面向三维设计公司的低成本3D打印

引 言

3D 打印技术是近年来的新兴产业，可应用于航空、生物医学、建筑工程、教育以及制造业等领域，正在推动着传统产品设计模式的变革。随着科学技术的进步以及生活物质水平的提高，私人订制已成为普遍现象，各式各样的设计公司应运而生，三维设计公司也越来越追求个性化。在未来几年或几十年中，人类将逐步转变为数据驱动的创造者和启动者， 产品结构与造型的设计不再受传统制造工艺的束缚，拓展了设计师的思维空间，让设计师依靠 3D 打印技术将自己的创意变成实物，节约了产品设计研发的成本。各企业利用 3D 打印技术在商业中的应用可大大提高商业效益，节约人力和物力。

1 3D打印技术概述

3D 打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体形状的技术，国外称为增材制造。

3D 打印技术的发展从未停止，历经三十余年，技术越来越成熟。3D 打印技术发展历史如表 1 所示。作为一种综合性应用技术，3D 打印运用了仿真建模技术、信息转换技术、物理原理、材料科学以及机电控制技术等诸多技术，科技含量高， 所用设备即为 3D 打印机。3D 打印机如图 1 所示。3D 打印机的精确度非常高，它可以打印出设计模型中的大量细节，尤其是使用传统铸造方法很难达到的高精度零器件。3D 打印物品过程大致分为构建模型、切片、打印、后期处理四个主要阶段， 具体流程如图 2 所示。

2 面向各行业的 3D打印技术

2.1 面向航天与国防

针对航空航天产品，工程师们已经用 3D 打印机成功“打印”出了航空发动机的重要零部件。这一技术将使该零件成本缩减 50%、制造周期缩短 40%。

2.2 面向建筑设计

在建筑行业中，工程师和设计师们已经开始使用 3D打印机打印建筑模型，这种方法快速、环保、成本低，并且制作精美， 符合设计者的要求，同时又能节省大量材料。

2.3 面向制造业

3D 打印技术正在颠覆传统制造业，因为 3D 打印无论是在成本、速度和精确度上都优于传统制造。目前 3D 打印技术在汽车制造上已有了初步成效，在追求效率的同时降低了成本。

2.4 面向科学研究与文物保护

对化石进行 3D 扫描，利用 3D 打印技术做出了适合研究的 3D 模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同时可以进行比例缩减，更适合科学研究。且博物馆常常会使用很多复杂的替代品来保护原始作品免受环境或意外事件的伤害，同时复制品也能肩负起文化传播的重任。

2.5 面向医疗行业

在医学研究方面，3D 生物打印技术已被运用于制造医疗辅具、人工植入支架、组织器官、人体骨骼、人体血管等，从此让身体有缺陷的人群回归正常生活。3D 生物打印是目前 3D 打印技术研究最前沿的领域。

2.6 面向配件、饰品

这是 3D 打印最广阔的一个市场。随着科学的进步以及生活物质水平的提高，人们越来越追求个性化与亲手设计、亲手制造。无论是时尚手链，还是刻有半身浮雕的手机外壳， 抑或是和爱人拥有的世界上独一无二的婚戒，都有可能通过3D 打印机打印出来，使产品更具独特性和创意性。

3 企业面临的问题及解决方法

3.1 面临的问题

3.1.1 市场竞争激烈

随着社会的发展，人们越来越追求个性化的产品，大量设计公司如雨后春笋般破土而出，设计行业这块大蛋糕被争相而食，企业之间的竞争日渐激烈。

3.1.2 产品外观不精致

由于传统制造业的局限性，企业产品的外观始终不够精致，无法提供产品某些细节上的升华。

3.1.3 产品不具有独特性

中国制造业虽然发展状况良好，但绝大多数产品是仿照国外的设计，没有独特的风格。

3.1.4 不能满足客户需求

由于语言习惯方面的差异，设计公司往往不能完全理解客户的需求，导致生产制造出来的产品不能使客户满意。

3.1.5 精密产品成本居高不下

由于产品精密程度要求高，传统制造的成本居高不下， 因此造成了客户买不起，商家不愿造的局面，不利于市场经济的发展。

3.2 解决方法

上述问题的出现使 3D 打印技术慢慢登上了三维设计的舞台。使用 3D 打印技术后，产品不用剔除边角料，摒弃了生产线，使材料无限组合，既节省了材料也大大降低了模型设计的成本，在竞争中就占据了优势。并且 3D 打印技术的突出优势在于复杂结构的产品设计，可直接从计算机三维图形数据中生成任何形状的零件，从而提高了产品的制造效率，外观也将更加漂亮。同时，3D 打印技术可以个性化设计零件、个性化定制模型，根据消费者的喜好进行产品设计与制造，这使产品比较新颖且个性鲜明，非常贴合消费者喜好，有利于更好的打开市场，促进设计业和制造业的蓬勃发展。

4 结 语

将 3D打印技术自动、直接、讯速、精确的优势引入到商业技术中，使之成为一个新的行业优势。3D打印技术让商业成本更低廉，让外观更精致，让产品更具个性化，最终使产品效益得到提高。在不久的将来，我们将不再需要大规模的生产线，不再需要寸步不离的守候在机床旁，不再需要大量的人力物力，不再产生大量的工业废物。3D打印技术将从根本上改变传统制造业的模式，将设计领域提高到一个新高度， 3D打印技术的数据驱动与开放式 3D设计解放了设计师的思维，让设计师从传统的产品加工工艺牢笼中冲脱出来，使他们设计的产品具有“灵魂”。