3D打印技術在定制家具中的應用分析

楊 煜 李文杰 楊 雪

（遼寧生態工程職業學院 遼寧沈陽 110000）

近些年，我國家具行業在科技水平不斷提高的推動作用下實現了較為快速的發展、擴大，并由此誕生了定制家具這一概念，這不僅是對傳統家具市場的變革，同時也使得消費者的個性化、多樣化需求得到很好滿足。而3D打印技術地應用發展，在技術層面為定制家具設計快速、全面發展提供支持和保障。

1 3D打印技術相關概述

3D打印技術產生于上世紀八十年代，是一種基于數字模型文件快速形成三維物體的事物描述方法。3D打印技術應用成本較低，打印速度快，并且隨著3D打印技術不斷成熟，其在航空、交通等眾多領域應用范圍越來越廣泛。

3D打印技術成型原理就是采用虛擬設計，借助3D建模程序功能創建出的一個全新對象，也可以借助3D掃描技術來對現有對象進行掃描復制。3D掃描儀是3D打印技術應用的關鍵設備，能夠利用物體的3D數據建立起3D建模程序，進而得到一個三維物體。在實際上，3D打印技術與二維平面打印技術的成型原理基本一致，3D打印只是在二維打印基礎上增加了一個維度，打印機先是打印一個二維平面，然而將第二個二維平面疊加上去，如此一層一層疊加，最終形成了一個三維立體對象。

2 3D打印技術在定制家具中地應用現狀

3D打印技術的出現與應用，使得商品供應格局以及人們生活方式發生了較大改變，尤其是在產品原型、模具制造、交通、家具等設計領域，3D打印技術得到了較為廣泛地應用。定制家具屬于一種家具生產行業產品，與傳統家具生產相比具備個性化、多樣化優勢，目前一些國內外企業在模型設計中采用了3D打印技術，獲得了更高的模型制作小樣，這不僅大幅提高了家具設計周期速度，更重要的是在初始模型應用階段能夠節約大量材料，也在一定范圍內實現了綠色環保生產。雖然3D打印技術的個性化應用還處在模型制作階段，使用功能較為有限，然而就家具個性化定制發展趨勢而言，3D打印技術地應用有著極為明顯的優勢。

3 3D打印技術在定制家具中地應用方法

面對家具發展受限問題，3D打印技術地應用有效彌補了家具成型工藝方面的不足，以及在其他方面也顯示出了較為突出地應用優勢。3D打印技術在傳統木質家具設計生產中的有效應用，首先需要對3D打印技術成型工藝進行全面考慮。例如結合對3D打印粉末燒結成型原理地應用分析，其在木質家具成型中地應用，采用了木纖維等打印材料，結合對不同木纖維顏色需求，構造出更為自然美觀的木質材料，使天然色澤能夠很好地應用到定制家具當中。就理論而言，3D打印技術地應用對于成型工藝材料有著一定要求：材料應具備較好的熱塑性與導熱性，燒結性能也較為理想，能夠充分滿足高強度、高剛度機械性能以及熱穩定、導熱穩定以及加工性能穩定的物理特性。其次，要選中粘合強度、固化速度較好的膠合劑，并要求膠合劑必須具備較好的耐水性與抗老化性。從成本控制方面考慮，脲醛樹脂膠粘劑在家具成型膠粘劑方面地應用有著較好效果并且具備粘度高、性能好、固化速度快的優勢，更重要的是這種粘合劑無色且成本較低。然而對于不同種類的家具生產，還應考慮到家具結構、用途，進而選擇最為合適的家具膠合劑。

4 3D打印技術在定制家具中地應用優勢

4.1 實現了對傳統家具結構工藝的創新

由于在結構與工藝方面存在較大不足，許多優秀設計創意靈感難以在傳統的家具制造過程中得到充分體現，這就導致了不少優秀設計產品只停留在理念階段。而3D打印技術地應用不需要經過對材料進行鑄造、切割、彎曲等工藝進行小部件生產組裝，設計師可直接通過控制程序，利用3D打印機來實現復雜造型，避免了傳統模型生成的多個復雜流程，因此較之傳統機構工藝，3D打印技術地應用能夠使設計理念能夠得到更加大膽嘗試，在產品設計方面實現創新發展。

4.2 實現家具定制個性化

傳統家具設計在個性化設計方面受到了較大限制，雖然消費需求在不斷變化，但是客戶也是被迫地接受僅有的幾種設計樣式和大小。然而面對理念與審美不斷發展的家具市場下，唯有盡可能滿足消費者個性化需求才能在市場競爭中占據有利地位。3D打印技術在定制家具中地應用充分體現了個性化與智能化優點，使家具個性化設計和制造成為可能。

4.3 提高家具研發效率

對家具產品進行研發市，縮短設計周期能夠為產品生產爭取足夠時間，提高家具研發效率。而基于各階段設計決策完全準確前提，能否快速地將設計繪圖轉變為三維模型，決定了設計周期能否得到有效縮短。在家具制造過程中，面對相同數量材料條件，基于3D打印技術的生產效率遠大于傳統生產方式。3D打印技術在定制家具中地應用能夠快速創建產品模型、加快設計流程優化，大幅縮短了設計研發時間，在總體上提高了家具研發效率。

5 3D打印技術在定制家具中地應用注意事項

5.1 家具設計模式調整

3D打印技術在定制家具中地應用，使得家具設計快速成型，改變了傳統的家具生產模式。個性化設計生產的成本大幅下降，多樣化生產取代了規模化生產優勢，導致家具設計生產由集約式轉變為分布式模式。所以，在3D打印技術普遍應用的背景下，對家具設計模式進行相應調整極為重要。

5.2 3D打印技術基礎不夠完善

近年來，3D打印技術在家具制造領域得到了較為快速發展，3D打印技術在定制家具中地應用不但具備生產成本低、生產周期短、效率高等優勢，而且能夠應用于小批量家具部件的設計生產。然而現階段3D打印技術還除以發展階段，特別我國3D打印技術在家具制造領域應用缺乏成熟、完善的技術基礎，制作成本高、材料種類少、打印精度不高等問題亟待解決，因此想要借助3D打印技術實現定制家具生產還需對以上不足進行針對性完善。

5.3 加強對相關專業人才培養力度

人才緊缺是制約3D打印技術在定制家具領域發展的重要因素。首先，3D打印技術特征明顯，并且會對家具設計、生產模式產生顛覆性影響，而精通技術與管理的經理人極為稀缺，企業中承接上層管理與下層設計制造對話傳達存在較大困難。其次，是缺乏精通計算機輔助設計的專業人才。3D打印技術地應用對于計算機設計軟件地應用有著較高水平的要求，而這也是當前企業的緊缺資源之一。此外，精通3D打印的專業人員資源匱乏。3D家具模型打印涉及家具結構、工程、設計技巧方面的知識運用，而且經常需要結合實際情況進行模型調整，3D模型出來后還要進行磨削、燒結、切割、組裝等手工工序。所以加強對3D打印專業人員的培養也極為重要。