構建具有3D打印特色高職類產品設計專業建設的探索

何小娟 王茜 楊小靜

摘 要：3D打印技術的發展勢不可擋，同時引發制造行業的變革，行業人才配置、企業人才能力的需求也隨之發生相應變化。高等職業教育是以市場為導向的，注重人才能力培養的模式。產品設計專業本身就是邊緣學科，與很多行業交叉，所以3D打印技術與產品設計專業結合，構建符合市場需求的具有3D打印特色的高職產品設計專業，培養市場極需緊缺型人才，通過擴大學生就業面，提高學生就業率，從而帶領專業形成良性循環。

關鍵詞：3D打印;產品設計;專業建設

3D打印技術在我國處于起步發展階段，普及程度還不是很高，而針對3D打印人才的需求在整個人才需求市場中也不是特別突出，而3D打印人才的培養則更處于萌芽期，各高校還沒有針對市場需求設立3D打印技術專業。[1]產品藝術設計專業與3D打印技術聯系非常緊密，我們將在人才培養的修訂中納入3D打印模塊，針對市場定制人才規格，以市場為導向，培養符合未來企業需求的具有3D打印技術的設計人才，將有效區分產品設計專業本科教育與高等職業教育定位。

一、3D打印技術的發展及現狀

3D打印存在著許多不同的技術。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構建創建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。[2]

從3D打印技術目前的發展狀況來看，它明顯成為發達國家實現制作業回流、提升產業競爭力的重要載體。我國政府對3D打印也是高度關注，針對3D打印技術目前國家投入大量資金，推出相關扶持政策和優惠政策及相關措施，促進我國3D打印技術打印產業化發展。

二、3D打印對產品設計與制造行業的影響

（一）3D打印是實現產品定制化、個性化最好的平臺

在物質高速發展之后，人類的物質需求已由傳統的物質需求轉變為情感和精神的需求。所以傳統制造批量生產出來的產品由于缺乏設計和制作的情感，而越來越被人們詬病，而帶有手工定制，具有特殊設計理念及個性化的定制產品越來越受到人們的青睞。“3D打印的確更適合一些小規模制造，尤其是高端的定制化產品，比如汽車零部件制造。雖然主要材料還是塑料，但未來金屬材料肯定會被運用到3D打印中來，”克倫普說，3D打印技術先后進入了牙醫、珠寶、醫療行業，未來可應用的范圍會越來越廣。受生產和技術的影響，定制產品售價太高，是普通消費者所無法承受的。3D打印技術可以利用計算機技術，結合網絡特點，根據不同客戶需求，設計并制作出符合不同消費者需求的產品，且產品成本相對較低，可以實現低端私人訂制。

（二）3D打印讓生產過程更生態化

傳統生產流程一般為設計、開模、生產樣品、批量生產。在此過程中，開模成本較高，尤其是一些結構復雜的產品，未來降低成本，后期一定要保證生產的量才能將產品成本將低，否則開模就會變成昂貴的負擔。而3D打印技術可以讓企業不需要開模就可以直接生產樣品進行樣品的測試，如果中間發現問題，修改與重新生產也是相對簡單的事情。這樣就避免的開模的成本以及材料的損耗。

（三）3D打印讓生產過程更智能化

傳統手板、傳統模型的制作過程很多都依賴手工，有些是半機械化的加工模式。而3D打印（3DP）即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。毫無疑問，3d打印是典型的現代化數字制造技術，不同于傳統機械制造及自動化中對于流水線制造的依賴，而是真正意義上實現了制造上的隨時、隨地、按需生產，這是機械制造技術智能化的體現。

三、構建具有3D打印特色的產品設計專業建設的必要性

（一）3D打印影響產業對人才能力的要求

我國長期以勞動力資源為優勢，發展來料加工產業。隨著人工成本的上漲，我國人工的優勢已不明顯，產業也發生較大的結構改變，3D打印技術要求我國職業教育所培養的人才要偏向與3D 打印在機械制造產業中的應用，讓企業對體力勞動者需求量驟然減少，企業更加愿意去采用更加機械化、自動化的制造工藝，從而節約勞動成本。

（二）3D打印對產品設計相關的多個產業影響很大

3D打印技術的應用領域極廣，大方向涉及到航天科技、醫學領域、房屋建筑、汽車行業、電子行業、私人定制內衣等。3D打印目前可實現多種材料的打印，例如金屬零部件打印，貴金屬首飾打印，陶瓷打印等等，這些都與產品設計專業密切相關，隨著技術的深入發展，3D打印對這些行業的影響會持續深入。

（三）3D打印增加了產品設計專業設計論證的可行性

傳統產品設計在設計過程中進行產品論證的方法基本是草模，模型和手板。由于模型和手板很多需要依賴模型公司，且受資金的影響，所以大部分設計只能停留于紙面，僅是創意，很難實現，原因是沒有進行后期論證與修改。我校產品藝術設計專業，目前的專業發展定位為微智能家居產品設計。微智能家居產品的后期論證需要依賴結構工藝及智能器件。所以后期的論證更難實現。3D打印技術可以減少制作模型的難度，加快模型制作的進度，學生只要掌握3D打印機的使用方法，就可以通過電腦建模，通過3D打印機將設計打印出來，從而進行功能與結構的論證，這樣學生的設計將更直觀，對產品的認知也將更立體，對整個專業課程的影響顯而易見。而且產品藝術設計目前下設三個工作室，家居用品工作室、智能電子產品工作室和森之物工作室，這些方向對3D打印技術都有一定程度的依賴。

四、構建具有3D打印特色的產品設計專業的意義

從產品設計開發流程來看，構建具有3D打印特色的產品設計專業的意義在于第一可以加快成型速度，減少開模時間。傳統模型制作時間受企業影響較大，遇到特殊材料和復雜結構，產品模型的制作時間就更加長。3D依賴三維建模，學生在原有三維建模的基礎上，可以很快掌握打印技術，實現設計想法到模型的轉變。第二可以降低成本。一般情況制作1：1模型成本相對較高，除了畢業設計，一般課程學生很難承受。3D打印只需要少量耗材，在成本上大大節省，所以普通課程也可以廣泛推廣。第三3D打印人才比較缺乏，如果產品設計專業學生掌握3D打印技術，就可以拓寬就業面，增加就業幾率。

五、構建具有3D打印特色的產品設計專業建設思路

產品設計專業就業有一定的特殊性，原因是產品設計研究的對象相對比較廣，小到湯勺，大到交通工具。所以它的就業與所依托的產品行業背景關系密切。產品設計師可以延伸到各個設計領域當中去，當然在不同的行業，不同的公司就業也會有一定的差異。現在很多大學的產品設計專業與行業相關課程結合在一起形成專題設計課程，充分體現了行業背景和教學優勢，充分展示了教與學，理論與實踐，學校與企業之間的聯系與發展。

（一）在各專題課程中納入3D打印模塊內容

產品設計專業課程中會針對不同的設計研究方向而分成多個專題設計，例如智能家電專題，家居產品設計專題，首飾設計專題等等。這些專題研究方向有針對性，設計過程更接近生產流程，所以設計后期同樣面臨設計論證的問題。但由于專題時間相對較短，納入3D打印模塊內容，可以有效減少模型制作時間。

根據學校現有的設備條件和師資條件，無法開展專業的3D打印專業，而將3D打印模塊內容與課程結合將合理解決3D打印技術與學校教學內容的融合。

（二）在人才培養計劃中納入3D打印要求

3D打印技術未來一定會得到更深入的發展，3D打印機也會普及化，市場對3D打印人才的需求會劇增，如何結合市場設置專業及課程，是高等職業教育的特色之一。因此，我們應當以實際應用為出發點，結合高校課程設置，標定以“創客”為核心的3D打印的教學應用體系。

（三）強化校企合作，共建教學平臺

高職教育面向崗位，針對的是職業能力的培養，所以人才培養要求最終回歸到滿足企業的需求。3D打印技術人才的培養需要投入大量的人力物力，所以可以通過強化校企合作，引進企業資源，共建教學平臺，利用學校與企業彼此的優勢，相互支持合作。

第一，共建3D打印實驗室。3D打印企業擁有大量的設備和技術人才，學校擁有場地和學習對象，通過與企業共建3D打印實驗室，進行資源共享。這樣既滿足了教學的需求，又可以有針對性的進行高職產品設計方向人才的培養。我校現已采購3臺3D打印機，與其他設備放置在同一環境中使用，這對于產品的使用與維護非常不利，因為3D打印機對環境的要求較高，尤其是粉塵較多的環境。所以建立獨立的3D打印實驗室將更有利于設備的管理及維護。

第二，人才的訂單式培養模式。訂單式培養雖有局限性，但目標性更強，適合高等職業教育的特色。通過與對口企業簽訂訂單培養合同，根據企業崗位實際需求進行教學內容及教學模式的定制，學生的學習目的和方向感更強。訂單模式可以大大提升學生的就業率，從而在專業的發展中產生良性循環。

第三，多維度全方位合作的開展。與企業的合作形式比較多樣化，例如可以通過舉辦講座，冠名大賽，橫向課題以及共建平臺項目等方式。這些項目的展開可以幫助學生開闊眼界，多接觸企業項目，實現零距離就業。

六、總結

3D打印技術的發展勢不可擋，同時引發制造行業的變革，行業人才配置、企業人才能力的需求也隨之發生相應變化。高等職業教育是以市場為導向的，注重人才能力培養的模式。產品設計專業本身就是邊緣學科，與很多行業交叉，所以3D打印技術與產品設計專業結合，構建符合市場需求的具有3D打印特色的高職產品設計專業，培養市場極需緊缺型人才，通過擴大學生就業面，提高學生就業率，從而帶領專業形成良性循環。

參考文獻：

[1]3D打印技術.百度百科.[EB/OL][引用日期2017-5-28].

[2]王翔.3D 打印對機械制造及自動化的影響.[J].科技論壇.