3D打印技術在工業設計中的應用研究

張曉飛

廣州市高級技工學校 廣東廣州 510450

工業生產的基本階段就是工業設計，設計科不科學對后期的生產活動的順利開展有著很大的影響。3D打印技術屬于快速成型的技術，能夠符合工業設計的有關要求，解放傳統生產技術的限制性，提高生產速度與質量。使用3D打印技術，能夠完成塑料與金屬材料的加工，提高加工速度與質量，不但能夠符合企業生產的需求，還能獲得更多的經濟收益。就生產企業來說，在現階段競爭如此激烈的情況下，能夠具備更好的競爭優勢。增加對它的分析，對于工業改革的進一步加強有利，為后期的有關工作奠定基礎與參考。

1 闡述3D打印技術

（1）使用原理：就目前的快速成型技術中比較完整的就是3D打印技術，主要是以計算機數控技術、CAD技術、分層制作技術、機械工程的飛速發展基礎之下而產生的制造技術。3D打印技術是把計算機三維數字模型作為根本設計的，所用的配套軟件劃分成很多個部分，使用熱熔噴嘴與激光束緊接著堆放黏結，能夠有效提高產品的生產質量，以此來符合市場上產品的個性化要求。

（2）主要的3D打印技術：對于現階段市場上的3D打印技術而言，不一樣的種類所采用的材料不一樣。[1]比如，EBM電子束熔化成型技術，采用的材料一般為鈦合金；PP粉末層噴膠3D打印成型技術，采用的材料通常為石膏等。

（3）3D打印技術的好處：在工業設計的產品原型制作項目中應用3D打印技術，在符合復雜產品生產要求的基礎之上，能夠不另外增加投資，不用進行組裝，交付周期較短與設計空間較寬以及空間使用量小，具體實施起來也比較方便，能夠有效減少廢棄品的排放數量，保護好生態環境。

2 3D打印技術在工業設計過程中存在的不足

就以往的工業設計而言，企業通常會根據設計需求，創立工作規劃，完成工作任務；進一步進行市場調查，對市場信息進行調查，掌握市場發展要求與發展形勢，為后期的工業設計提出科學的根據；明確設計觀念與設計方案；按照設計需求研究原稿，建立原稿，設計原稿；創立三維模型，提高渲染力度；根據產品的結構進進行科學的設計，以及制定工藝文件，以此來設計圖紙；制作手板模型，并仔細研究模型；根據實際需求逐步完善，動態修改設計圖紙。在工業設計中使用3D打印技術，對于傳統技術來說特點更加明顯，但是其中依然具有限制性需要進一步健全。3D打印技術中的設計人員與軟件以及材料、設備互相影響，能夠改變傳統的設計理念以及局限，能夠使設計人員充分展示自己的創新能力。[2]但是，因為3D打印技術缺乏完善的模型輸出格式，以及設計軟件，在很大程度上會影響3D打印技術的發揮。3D打印技術能夠完全實現設計要求，完全驗證在了產品上，但是怎樣使用在更多的產品生產過程中，這是現階段必須處理的問題。3D打印技術自身具備著先天性的缺陷與問題，被打印機與打印技術所影響，也許不能進行大量的生產。因此3D打印技術現在還不能完全替代傳統的制作技術[3]。

3 3D打印技術在工業設計中的應用

（1）建立模型理念：在進行工業設計的時候，想要能夠完全展示3D打印技術的優點，第一應該根據具體需求制作概念模型與功能原型。就傳統的工業設計而言，應該重復制作不一樣種類的模型與零件，存在工作時間長、精度不高與高成本的缺點。但是使用3D打印技術，能夠完成零件與模型的高精度制作，有效提高了工業設計速度與設計質量。

（2）制作工具的環節：工業設計具有非常復雜的制作過程，不一樣的產品在進行設計的時候應該使用不一樣的工具與設備來讓作業活動順利實施，而工業設計中采用的工具大部分都應該由設計師自己制作。為了實現這個要求，能夠采用3D打印技術來完成，減少設計的時間，減少人工量，制作出精度很高的工具。制作出3D打印技術所需要的工具能夠有效減少時間與成本，提高設計速度與質量，從而設計出更能滿足大眾需求的產品。

（3）實現小規模的生產：創新與發展傳統的3D打印技術，能夠有效降低打印成本與周期，采用多樣化的打印手段與材料，完成產品的小規模生產。與以往的加工工藝來說，具有生產時間少、成本低有效避免時間與空間的局限，在生產過程中，能夠馬上停止生產，及時進行更改與修改生產計劃，這樣一來可以生產出的高質量的工業產品更加多[3]。

4 創新工業設計中所用的3D打印技術

利用3D打印機，能夠完全展示3D打印技術在工業設計中的好處，采用逐步疊加的方法完善三維設計，能夠把復雜的模型設計簡單化，把每一種創意性的理念貫徹到里面，提高工業設計的合理性。在設計到制作的這個過程，采用3D打印技術能夠大幅度減少成本與工作量，優化設計開發的這個流程，可以有效減少開發時間，不但能夠提高設計的合理性，而且還可以給企業獲得更大的收益[4]。

5 結語

總之，工業設計的過程是非常復雜的，傳統的設計必須損耗較多的時間與精力，投資也較多，而在設計過程中應用3D打印技術，能夠縮短時間，還能獲得更大的空間，按照生產需要可以高效的進行加工生產，提高加工速度與加工質量，減少了生產成本，能夠讓企業獲得更多的經濟收益，能夠促進企業的長期發展。