理和色彩的需求。3D打印表面装饰技术在保持成品装饰性能的同时,让苏作家具的天然材料装饰技术和成本门槛降低,同时也提高了普通木料商业附加值[10]。

三、结语

3D打印技术在苏作家具设计的研究阶段、创意设计阶段和生产制造阶段的应用前景广阔,为推动苏作家具领域向智能制造方向发展提供了动力。在实际应用中会受多种因素的影响,这其中不乏包括具体3D打印技术的工艺特征和工艺限制,生产时间和成本的控制,设计师创意经验,表面后处理工艺限制,拆装和运输等商品诉求等。这就要求设计师对各种生产工艺有广泛的了解,如工艺的优缺点、可制造的几何形状和相关的生产成本等。随着3D打印技术的不断革新,其在成本控制、生产效能、表面精度、表面装饰性等方面会有更优越的表现,届时将会为苏作家具领域提供更多的科技赋能。

参考文献:

[1]马晓坤,侯建峰,孟宪东,等.3D打印技术的发展及应用现状[J].化学工程与装备,2020(12):246-248.

[2]刘智,赵永强.3D打印技术设备的现状与发展[J].锻压装备与制造技术,2020(6):7-13.

[3]高伟霞,黄诚,吴智慧,余继宏.茶文化视域下的苏作家具与文人情怀[J],包装工程,2020(20):30-34.

[4]许家千,沈易立.论苏作家具的发展历程[J],苏州工艺美术职业技术学院学报,2014(4):61-64.

[5]范偉,邹芸鹂.3D打印技术在传统民间家具形态中的数字化保护[J],家具与室内装饰,2015(9):52-53.

[6]刘晓东.3D打印在家具产品中的应用研究[J],家具与室内装饰,2019(12):26-27.

[7]大规模定制家具的发展现状及应用技术[J],南京林业大学学报(自然科学版),2013(4):156-162.

[8]吴智慧.工业4.0时代家具产业的制造模式[J].林产工业,2016(3):6-10.

[9]冯鑫浩,吴智慧.家居制品3D打印制造的现状及发展前景[J],林业工程学报,2019(6):20-28.

[10]汪菲,吴智慧,黄琼涛.家具与木制品表面数字化木纹图案UV树脂3D打印装饰技术[J].家具,2017(1):5-10.

作者简介:

邱春来,硕士,苏州工艺美术职业技术学院讲师。研究方向:产品设计与应用技术。

衡小东,硕士,苏州工艺美术职业技术学院副教授。研究方向:中式古典家具设计制造。

作者:邱春来 衡小东

3D打印技术工艺美术论文 篇2:

初中信息技术3D打印课程的探索与实践分析

摘要:在当前教育改革不断深入的背景下,3D打印技术这门迅猛发展的新兴学科为初中课堂带来了变化的契机。现阶段3D打印技术作为一种全新的信息化应用手段,受到了广泛教师的青睐,且在现实课堂教学中对其进行了有效应用。基于此,研究将结合初中信息技术课堂教学工作的开展,探讨如何基于3D打印技术的应用,设计符合初中生学习需求和学习规律的信息技术课堂教学方法,并以此驱动学生的信息技术学习能力和学习素养不断提升和发展。

关键词:初中;信息技术;课堂教学;3D打印

引言:事实上,信息技术3D打印的概念在本世纪中期就已经由相关专家提出,但直到最近才应用该技术,这得益于科学技术的逐步发展和国家硬件水平的进一步提高。如今3D打印技术已在建筑、服装、医疗、工业设计等领域广泛应用,也逐步进入了课堂。初中学校3D打印课程建设,既丰富了初中创新教育课程体系,它能更直观地表达教学中的抽象概念,使学生能够更好地理解自己的学习内容并加深对知识的掌握。与此同时,信息化开始逐步引导各个行业的发展。在社会上,许多产业的升级都依赖于3D信息化技术的在其中的应用。因此,3D打印课程的信息基础教育应用能让学生进一步理解3D打印相关理论,以及锻炼学生的在实际生活中的实践能力。

一、3D打印技术概述

信息技术3D打印在学术界最早被称为增材制造技术,2009年美国官方对3D打印进行系统阐述,将其描述为利用三维数字模型逐层制造的方式,将材料结合起来的工艺。在我国国内也运用这一概念并就3D打印技术融入社会生产进行广泛研究。信息技术3D打印的原理与传统打印机非常的相似。因此信息技术3D打印也称为打印机。通过计算机和打印设备搭建的打印平台,虚拟空间蓝图并转化为现实,运用物理手段虚拟数据模型[1]。

目前最为常见的信息技术3D打印技术有光固化立体成型、熔融成型、金属激光熔融等信息技术3D打印,3D打印技术之所以能够广泛运用的原因,是因为其具备三大特征特征。首先利用3D打印技术,能够节约生产成本。运用3D打印技术,不需要购买机械工具,3D打印平台可以完成各种机械工具的工作,在工作过程中,3D打印机还将完全按着需要添加原材料,以避免原材料的浪费。其次信息技术3D打印可以满足个性化的设计。信息技术3D打印平台支持用户的个性化设计,并滿足人们的各种需求。也正因如此为创新设计、个性自由展示提供了便利。另外3D打印产品成型的周期短,能够在很短时间内交付,就传统制作技术而言,在生产过程当中会受到多种因素的制约,而运用3D打印技术则能够快速打印成型[1]。

二、3D打印技术融入初中课堂存在的问题

在信息技术课堂上融入3D打印技术时,学生对于信息技术学科不够重视的问题较为突出。许多初中生在开展信息技术学习的过程当中,大多数只是停留在教师课堂所教学的内容,有些学生甚至没有将教师课堂教学内容融会贯通,而是忙着做自己的事情。许多学生经过三年信息技术课程的学习,仍然表示自己的打字速度很慢,对于一些软件的使用很不熟练[2]。

教学资源不足也是3D打印技术融入初中课堂存在的问题之一。开展3D打印技术的实践学习,需要有专业教师进行指导,要求教师具备3D打印的相关知识储备。当然就目前来看,许多初中并没有将3D打印技术教学与信息技术进行有效融合,许多信息技术老师仍然是集中于对学生基础软件应用的教学。

三、信息技术3D打印在课程中的运用

(一)应用多种教学模式开展3D打印教学

3D打印技术融入教学,为课堂带来了新鲜元素,学生会对学习的内容更感兴趣。在实施教学前,要充分论证,研究方法。初中学校的3D打印课程应当有计划有步骤地进行。

首先可通过兴趣小组的形式教学。从学校范围招收对3D打印感兴趣的学生组成兴趣小组,教师可以通过教学过程总结经验;完善教学内容;提高自身业务能力;搜集学生学习情况;反思并提高学习成效,为下阶段的各专业试点教学增加经验,打好基础[2]。

其次是在部分专业进行试点教学。职业学校同3D打印技术密切相关的专业有计算机、建筑、机械加工等,选择这些班级开展3D打印技术教学更容易切入,学生的学习积极性也更高。

最后通过分析各专业特点制定教学内容,将3D打印技术的学习开展到所有专业。让初中学生接触和掌握到一门新的技能。仔细分析工艺美术、旅游管理、厨师、电子商务等专业都能找到好的学习切入点,有了前期的教学积累,3D打印课程便能很好地开展下去。

(二)循序渐进完成教学内容

第一阶段为展示学习。教师通过向学生介绍3D打印技术,并展示3D模型制作和打印的过程;第二阶段是拍照创建。把通过拍摄获得的平面图片用切片软件转换成三维模型打印出来,增加学生制作的兴趣;第三阶段打印3D扫描仪获得的模型,将现实物品转换成虚拟模型再打印成现实物品;第四是使用3D软件制作虚拟三维模型,再导入切片软件加工,最后打印出来。指导学生使用3DMAX软件、切片软件和3D打印机实现从创意到现实的过程,激发学生探索和求知的热情。

(三)帮助学生直观理解教学内容

首先,我们应该理解,信息技术3D打印课程被教学课堂所运用的目的是让学生掌握3D打印技术。以3D打印技术信息为基础的教学方式让学生了解3D打印课程背后的原理和抽象知识。信息技术3D打印的内容应该在信息教育的方法中讨论并运用,但实际上信息技术3D打印与信息技术在本质上是密不可分的。基本上,信息技术3D打印需要信息技术对打印内容进行建模,打印内容可以更直观地反映人们使用3D打印技术表达的想法。因此,通过直接讲授信息技术,可以直接输入3D打印技术的理论中心,了解3D打印教材的内容。从而将3D信息技术更好的运用到教育教学当中,让学生更加深入的学习知识[3]。

(四)帮助学生掌握操作3D打印的技能

信息技术3D打印技术广泛应用于工业设计和商业生产的各个领域。但事实上,大多数3D打印产品仍然需要下载完整的数据包才能进行打印。尽管社会上很多人对3D打印感兴趣,但他们实际上没有能力创建3D打印数据包并实现3D打印技术。通过信息化3D打印技术的基础教育,让学生掌握了3D打印技术的使用,通过自己的理解和在实际生活中的应用,让学生简单地创建3D打印数据包,掌握3D打印内容在计算机上的建模技巧。通过这种教学方式,学生最终可以独立操作这项技术,这将对学生将来进入社会而言,使用3D打印技术提升行业的生产模式和服务起到非常重要的作用。

因此,在课堂中我注重让学生自由地发挥,指导过程及时肯定学生大胆的创意,让学生放下包袱,放飞想象,抓住灵感,敢于实践,培养学生解决生活中实际问题的能力。同时,给学生充足的时间进行建模创作,发展其立体思维,培养创新意识和应用技能。

从3D打印技术发展来看,由于技术的不断完善,使用的便捷,越来越受到制造生产行业的青睐,在未来一段时间里,它将是解决设计成型的重要途径。无论是素质教育需要还是创新教育的体现,或是初中生综合素质的提高,3D打印技术都应作为初中学校一门专业技术课程展开教学,促进初中生创新能力的提高,为社会提供更多的优秀应用型人才。

结语:综上所述,在当前各类新技术、新理念的不断发展和应用过程中,教师需要结合课堂教学的需求为学生创设全新的学习环境和学习空间,而且要应用新技术和新理念实现对学生的高效培养和引导。特别是在3D打印技术的课堂应用中,将之融入到初中信息技术课堂教学中,不但可以让学生参与学习的兴趣和热情得以提升,且能够让学生在不断学习的过程中建立起科学的学习思维和认知,加深对知识点的理解并运用到生活当中。

参考文献:

[1]宋国梁.初中3D打印技术及教学改革探究[J].现代职业教育.2019,(6):206-207.

[2]温紫玲.初中3D打印基础课程的开发[J].广东教育(职教版),2019,(1):73-74.

[3]华进知识产权.原理3D打印这项逆天技术在这么多领域可以应用[EB/OL].2018-8-9.

作者:万凤

3D打印技术工艺美术论文 篇3:

计算机辅助工业设计与3D打印技术初探

摘 要:设计领域中,越来越多地使用计算机进行辅助设计,其发挥的作用越来越大。在计算机辅助设计的带动下,产生了3D打印技术,并且3D打印技术越来越成熟。本文着重介绍了计算机辅助工业设计和3D打印技术,以期待对两者的更好融合应用有所裨益。

关键词:计算机辅助;工业设计;3D打印技术

一百多年前,工业产品设计时,大都从色彩、结构等单个方面进行单一的设计。一百多年后,工业产品的设计已经演变为一种创造性的活动,将工业产品的外延属性进一步扩展,从整个产品的使用属性、过程和服务等各个方面进行设计,产品的种类得到极大的丰富,人们的生活方式受到较大的影响。20世纪80年代,我国开始有了工业设计的雏形,其设计方法、表现技法等方面都受到工艺美术的影响。之后的十年,随着经济的进一步发展,我国的制造业发展速度较快。在设计领域,得益于计算机技术的迅速发展,已经被广泛的运用。3D技术的发展较晚,但是发展速度是比价快的。随着3D技术的逐步完善,工业设计领域已经开始利用3D技术打印产品。3D技术的出现,具有较大的优势,产品的设计周期被极大的缩减,制造程序极大的简化。设计过程中,设计师借助计算机辅助工业设计和3D打印技术,对于产品的审核、检验等可以较为直观的呈现在眼前,开发周期大大缩短,可以将产品快递的投入市场,最大程度地提高企业的利润率。

1 计算机辅助工业设计概述

计算机辅助设计,英文名称为CAD-Computer Aided Design。计算机辅助工业设计,英文全称Computer Aided Industri-al Design,简称CAID。计算机辅助工业设计是以计算机辅助设计为基础开发而来的。工业设计领域中的产品设计是计算機辅助工业设计的主要研究对象。得益于计算机技术的迅速发展,工业设计领域焕发了新的生命力。计算机辅助工业设计的设计方法、效率等方面都有了质的提升,这是传统的工业设计所无法比拟的。目前,计算机辅助工业设计应经在很多的领域实现了应用。计算机辅助工业设计是各种信息技术的集大成者,可谓是多种综合性学科交叉的产物[1]。

某个工业产品的完整设计流程是较为复杂的,具体来说包括市场调研、设计、草图和效果图、各种模型的制作、批量生产等几个方面。在整个完整的设计流程中,可视化的程序占了较大的比例。于是,计算机辅助工业设计的作用便有了用武之地。举例来说,可利用Photoshop、Illustrator、Coreldraw等辅助软件做二维效果图,可利用Rhinoceros、3DMax、Maya等三维软件制作模型,之后再进行渲染,可利用Pro/Engi-neer、SolidWorks、CATIA等工程软件计算模型数据,后期的生产制造环节可直接利用这些数据。与传统的使用手绘效果图和手工制作模型相比,利用CAID,一方面能够节约时间,另一方面具有直观、高效的特点。随着计算机技术的进一步发展,计算机辅助设计软件的功能日益强化,设计过程中,利用智能化、集中化的设计软件,有助于设计者利用较少的时间和精力来完成自己的设计梦想。在这种情况下,借助于技术的进步,设计师可以有更多的时间用于设计创造[2]。

当前,设计阶段,已经熟练的适应计算机进行辅助。笔者认为,应该将计算机辅助设计应用的阶段进行拓展,举例来说,早期的调研阶段,可借助计算机技术做好信息的分析、采集。设计师在设计定位的过程中,可利用大数据技术,这种情况下,定位会更加的准确可靠。此外,在设计过程中,结合人体工程学,采集相关的数据模型。之后,与人体数据库对比,寻找差距,最终优化出更加合适的数据,以此改进设计。从多方位多角度利用计算机辅助设计,达到提高工业产品优化设计的目标。

客观来说,在现代工业发展体系中,CAID技术的应用并没有形成完整的体系。在未来的工业设计中,应该持续深化CAID技术的应用。随着科学技术的进一步发展,CAID的技术水平及应用水平必将得到持续深化。目前,在人工智能领域,其技术逐步成熟。我们有理由相信,人工智能技术与CAID技术两者将得到持续融合,人工智能数据库系统将得到建立,在产品的设计、研发和生产过程中提供持续的应用服务。利用CAID和人工智能的联合应用,设计师可持续获得各方面的应用信息,帮助设计师做出更好的选择,以设计更好的工业产品,以为现代化建设服务。

2 3D打印技术与工业设计概述

3D打印技术,最早始于上世纪90年代。3D打印技术,利用数字技术材料打印机,根据设定的数字模型文件,输出可粘合材料最终实现构造物体的技术。3D打印技术应该在各个行业有了广泛的使用,诸如磨具制造、工业设计等领域。据不完全统计,在工业设计、汽车、建筑、教育等等都有3D打印技术的应用[3]。

在工业设计方面,3D打印技术应用较为广泛。传统的工业设计阶段,手钣模型需要进行手工制作。制作这个模型的目的是对设计的合理性和可行性进一步校验。但是,手工制作,需要耗费较长的时间,制作成本来说相对较高。运用3D打印技术,相对来说就较为简单。利用3D打印机和相应的材料,短时间内就可以制作完成。这样出来的成品,不仅精度高,而且可以制作较为复杂的模型。在这种情况下,产品的研发周期被大大缩短,开发成本也得以降低。

随着技术的进一步发展,相关配套产生的增多,3D打印机的成本下降明显。许多企业和设计公司,已经配备了3D打印机。许多的网站都在销售“mini”型的家庭打印机,为普通市民了解3D打印机创造了条件。

3D打印技术最早是由设计者提出的。有了3D打印机,产品的工业设计有了助飞的翅膀。可以这样说,有了3D打印机,制造业和工业设计发生了翻天覆地的变化。3D打印技术已经对人们生活的方方面面产生影响。举例来说,人们可以利用3D打印技术来打造一些具有特殊功能的适合人类居住的房子。利用3D打印技术进行人体器官的打印,将对医学界产生深远的影响。利用3D打印机可打印鞋子、衣服等等,所有这样,将会对于人类的生产、生活方式产生不可估量的深远影响。

3 CAID与3D打印技术的结合应用

CAID和3D打印技术两者的关系如何,笔者认为,两者是相辅相成的关系。前者为后者提供了数据模型,后者让前者的虚拟产品变为现实中的产品,可谓是前进了一大步。工业产品设计时,充分将CAID和3D打印技术融合。极大的优化了工业产品的设计流程和方法。我们有充分的理由相信,只要将两者的技术充分的结合好,这两种技术方法的作用将会不可估量。

根据文献报道,郝建峰利用McNeel公司开发的Rhinoceros软件和多边形建模插件T-spline设计制作了桃桃和花花模型。利用T-spline的自由多边模型的构建功能,制作完成了这两个吉祥物的身体。之后,利用NURBS的多边形曲面命令,借助Rhinoceros软件,对NURBS曲面进行编辑修饰,对一些细节目标进行完善,最终创建了整个数据模型。将数据模型以STL格式导出,之后将数据与3D打印机连接,进行模型打印。对3D打印机进行一系列的相关设置之后,逐层进行打印。打印完成之后,采用人工的方式进行清理和修整。最终大约花费了一周的时间实现了数据模型制作和3D打印。从实际的效果来看,是比较成功的[4]。

4 结语

工业产品的设计已经演变为一种创造性的活动,将工业产品的外延属性进一步扩展,从整个产品的使用属性、过程和服务等各个方面进行设计,产品的种类得到极大的丰富,人们的生活方式受到较大的影响[5]。20世纪80年代,我国开始有了工业设计的雏形,其设计方法、表现技法等方面都受到工艺美术的影响。之后的十年,随着经济的进一步发展,我国的制造业发展速度较快。在设计领域,得益于计算机技术的迅速发展,已经被广泛运用[6,7]。3D技术的发展较晚,但是发展速度是比价快的。随着3D技术的逐步完善,工业设计领域已经开始利用3D技术打印产品。3D技术的出现,具有较大的优势,产品的设计周期被极大的缩减,制造程序极大的简化。设计过程中,设计师借助计算机辅助工业设计和3D打印技术,对于产品的审核、检验等可以较为直观的呈现在眼前,开发周期大大缩短,可以将产品快递的投入市场,最大程度地提高企业的利润率。本文着重介绍了计算机辅助工业设计和3D打印技术,以期待对两者更好融合应用有所裨益。

参考文献:

[1]何人可.工业设计史[M].北京:高等教育出版社,2010.

[2]潘云鹤,孙守迁,包恩伟.计算要机辅助工业设计发展状况与趋势[J].计算机辅助设计与图形学学报,1999,31(3).

[3][美]利普森,[美]库曼著,赛迪研究院专家编译.3D打印:从想象到现实[M].北京:中信出版社,2013.

[4]郝建峰.计算机辅助工业设计与3D打印技术初探[J].轻工科技,2016,(8):71-72.

[5]段伟.计算机辅助工业设计与3D打印技术初探[J].才智,2019:229.

[6]程远.基于计算机辅助工业设计的交通工具的曲线设计[J].陕西科技大学学报(自然科学版),2015,28(6):141-143,148.

[7]党倩.基于ASP技术的计算机辅助工业设计系统的设计与研究[J].自動化与仪器仪表,2014(7):118-120.

作者简介:周楠(1980— ),女,满族,湖北孝感人,硕士研究生,高校讲师,研究方向:工业设计。

作者:周楠

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