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3D打印创意设计与文创智造研究

2019/08/23 阅读:

摘要:增材制造俗称3D打印,是快速成型技术的一种,是一种叠层制造工序。运用特殊形式材料,通过逐层打印的方式制作固体物品。其在创意设计领域对方案优化与挑战、艺术表现、视觉呈现等方面具有应用价值,在科技美学与工艺美学、经济价值与产业伦理等方面面临着不小挑战。随着3D打印的深入发展,有实现真正增材智造的可能,最终实现绿色创新可持续发展。

关键词:3D打印;创意设计;文创智造

一、增材制造发展现状

(一)增材制造的诞生与发展增材制造俗称3D打印,是快速成型技术的一种,是一种叠层制造工序,运用特殊形式材料,通过逐层打印的方式制作固体物品。相对于悠长历史的等材制造、减材制造而言,20世纪80年代美国技术专家查尔斯•胡尔发明的增材制造更具精密、敏捷和柔性的特点。3D打印技术生产过程非常快,可单独制造每个部件,也可以实现特殊定制,使过去受到传统制造方式的约束而无法实现的复杂结构件的制造变为可能,诸如飞机和一级方程式赛车上的元件。作为最具发展前景的制造技术之一,当下已经渗透到医疗、建筑、航天、教育、机械工业等多个产业领域,变革今天的生产方式,并很可能进一步颠覆传统的商业模式。3D打印是对传统制造业的创新与挑战,但并不是非此即彼的关系,而是并存互补的关系。从历史发展来看,传统制造业经过了几千年的积累和发展,技术、工艺、材料等已经非常成熟,而3D打印则是一个新生事物,只有30多年的发展历程,在速度、精度、强度等方面还有诸多限制。从发展现状来看,当前3D打印市场份额十分有限。数据显示,2015年全球3D打印市场规模为51.65亿美元,至2020年将达到212亿美元,相比数十万亿美元的制造业市场还微乎其微,发展任重道远、前程远大。

(二)3D打印的技术特点1.打印的零件精度高,足够满足大多数产品的需求质量。2.产品制造周期短。传统制造业需要对模具进行设计与制作,甚至还要在机床上进行二次加工,而3D打印无需这么多冗杂的步骤,计算机直接制作电子模型,这使得制作流程变得更简单,有效缩短了制造周期,节约了一定的制作成本。3.制造材料多样化。各个领域之间存在差异,这就导致需要不同的制造材料,例如光敏树脂可以应用于医疗和工业领域的验证设计,红蜡用于制造精度较高的小尺寸模型和珠宝首饰,金属用于制造批量工业成品和高精度手办等。4.可实现个性化定制。由于是计算机建模,很多产品可以及时修改造型,并且可以制作出很多曲线,这些是传统手工制造中无法实现的,所以3D打印产品拥有更加灵活而个性的外观。

(三)3D打印的优势与劣势最直接的优势是节省材料,不用剔除边角料,提高材料利用率;高精度产品满足各个领域延伸需求,其复杂程度、个性化程度和传统制造模式相比,具有不小优势;3D打印可以在数小时之内成型,极大地缩短了制造时长,在看重效率的今天具备了挑战规模生产的条件。3D打印并非完美无缺,产品功能性受限于打印材料问题,使得3D打印出来的产品在实用性上画了一个问号。例如工业产品在投入市场之后,能否保证其具有一定的抗磨损能力;分层制造的层次厚度能否控制好精度上的偏差;材料能否更加广泛,而不仅仅是金属、塑料等。相比于传统制造,3D打印的研发周期更短、用料更省,在小批量、个性化定制等方面优势明显,但在大规模生产方面存在着许多不足之处。增材制造虽然不能完全替代减材制造、等材制造,但作为传统制造技术的有益补充,3D打印将极大地推动制造业的转型升级。

二、3D打印在创意设计中的具体应用

(一)调整设计方案3D打印在创意设计领域的应用首先体现在设计方案的调整上。设计方案本身是复杂多变的,加之要面对客户越来越丰富的需求,个人审美具有差异性,私人订制的工艺品需要根据客户的喜欢不断进行调整。现代工艺品的设计方案已经无法靠简单的图纸来体现了,而是需要更具象化的呈现方式,而设计方案本身也需要实物来做针对性的调整,这节省了时间成本,对于设计方案的改进是有很大帮助的。例如在雕塑品设计上,直接用原石进行尝试是有很大风险的,而3D打印机可以很好地对产品进行模拟设计,展示设计效果,尽早发现设计过程中的误差和瑕疵。

(二)设计效果展示设计效果和实物脱不开关系,拿产品设计来说,设计成品往往是检验一个设计方案好坏的标准,更能反映出产品当中的闪光点与瑕疵。而按照传统的制造方式生产模型,既耗费大量时间及成本,又受制于多种主客观因素,无法得到良好的样品,从而影响实际展示效果。环艺设计中,3D打印模型既是设计过程又是项目实施过程中所需要的工具,也可以作为最终的设计成品展示。3D打印技术由于其精准性和便利性,被运用到大量创意设计领域,也成为了该领域一个较为常见的技术类型。

(三)提升视觉冲击力艺术的价值是受多方面因素影响的,就创意设计行业来说,其价值离不开成品的展示,而是否具有强大的视觉冲击力,是影响设计产品价值与魅力的关键因素。传统工艺下,往往无法还原创意设计的产品,尤其是不好保证颜色和细节上的精度,这会影响设计人员判断整件作品的走向。此外,3D打印技术对于创意设计的影响也体现在意识形态上,设计人员创作时不再需要过多考虑技术因素和生产制造能力,思维得到了解放,创作能力也得到了更好的实现,在技术帮助下,创意设计价值有了明显提升。

三、增材制造对创意设计和文创开发的挑战

(一)科技美学与工艺美学回顾历史,无论是艺术行业还是设计行业,都受惠于技术的发展,比如没有冶金技术的发展,就没有青铜艺术的辉煌;没有摄影设备的更新换代,就没有高保真的艺术创作留存于今。新的生产方式对于创意设计是利大于弊的。工业革命以来,大机器生产快速占据了社会生产的舞台,并且以低廉的价格和稳定的产品质量服务于社会。生活中已很难看到与机械生产无关的日常用品了,大都有技术的参与,而创意设计领域,还存有不少纯手工制作现象。另一方面,高新科技的发展尤其是人工智能的发展必然会适当压缩创意设计发展的空间。新技术带来更低成本、更高质量和更完善功能,进而使产品大批量、迅速地流入到社会生产中,使得小作坊和个体商户即使有保证质量和情怀的优势,也不得不因为成本问题而放弃大市场转向小市场。3D打印技术作为对现有工艺水平和机械生产能力的超越,既不同于以往的集体协作和大工业生产,也不同于以个体少量手工制作为主的工艺美术,其对未来创意设计的影响是复杂多变的,现在尚无法预测。科技美学具有精确化、标准化、普适化和可大批量生产的特征,工艺美学则具有个性化、偶然性、感性化和少量制作的特征,代表两种生活方式和审美选择,既对立又互补。

(二)3D打印技术引发的思考在互联网时代,没有任何一个领域能够规避科学技术而完整地存活下来。我们也必须看到,任何一项技术都无法做到十全十美,3D打印技术虽然在很多方面都令人兴奋,但它仍然无法取得绝对的领导地位,也无法取代工艺美术。因为传统工艺制作出的产品不仅仅材质独特,而且匠人赋予作品的内涵是鲜活而有灵魂的,人为因素无论是好是坏,永远无法替代,这是艺术与设计的本质所在。增材制造技术对于创意设计产生了非常直接的影响,激发了相当一部分人群的创作活力。在未完全成熟时如何选择合适的材料、规避技术短板是创意设计领域面临的一个难题。高新技术发展背后暗藏庞大的商业利益,一些工艺从业者急功近利、粗制滥造现象越来越多,势必会妨碍艺术价值的深化。创意设计受到社会、文化、经济、市场、科技等诸多因素的影响,具有较强的综合性,将日常生活中的产品设计理念以合理的艺术形式展现出来,使之具有实用的同时还具有审美功能,以人为本,服务于人,体现物质功能与精神功能的完美结合。

(三)3D打印与增材智造如果说3D打印是创意设计落地的结果与体现,那么4D打印则是设计生发的原初和新生。作为基于智能材料的高精尖新型增材制造技术,对创意设计的前沿设计思维、创作流程、表现手法、物质呈现都将实现全方位的分解、颠覆、升华与重构。在此基础上实现创意设计与增材制造的价值创新,实现创意思维与产业链的无缝对接,实现真正的绿色、可持续发展。

四、结语

设计更像是一种规划的过程,到了近现代才被人们所关注,其发展可以溯源于人类千万年生存、发展全历程,从最初的审美意象和自然动机到今天牵涉文化积淀、人伦道德和普世价值。将文创设计开发和3D打印相结合,在先进智造技术支撑下做如旅游商品、博物馆衍生品、动漫意象IP衍生品、红色文创等的立体文创造型,实现文创和智能制造双向协同,整个产品和形态呈现出独特的面貌价值。数字化时代全领域创意设计工具不断普及,创意设计实现手段愈加多元,人人都是设计师的时代,影响我们生产生活的不仅仅是增材制造本身,而是更加精准、更加高效的生活方式。设计师们如何保有恰当的态度,拥抱以3D打印为代表的增材智造技术带来的变革之利,又不囿于其本身,从中汲取有利于自身发展的价值,是一种智慧,也是一种能力。

参考文献:

[1]杨晓红.3D打印技术在艺术设计领域中的应用研究[J].艺术科技,2016(11):16+112.

[2]黄德荃.3D打印技术与当代工艺美术[J].装饰,2015(1):33-35.

作者:罗宇宸 巫建 刘秀伟 单位:北京印刷学院艺术设计专业硕士研究生

3D打印创意设计与文创智造研究

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