基于3D打印技術的家居配飾產品設計可行性研究

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

關鍵詞：3D打印技術；家居配飾產品；可行性

緒論

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

1. 3D打印技術

1.1 定義

3D打印實質是增材制造技術。美國材料與試驗協會將增材制造技術定義為：基于3D模型數據，采用與減式制造技術相反的逐層疊加的方式生產物品的過程，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為立體實物，是大批量生產模式向個性化生產模式發展的引領型技術[1]。

1.2 使用方法

3D打印技術是快速成形技術的一種。基本原理是把一個通過設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，直到整個產品成形完畢。

（2）分層實體制造

供料機構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，并將紙的無輪廓區切割成小碎片。

（3）選擇性激光燒結工藝

選擇性激光燒結采用CO2激光器對粉末材料（塑料粉、陶瓷與黏結劑的混合粉、金屬與黏結劑的混合粉等）進行選擇性燒結。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 .家居配飾產品設計

2.1定義

家居配飾產品是指在室內空間中，為了營造一定的環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，對室內空間進行二度的布置與陳設。

2.2發展現狀

國內方面：配飾產品設計作為國內新興的行業，有著巨大的發展潛力。“輕裝修，重裝飾”這種人性化設計理念出現。因此，人們對配飾產品的需求也與倶增，配飾產品作為種新興產業有很大的潛力及發展空間。

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

本文就3D打印技術和家居配飾產品設計應用做可行性分析，探索二者之間的聯系。

3.基于3D打印技術的家居配飾產品設計可行性分析

3.1 可行性分析

3D 打印技術的優點主要包括以下幾個方面：

（1）材料多樣化。3D打印技術能夠對不同的材料進行打印，例如淀粉、石膏、陶瓷、高分子材料、技術以及復合材料等都可以進行3D打印，以此滿足不同領域的不同需求；

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

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

（5）個性化程度高。3D打印技術根據不同公司、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，擴張了設計師的想象空間；

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

（7）零交付時間。3D打印技術能夠實現按需打印，更加靈活、自由、快速的相應用戶的實際需求，真正的實現零交付時間，降低成本和節省時間。

3.2 運用分析

增材制造作為引領家居配飾產品由大批量生產模式向個性化制造模式轉變的一項重要技術，在降低成本、提高效率以及應對生產結構復雜的配飾產品等方面具有明顯的優勢。

（1）產品造型

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

（2）產品結構

3D 打印技術依靠一體化的設計，使得家居配飾產品結構更加簡單，某些特殊鉸接結構甚至可以不經過組裝，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品的耐用性還是生產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，設計之初它只是一個由電腦技術描繪出來的概念產品，通過電腦技術的幫助，燈的表面完美再現了棉、綢緞、羊毛以及羊絨等織物的天然特性：絲滑，柔順[5]。但現在它的原型產品由3D打印技術實現了。

結語

通過對3D打印技術在家居配飾產品設計的可行性分析，證明3D打印技術在家居配飾產品設計的發展過程中發揮著至關重要的作用。但在考慮3D打印技術擁有眾多優勢的同時，也應考慮到打印成本、打印材料以及3D打印機自身性能等因素，想要實現3D打印技術在家居配飾產品設計領域的廣泛使用還存在一定的難度。筆者認為未來的3D打印技術應該和云技術、互聯網科技等先進的科學技術相融合，同時還應該考慮設計師的設計產權保護，及環境保護、資源利用等社會責任問題。所以還需對3D打印技術做進一步的研究，將其改進與完善，以此保證其能夠更好的適應家居配飾產品設計的發展需求。

參考文獻

[1] 吳春蘭，韓曉紅. 3D打印技術對我國制造業帶來的機遇探討[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打印技術及應用趨勢[J]. 自動化儀表，2014，（01）：1-5.

[3]黃烽堅，封小影，黃昊. 3D打印技術應用前景展望與分析[J]. 中國衛生質量管理，2014，（02）：53-55.

[4] 楊貴慶.現代家庭居室裝飾的發展趨勢[J].室內設計與裝修，2005（06）.

[5] 閆彬彬，唐波 . 三維打印技術應用現狀及前景展望 [J]. 當代經濟，2013.

作者簡介

羅敏（1993—），女，漢族，貴州仁懷，中南林業科技大學，研究方向：家居產品設計。

（作者單位：中南林業科技大學）