基于3D打印技术的家居配饰产品设计可行性研究

摘 要：当前，随着科学技术的快速发展，3D打印技术在人们生活中的应用越来越频繁，成熟的3D打印技术在制造行业的应用，能够有效的打破传统制造业的桎梏，对于制造行业的快速腾飞具有重要的推动作用。尤其是3D打印技术在家居配饰产品中的应用，技术本身用材多样化、生产速快、设计周期短等优点得到配饰产品设计师们的喜爱。输出的产品外观精致、造型独特、别具创意，能满足不同消费者对家居配饰产品的要求。本文就3D打印技术的优缺点在家居配饰产品设计领域应用可行性做探索研究，并提出进一步的研究建议。

关键词：3D打印技术；家居配饰产品；可行性

绪论

随着人们生活品质的不断提高，对家居环境的要求越来越高，在整个家居环境氛围的营造要素中家居配饰产品发挥着极为重要的作用。这就要求家居配饰产品设计要紧跟时代的步伐做不断的突破创新。3D打印技术的出现无疑是这一要求的“完美搭档”。因此，探索3D打印技术在家居配饰产品设计领域的可行性研究具有非常重要的现实意义。

1. 3D打印技术

1.1 定义

3D打印实质是增材制造技术。美国材料与试验协会将增材制造技术定义为：基于3D模型数据，采用与减式制造技术相反的逐层叠加的方式生产物品的过程，通常通过电脑控制将材料逐层叠加，最终将计算机上的三维模型变为立体实物，是大批量生产模式向个性化生产模式发展的引领型技术[1]。

1.2 使用方法

3D打印技术是快速成形技术的一种。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型[2]。

（1）光固化立体成形

光固化立体成形由美国3D Systems公司在20世纪80年代后期推出。它是在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，使其在激光束的照射下快速固化，然后工作台下降一层薄片的高度，进行第二层激光扫描固化，如此重复，直到整个产品成形完毕。

（2）分层实体制造

供料机构将底面涂有热熔胶的箔材—段段地送至工作台的上方。激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓用CO2激光束对箔材沿轮廓线将工作台上的纸割出轮廓线，并将纸的无轮廓区切割成小碎片。

（3）选择性激光烧结工艺

选择性激光烧结采用CO2激光器对粉末材料（塑料粉、陶瓷与黏结剂的混合粉、金属与黏结剂的混合粉等）进行选择性烧结。是一种由离散点一层层堆积成三维实体的工艺方法[3]。

（4）熔积成形

熔积成形工艺是一种不依靠激光作为成形能源，而将各种丝材加热熔化的成形方法。

2 .家居配饰产品设计

2.1定义

家居配饰产品是指在室内空间中，为了营造一定的环境氛围所利用的可更换、可移动的饰品与家具，如布艺、灯饰、装饰工艺品、及绿植花艺等[4]。它们主要是用于硬装修完成后，对室内空间进行二度的布置与陈设。

2.2发展现状

国内方面：配饰产品设计作为国内新兴的行业，有着巨大的发展潜力。“轻装修，重装饰”这种人性化设计理念出现。因此，人们对配饰产品的需求也与倶增，配饰产品作为种新兴产业有很大的潛力及发展空间。

国外方面：国外的配饰设计和室内空间设计是一脉相承的。他们没有明确提出配饰产品的重要性，但国外设计师十分注重居住者的心理感受，所以他们把配饰产品设计作为重中之重。呈现多元化和人性化特征。

本文就3D打印技术和家居配饰产品设计应用做可行性分析，探索二者之间的联系。

3.基于3D打印技术的家居配饰产品设计可行性分析

3.1 可行性分析

3D 打印技术的优点主要包括以下几个方面：

（1）材料多样化。3D打印技术能够对不同的材料进行打印，例如淀粉、石膏、陶瓷、高分子材料、技术以及复合材料等都可以进行3D打印，以此满足不同领域的不同需求；

（2）速度快，周期短。3D打印技术具有零部件一体化成型，去除了组装环节，显著的加快制造进程与提高效率，缩短了设计到成型的周期；

（3）成本较低。与传统的加工方式相比，3D打印技术采用增材加工的方式，能够有效的避免原材料的浪费，节约材料，一体化成型，降低了创意设计的成本；

（5）个性化程度高。3D打印技术根据不同公司、个人的加工需求，满足多样化、个性化的要求，加工和制造更加灵活多变，扩张了设计师的想象空间；

（6）制造范围广。理论上只要计算机能够设计出来的模型，采用 3D打印技术就能够进行制造；

（7）零交付时间。3D打印技术能够实现按需打印，更加灵活、自由、快速的相应用户的实际需求，真正的实现零交付时间，降低成本和节省时间。

3.2 运用分析

增材制造作为引领家居配饰产品由大批量生产模式向个性化制造模式转变的一项重要技术，在降低成本、提高效率以及应对生产结构复杂的配饰产品等方面具有明显的优势。

（1）产品造型

配饰产品造型的设计在时代发展和科技进步的当下，造型设计发生较大改变。3D 打印技术在配饰产品设计中的发展和应用，使配饰产品摆脱了以往设计的局限，设计师的想象力不再是产品造型设计的唯一源泉。

（2）产品结构

3D 打印技术依靠一体化的设计，使得家居配饰产品结构更加简单，某些特殊铰接结构甚至可以不经过组装，只需要一些辅助性材料就可以一次成型。这种制作方式无论是在家居配饰产品的耐用性还是生产效率的提高上都有着革命性的变化。

3.3 实例分析

图（1）是一款手帕灯，设计之初它只是一个由电脑技术描绘出来的概念产品，通过电脑技术的帮助，灯的表面完美再现了棉、绸缎、羊毛以及羊绒等织物的天然特性：丝滑，柔顺[5]。但现在它的原型产品由3D打印技术实现了。

结语

通过对3D打印技术在家居配饰产品设计的可行性分析，证明3D打印技术在家居配饰产品设计的发展过程中发挥着至关重要的作用。但在考虑3D打印技术拥有众多优势的同时，也应考虑到打印成本、打印材料以及3D打印机自身性能等因素，想要实现3D打印技术在家居配饰产品设计领域的广泛使用还存在一定的难度。笔者认为未来的3D打印技术应该和云技术、互联网科技等先进的科学技术相融合，同时还应该考虑设计师的设计产权保护，及环境保护、资源利用等社会责任问题。所以还需对3D打印技术做进一步的研究，将其改进与完善，以此保证其能够更好的适应家居配饰产品设计的发展需求。

参考文献

[1] 吴春兰，韩晓红. 3D打印技术对我国制造业带来的机遇探讨[J]. 兰州交通大学学报，2014，（02）：128-130.

[2] 李小丽，马剑雄，李萍，陈琪，周伟民. 3D打印技术及应用趋势[J]. 自动化仪表，2014，（01）：1-5.

[3]黄烽坚，封小影，黄昊. 3D打印技术应用前景展望与分析[J]. 中国卫生质量管理，2014，（02）：53-55.

[4] 杨贵庆.现代家庭居室装饰的发展趋势[J].室内设计与装修，2005（06）.

[5] 闫彬彬，唐波 . 三维打印技术应用现状及前景展望 [J]. 当代经济，2013.

作者简介

罗敏（1993—），女，汉族，贵州仁怀，中南林业科技大学，研究方向：家居产品设计。

（作者单位：中南林业科技大学）