3D打印技术在产品设计中的应用与发展研究
摘要：创新3D打印技术需要重要的技术支持，并且在多个领域当中开始广泛利用3D打印技术。本文结合产品创设设计的影响因素，在国家政策和成本管理等各个方面确定3D打印技术的作用，主要论述在产品设计当中应用3D打印技术，主要为了促进我国产品设计的的发展。
关键词：3D打印技术；产品设计；应用发展
随着科技的发展，人们已经越来越熟悉3D打印技术，同时也发挥着非常重要的作用，并且在更多领域进行尝试，尤其在产品设计和数字化设计等方面都获得显著的效果，影响到新产品开开发。3D打印技术属于一种全新的工业技术，可以促进制造业更好的发展。当前很多国家都在积极的利用3D打印技术，促使3D打印技术更加深入的走入到人们的生活当中。
一、3D打印技术在产品设计应用的原因
（一）产品开发的需要
在手板制作当中利用3D打印机，但是很多企业在整个产品开发过程中融入3D打印技术。如果设计产品的初级阶段，设计师为了明确自己的设计理念的可行性，可能会一边设计一边将产品部件打印出来，如果发现了问题，他们就会立即将设计进行设计，不能在设计完成了整个产品之后才进行修改。利用3D打印技术，可以节省更多的是时间和资金，并且对于设计参数随时进行修改。
产品设计不仅是设计团队的工作，企业为了保证产品丰富和市场需求，市场和销售人员需要提供意见，设计师和工程师共同研发新产品。3D打印技术有利于沟通这些部门，将设计打印出来，一起讨论，虽然市场和销售人员不产品，但是也可以一起参与到讨论当中。
（二）生产过程需要
企业在制作模具的过程中通常都利用3D打印技术协助，制作传统模具的过程比较费时，成本花费时间也长，成本也较大，利用3D打印技术可以让给首先制作出模型，通过检查可以将正式模具制作出来，避免制模过程中出现差错，进而出现浪费的问题。利用3D打印技术可以帮助企业直接制作出吸塑膜，很多企业开始利用3D打印技术制作最终的产品，并且提供出增值服务。企业需要利用减材生产方式，利用3D打印技术，保证每个工序都可以节省成本，在产品设计和生产方面也不会出现错误，避免承受额外的成本。
（三）市场推广的需要
产品生产企业在市场销售推广的过程中，要包装好自己的产品，这样才可以吸引客户的注意。利用3D打印技术可以使企业产品更具独特性。产品设计公司利用3D打印技术，可客户可以先拿到3D模型，客户全面了解之后再觉得是否确认订单。客户接触了实物，可以对于企业的产品更具信息。3D打印可以减少企业出现问题，保证客户获得优秀的产品，这样一来售后服务压力也会由此减少，提高客户对于企业产品的信息，使客户忠实度不断得到提高。
二、3D打印技术在产品设计当中的应用
（一）降低制造和生产以及管理等方面的成本
因为3D打印技术具备增材制造的特点，这样有利于节省制造材料。3D打印技术的成型方式比较特殊，因此在制造过程中可以省略传统加工方式当中的削、切、车等，以产品造型和结构等特定，按照需求提取材料，这样可以避免产生废料。
因为3D打印技术的产品可以快速成型，因此可以减少很多的生产单时间，和传统成型方式进行比较，3D打印技术无需利用道具和模型，计算机给予命令，就可以生成想要的造型，加工工序得到省略，同时加工周期也得到缩短，如果产品的造型结构比较复杂，其快速成型的特性也会变得更加明显。
3D打印技术实现了生产过程中的自动化，继而降低了人工成本。利用3D打印技术可以通过数字文件，直接制作出模型，在电脑上发送制作命令，打印机就可以自动打印模型。整个打印过程自动化很强，无需工作人员值守，对比传统的制造流程，人工成本得到大幅度的降低。
（二）打破传统设计的思维局限性
3D打印技术具有一体成型的特点，可以制造很多复杂结构的产品，同时也大大增加了制作可能性，设计师利用计算机在三维软件当中做出完整模型，要保证模型不能出现破损等问题，利用STL文件格式导出，有打印机文件输出。3D打印的产品都不是实心的，主要是由三角形推挤成的蜂窝状，三角形的面积比较小，因此打印出来的物体就会更加精细。因此利用简单的方式可以实现复杂的造型和结构，如果没有条件限制，那么就可以充分发挥出设计师对于产品形态的想象，这些都是传统手工艺技术无法实现的。
（三）缩短了产品的成型周期
人们的消费水平越来越高，因此产品更新速度也越来越快，这样才可以更好的使用市场，针对传统的产品制作模式，在产品的设计到上市过程是比较复杂和繁琐的，确定了设计方案之后，就要制作最终的产品，制作模具的过程中会组呢宫颈癌产品成本，使产品生命周期不断延长，同时需要主力处理产品的连接等细节问题，这些也会使产品的生产周期得到增加。科学合理的利用3D打印技术，可以帮助企业有效的缩短产品周期，这样企业才可以占据市场更大的份额。
（四）节省了产品的研发成本
当今时代消费较为快速，因此产品也需要更加快速的更新换代，实施大规模制作，这就需要利用生产模具，但是其设计开发的成本比较高，开发模具之后，如果產品销量比较差，那么企业就要承受很大的经济损失。利用3D打印技术可以改变这种生产模式，利用3D打印技术开发出新的产品，并且在市场上尝试投放，明确是否符合市场需求，以此为依据决定是否开发模具，实现产品升级和批量生产。3D打印技术和模具制作可以相互补充，将成本有效的降低，使企业生产效率得到提高，同时降低模具风险和损失。利用网络数据传输的方便性，通过3D打印技术可以实现远程数据传输，在异地直接打印，这样可以减少物流的运输费用。利用3D打印技术可以使工业设计的制造成本不断降低，使产品设计的创意性和全面性得到提升。
（五）攻破技术难题
产品在成型过程中，因为3D打印技术具备分层制造的成型方式，因此可以实现产品造型的一体成型。很多产品的造型比较负责，无需再实施开模和组装，制作工艺也不会限制设计师的创意思维，促进艺术创作的发展，使作品造型更加美观和多样。
在修复旧物的过程中，一些零配件生产周期比加长，也存在较大的工作难度，在大型工业设备当中，常用零件的使用频率比较高，因此也很容易被损坏，这样一来工作进度就会由此受到影响。利用3D打印技术，计算机软件结合实际存储，确定数字模型，再利用金属材料打印出零配件，这些零配件具有很高的强度和尺寸匹配，同时也可以进行替换，促使工作正常的进行下去。
三、3D打印技术在产品设计中的发展
（一）更多的材料选择
当前3D打印技术普遍利用塑料打印材料熔融沉积成型技术，因此市场上产品非常丰富，因此不会单纯利用塑胶，金属也是应用最广泛的产品材质。金属3D打印机的价格比较高，因此产品后续处理过程也非常繁复，因此不适于中小企业引入。引进当今3D打印行业的最后总是的发展方向就是实现金属3D打印的普及化。
（二）更快打印速度
3D打印技术需要更快打印速度，虽然3D打印技术可以节省企业大量的成本和实践，但是很多企业仍旧希望3D打印技术进一步提高打印速度，这样企业才可以更快的制作的制作产品样板，国内外3D打印研发团队提升3D打印速度，未来3D打印可以在十分钟之内完成打印工作，加强销售模式。
（三）提高打印质量
3D打印的打印质量有待提高，但是当前3D打印仍旧广泛利用FDM技术，通过层层堆积原理制作出来，因此在表面可能会出现丝状纹理。因此很多科学家开始利用软件算法，对于材料表面实施二次光滑处理，在未来发展过程中，3D打印制作出来的3D打印模型会呈现出更高的精度。
四、结束语
在产品设计方面利用3D打印技术，可以使产品开发环节不断缩短，将工作效率和质量不断得到提高。但是3D打印技术也存在一定的不足，需要不断探索和研究，改善存在的弊端。更好的利用3D打印技术，提高企业设计和圣餐效率，使企业竞争力由此得到提高。
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（作者单位：湖北美术学院）