工业设计下模具制造与3D打印的对比分析

材料、软件和加工成本等因素的影响，还无法真正普及，但随着科学技术的发展和科研力度的不断加大，3D打印在工业设计领域将发挥巨大的作用，尤其是在产品制造方面。随着3D打印技术的出现和普及，必将会冲击以模具制造为主的产业结构，优化产业链条。

关键词：3D打印；模具制造；工业设计；制造业

中图分类号：TH16 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.099

1 3D打印技术的发展

所谓“3D打印”，其学术名称为快速成型技术，也称为增材制造技术，即通过逐层增加材料生成3D实体。

打印材料是制约3D打印技术产业化的首要原因。由于采用加法式的加工方式，所以，被打印产品的材质必须具有较高可塑性，而现有的可用于3D打印的材料远远满足不了实际生产的需求。此外，材料的供给也是制约3D打印广泛应用于中小型企业的重要原因。

2 3D打印改变了产品流程

3D打印技术的出现不仅使人们的视野从平面二维角度转变为立体角度，它还引发了产品流程的转变。

目前，多数产品的流程为“设计→生产→销售→回收”。一个产品的发展周期是指从设计师设计完成、开发产品模具、大规模生产制造、推向市场、动用各种营销手段销售、产品报废到回收利用的整个过程。

但随着3D打印技术的产生和发展，这个产品流程已不再适合未来3D打印技术下的工业生产了。在未来的产品流程中，生产和销售环节的次序将发生变化，且在基本的产品外观设计完成后，还需要根据消费者的需求设计出多款产品外观，以满足不同用户的需求，或根据消费者的特殊需求设计出特殊的外观，这是因为3D打印制造出的产品具有随心所欲变化外形的条件。因此，在未来，产品流程会变成为：具有选择性的外观设计（数字模型）→功能模拟→虚拟销售→生产加工→交付订单。

此外，3D打印技术还会加快产品的开发周期和上市速度，且可使消费者参与设计和生产，从而使产品更具有针对性，降低了产品研发的风险。此外，3D打印技术生产的产品更加整体、完整，增加了产品的安全性和美感。

3 3D打印技术与模具制造的对比分析

目前，产品制造主要依赖于模具制造技术，磨具制造加快了产品的生产速率，为产品的快速更新换代创造了条件，但模具制造也有其自身的局限。模具开发的技术难度大，加工产品的外观不同，模具开发的技术难度也不同，外观越复杂的产品，开发费用就越高，开模时间就越长，加工成本也就越高。如果待加工的产品太过复杂，则模具制作很难实现。此外，模具制造技术还会受到市场风险的影响，这是因为模具加工必须保证一定的生产数量，才会降低产品的成本，因此，企业可能会承担高额的损失。而3D打印技术不但可以自由加工任意曲面的

产品，还可以缩短企业的产品研发周期。由于大量的制造可能会造成企业的巨大损失，所以，可通过3D打印生产少量产品，并观察市场动态，再通过模具制造大批量生产，这样模具开发技术难度大的问题可引刃而解。因此，形成了一种3D打印技术与模具制造相结合的产品生产模式，如图1所示。

图1 模具制造与3D打印相结合的生产模式分析

4 3D打印开启了消费者设计时代

3D打印技术的最大贡献即为使每个人都能成为设计师，融入设计之中，体验设计给生活带来的改变和这种改变带来的乐趣。

但设计是一项极为复杂的工作，需要结合众多学科的知识，还要求有较高的审美能力。因此，使每个人都成为设计师是不现实的，可通过一些简易化的改变使更多人体会到设计的乐趣，且不用花费大量的时间和精力培养设计能力。具体而言，设计师可通过自己的专业素质将信息和形态进行单元化设计，使这些单元具有一定的设计元素，随后，消费者可通过自己的创意将这些设计单元随机组合，形成自己的作品，这样可简化设计，使更多的人参与到产品的创意和表达上来。

5 结束语

3D打印技术的发展和成熟不仅为企业的发展提供了良好的契机，加快了企业转型升级的步伐，也为更多的用户提供了展现想法的机会。未来的3D打印会成为人们日常生活中不可或缺的一部分，为人们的生活增添乐趣、带来便利。

参考文献

[1]尹国辉.3D打印：制造业的新技术革命[J].行业追踪，2013（2）：54-55.

[2]张莹.打印出一个三维世界——谈3D打印的发展和工业设计的关系[J].北方美术，2013（2）：86-87.

〔编辑：张思楠〕

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