工作的效率，压缩了新产品的设计研发周期，并实现了可靠的成本控制目标。本文就3D打印技术展开研究，介绍了其基本运行原理及结合传统工业设计模式的流程与特点，通过探讨其优越性，分析该技术为工业设计领域的发展带来的影响和契机，论述了促使3D打印技术不断完善的相关建议，具有一定的现实意义。
关键词： 3D打印；工业设计；制造流程
1.3D打印技术概述
3D打印技术起源于上世纪末，是集机械工程技术、智能控制技术、计算机技术、激光打印技术和新型材料技术等多门学科研究成果為一体的制造技术，起初名称是快速原型制造技术，后更名为“三维打印技术”或“增材制造技术”。从制造过程来分析，其整个流程包括三个主要的环节，分别为计算机3D建模、软件分层和设备打印。设计者需要借助计算机辅助软件，建立符合使用要求的3D数字化模型，随后通过分层软件将该模型划分成为可供3D打印的多层平面切片，最后则由数控成型系统将事先选定的可粘合材料精确的通过热熔喷嘴喷涂在合适的区域内，如此循环往复逐层堆积叠加，就可最终完成产品的制造任务。如图1所示。
2.3D打印技术优势分析
3D打印技术一经推出，就给传统的制造方式带来了颠覆性的影响，其突出的优势使得该技术在短时间内就受到了各国的广泛关注，并在该领域内进行了大量的应用研究。3D打印技术具备三个关键的技术优势，具体分析如下：
（1）通过3D打印技术使得原来无法生产的产品可以进行制造，扩大了生产范围；
（2）显著提高了复杂结构产品的制造精确度，降低了多种产品的制造门槛，同时也实现了可靠地成本控制；
（3）可实现以往传统制造工艺所无法达到的快速生产目标，只要建立好3D模型，就可方便的实现全自动化生产，省时省力。
总之，3D打印技术的出现，很大程度上消除了以往传统制造技术在工艺、设备、操作水平等因素的制约，极大地提高了生产的效率和精确性，不需要重复的生产模具，也不需要机械加工，将原本繁琐的生产流程进行了极大的简化，一项新产品从研发、设计到生产的整个周期也被大大压缩了，这种全方位效率的提升对于工业设计的发展而言起到了显而易见的促进作用。
3.传统工业设计环节分析
工业设计（Industrial Design）与多个学个交叉，如人机工程学、美学等学科，其涉及专业又被称为工业产品设计学，主要涵盖产品设计、传播设计和环境设计等研究方向，设计对象涉及机械电子、包装造型、平面设计、广告动画、家居装潢、环境美化、服装饰品和用户操作界面等相关种类。工业设计的核心理念就是将设计技术和设计技巧与艺术有机融合，通过不断的创新来为设计对象附加新的价值，传统的工业设计模式，可以分为以下八个主要环节。
（1）设计准备环节：设计师在该环节主要完成与企业用户的沟通，接受设计任务，制定基本的工作进度；
（2）市场调研环节：通过对市场上同类产品进行调研，对需求进行分析；
（3）设计定位环节：根据市场调研的结果，为本次设计的产品进行准确的市场定位，并确定合适的设计路线；
（4）创意草图环节：设计师根据构思与创意，完成绘制草图的工作；
（5）产品效果图设计环节：通过运用计算机辅助工具的帮助，达到完成产品的三维建模和效果渲染的目的；
（6）结构设计环节：对产品的详细结构进行合理的规划，并完成产品的工艺文件和工程图纸设计工作；
（7）手板模型制作环节：手板模型制作及评审；
（8）反馈调整与修正环节：模具跟进以及根据用户意见进行调整与修正。
从上面的工作流程可以看出，传统工业设计环节较多，设计周期较长，尤其是其中的第（7）和（8）环节，更是耗费了大量的时间和资源，往往一个产品的研发周期需要长达数月，设计成本高居不下，已经成为了工业设计领域发展的瓶颈所在。
4.3D打印技术给传统工业设计发展带来的契机
如上节所述，传统工业设计的难点在于制作高精度的模型或模具，往往需要经过反复的修正与调整，才能够为批量化生产奠定可靠的基础，而利用3D打印技术则可以很好的解决这一问题，使得模型模具的制作精度大幅提升，同时也极大的压缩了制作周期，将原本需要数月时间完成的工作压缩至数小时内。同时，利用3D打印技术制作出的实物原型与设计图形更为接近，相似度远远高度其他，因此将3D打印技术作为物理及力学各相关功能试验的对象是十分可靠的，同时也可用于直观的向用户展示设计成果。以下从四个方面分析3D打印技术带来的积极效应。
（1）提升工业设计师的思维创新能力
脱离了传统工业设计中的工艺、设备、技术、操作水平等因素的制约，工业设计师们可充分发挥他们的创新精神，可以将构思的曲线、造型、空间布局等通过3D打印技术展现出来，较传统方式相比更为形象与便捷。另一方面，这种便捷的设计模式也很好的降低了工业设计工作的门槛，使得大量才华横溢的创客可以轻松的构建简单且高效的工作室，极大的提高了工业设计成果的多样性。
（2）设计与应用的高效对接，设计师与用户之间的便捷沟通
众所周知，设计稿与实际产品之间不可避免存在一定差异，在传统的工业设计模式下，只能通过直观性较差的3D模型图或手板模型来观察与评估，这显然会造成一定的误差，从而增加了设计工作返工修改的概率。而在采用了3D打印技术后，就可通过打印设备将存于计算机中的3D模型图打印制成实际样品，清晰且高度吻合的反映出设计作品的外观及结构，从而明显提高直观判断的准确性，使得客户能够更好的对设计作品进行评估，并以此为基础，实现设计方与客户之间的可靠沟通，让设计者能够准确把握用户对设计作品的各种要求，便于设计者对产品进行推敲与修改，一定程度上提高了设计者的工作效率。
（3）拓展了全新的客户群体
目前，工业设计的客户群体对于个性化设计的需求水平日益提高，大多数客户群希望能够得到贴身的定制设计服务，在3D打印技术得到普及后，个性化定制必将成为常态。工业设计的用户群体将不再局限于以往传统模式下的生产企业和经销商，而是将服务范围扩展至个人，即为普通消费者设计出专属个人的、独特的物品。这种服务范围的拓展，为工业设计开辟了一块全新的市场，极大的促进了该领域的发展。
（4）打破技术垄断，创新了工业设计产业的发展模式
目前，我国的工业设计产业处于发展的初期，其特点就是相对缺乏自主创新能力，很多时候不得不引进或借鉴国外的先进经验和优秀设计成果。3D打印技术不同于传统工业设计模式，它的产品几乎完全可以体现消费者的个性化特征。此说法具体体现在3D打印技术的实物模型制作周期、精度以及工艺，从专业设计师设计到大众参与设计，都可以说明这一点。它的出现为制造业带来新的生命，同时也为工业设计提供了强有力的技术支撑。它可以为设计者注入全新的创意，同时给工业设计带来全新的体验，对人才的培养亦或是对设计工作的开展都起到了不可言喻的影响。
5.充分发挥3D打印技术优势，实现工业设计创新发展的策略
（1）扩大宣传，使3D打印技术的优越性被大众熟知
技术的发展源于市场，而影响市场规模的关键因素就是用户对该技术的认知度。因此，让大众了解3D打印技术是十分必要的。通过广而告之等形式将3D打印技术的相关内容进行普及，当然，要做好此项工作离不开政府的大力支持。此外，不可忽视3D打印技术在传统产业中的应用。要将3D打印技术不断推广，利用宣传手段，拓展3D打印技术的应用群体，通过将3D打印技术与其他热门技术相结合，如人工智能技术、大数据技术和互联网+技术等，不断开拓新的发展空间。
（2）建设综合性3D打印服务平台
从区域3D打印开放式创新服务平台建设工作入手，发挥其展览、展示、科普、培训、加工服务和研发功能。在该平台内，可根据用户需求总量来配备先进的3D打印设备，并且尽可能全面的提供各种类型的打印材料的，使设计者们可以用相对较低的成本来完成自己的设计工作。与此同时，以区域平台为节点，以计算机网络为传输媒介，构建工业设计3D打印服務的网络平台，实现软硬件设备及相关技术的资源共享，其最终目的是为工业设计企业和广大创客提供更为优质的服务。
（3）加大专业人才培养力度，弥补人才缺口
要实现3D打印技术的可持续性发展，需要加强对技术人才的培养与储备。人才是关键，技术型人才是技术发展的核心动力，其数量的多寡、质量的高低直接影响到技术发展的进程。我国政府推出了《国家增材制造产业发展推进计划》，按照该文件的指示精神，区域的教育主管部门应当加强辖区内各级别院校关于3D打印技术的普及工程，让3D打印设备走进校园、走进课堂；教育主管部门应提供相应的专项资金支持该技术的发展，在校园里配备3D打印设备并提供相关的教学软件，方便学生真正的走近3D打印技术。促使他们去了解该技术的运行原理，从而激发学习热情，启发创新思维；同时，3D打印技术还可以走进高校，通过接触高校平台对3D打印技术进行学术研究，再与当地企业进行合作，通过各种合作将理论学习与实践学习融为一体，增强师生的相关能力，从而培养出更多的实用型3D打印技术和工业设计技术的人才。
6.总结
在科技引领经济发展的当今时代，各国政府均不遗余力的发展科技产业，通过将大量传统产业与前沿技术相结合的方式，促使本国产业的不断升级，使经济得到进一步增长。中国政府提出“中国制造2025”的发展战略，目的就是将原本处于生产链底层的“中国制造”转向附加价值更高的“中国创造”转变，从此不难看出，科技创新在国家发展进程中的位置越来越重要。3D打印技术作为新兴的科技产业之一，其发展前景毋庸置疑。3D打印技术虽然无法完全取代传统工业设计产业，但它对传统工业设计进行了补充，两者相辅相成。在新型材料技术、机器人技术和人工智能技术不断进步的大环境下，3D打印技术必将会表现出良好的发展前景，在传统工业设计产业升级过程中发挥重要的引领作用。
参考文献
[1] 黄健，姜山.3D 打印技术将掀起“第三次工业革命”[J].新材料产业，2013（1）：62-67.
[2] 国内3D 打印领域的五大科研力量[N].OFWeek3D 打印网，2014-05-08.
[3] 王德花，筱舒.需求引领，创新驱动—3D打印发展现状及政策建议[J].中国科技产业，2014（8）：46-53.
[4] 付丽丽，王建高.3D打印缺乏成熟的商业模式[N].科技日报，2014-06-22（1）.
[5] 罗军.中国3D打印的未来[M].北京：东方出版社，2014.