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3d打印技術(shù)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；3d打印包裝；技術(shù)發(fā)展

1基于虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的3D打印包裝技術(shù)概述

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是基于IP來進行的，長時間發(fā)展環(huán)境下，對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展有了全新的理念，虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸進入到人們的視野中。虛擬網(wǎng)絡(luò)與寬帶網(wǎng)絡(luò)不通，能夠在現(xiàn)場構(gòu)建出全面的結(jié)構(gòu)體系，并不單純是基于IP基礎(chǔ)上來進行信息傳遞共享的，這樣在信息傳遞效率上會有明顯的提升，并且在進行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)利用時也擁有了更廣闊的前景，在此基礎(chǔ)上所進行的3D打印包裝技術(shù)實現(xiàn)得到了全面突破，可以在短時間內(nèi)達到理想化的技術(shù)應(yīng)用效果，應(yīng)用于精密行業(yè)的設(shè)計制造中，能夠?qū)⒋蛴≈圃斓脑先客度氲绞褂弥?，這樣就不會影響到使用功能的實現(xiàn)，并且所打印的產(chǎn)品也從平面逐漸向立體化過度，在各行業(yè)的設(shè)計中最常使用到這種技術(shù)。在打印前產(chǎn)品是虛擬的，需要通過計算機軟件來進行構(gòu)建，這一點與虛擬網(wǎng)絡(luò)更加符合，基于網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)基礎(chǔ)上所進行的3D打印包裝，設(shè)計理念所受到的約束更小，對于常見的技術(shù)性問題，在設(shè)計期間會通過理念完善來解決，最終所應(yīng)用的技術(shù)也能快速實現(xiàn)功能。

2基于網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)中3D打印包裝技術(shù)的實用化能力

將網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)與3D網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相互結(jié)合，最終所形成的技術(shù)方法中，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)虛擬的先進性充分引入其中。該項技術(shù)是以傳統(tǒng)的打印技術(shù)為原型來進行的，在此基礎(chǔ)上可能會遇到不同程度的打印問題，但通過技術(shù)性方法也都能夠得到更好的解決。原有的3D打印技術(shù)中，僅限于塑料材料，并且打印的速度、成本也都不夠理想化，經(jīng)過一段時間的應(yīng)用與發(fā)展，技術(shù)得到了更好的改進，在打印原料種類上有明顯的增多，除模型之外，還可以打印出所需要的精細零件，將其應(yīng)用在設(shè)備的制造中。對金屬材料也能夠進行塑性，將所要打印的模具模型以程序代碼形式輸入到計算機中，打印時連接虛擬網(wǎng)絡(luò)來進行，這樣打印可以完全按照輸入的參數(shù)代碼來進行，在規(guī)格上不會出現(xiàn)誤差，與傳統(tǒng)的塑料材料相比較，應(yīng)用金屬材料后，打印的效果有明顯提升，金屬的塑性效果更加理想，不容易受到外界環(huán)境因素影響而發(fā)生形變，在此基礎(chǔ)上所進行的打印設(shè)計，涉及到精密的零件應(yīng)用這種打印技術(shù)也能保障結(jié)構(gòu)完整性不受到破壞。甚至可以將粉末材料經(jīng)過融化快速塑性，這一點是傳統(tǒng)打印技術(shù)所不能比較的。3D打印技術(shù)在醫(yī)療方面的應(yīng)用，通過這種打印技術(shù)，能夠?qū)⒓毿〉男酒踩氲饺梭w皮膚內(nèi)，并對人體的骨骼、皮膚進行小面積重造，基于網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)基礎(chǔ)上所進行的3D打印包裝技術(shù)應(yīng)用，在個別精細領(lǐng)域中正處于研究階段，在醫(yī)療方面也有嘗試的經(jīng)驗，對于常見的技術(shù)性問題，在網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)中，可以將設(shè)計理念轉(zhuǎn)化為具體的模型，這樣所進行的優(yōu)化處理才更具有針對性。3D打印需要做到根據(jù)實際需求來進行現(xiàn)場調(diào)節(jié)，優(yōu)化所打印的產(chǎn)品，確保產(chǎn)品在安裝使用時強度以及規(guī)格能夠與原有的環(huán)境保持一致，更好的融合。最后是在軍事領(lǐng)域上的應(yīng)用，武器從設(shè)計到制造會經(jīng)歷很長一段時間，但現(xiàn)階段軍事行業(yè)的發(fā)展對產(chǎn)品更新?lián)Q代時間要求也在逐漸提升，應(yīng)用3D打印包裝技術(shù)，與傳統(tǒng)制造方法相比較能夠節(jié)省三分之二的時間，并且制造的形式是從整體化來進行的，不需要復雜的拼裝過程，可以直接將武器制造出來，在網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)中進行設(shè)計，可以對武器的使用情況進行模擬，設(shè)計人員觀察模擬過程并對結(jié)構(gòu)進行更深入的優(yōu)化，這種優(yōu)勢是傳統(tǒng)技術(shù)中所不能達到的。

3基于網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)的3D打印包裝技術(shù)發(fā)展前景

雖然在多個領(lǐng)域中都已經(jīng)應(yīng)用到了3D打印技術(shù)，但技術(shù)優(yōu)化過程中，所體現(xiàn)出的矛盾性問題仍然需要進一步解決。通過上文論述可以了解到，3D打印包裝技術(shù)主要應(yīng)用在高端領(lǐng)域中，并且使用的成本也相對比較大，在民用領(lǐng)域中很少涉及到，這也成為技術(shù)未來發(fā)展中主要突破的內(nèi)容。未來的發(fā)展優(yōu)化中，必然會以提升使用效率、降低使用成本為發(fā)展理念，使3D打印包裝技術(shù)能夠真正的融合到人們?nèi)粘Ｉ钪?，增強技術(shù)應(yīng)用的服務(wù)性。個性化醫(yī)療定制或人體器官復制將不再是普通老百姓難以享受到的“特權(quán)”，醫(yī)療效率更高，許多現(xiàn)在難以攻克的難題，未來將不再困擾患者。

參考文獻

[1]孫文德,匡慧珍,楊志誠，王力武.杭州3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展路徑建議[J].現(xiàn)代城市,2015(03).

3d打印技術(shù)范文第2篇

收稿日期：2013-07-19

作者簡介：劉禹（1979—），男，中國科學院自動化研究所副研究員，博士，研究方向為知識管理。通信方式：yuliu@mailiaaccn。

李志江（1948—），男，中國社會科學院語言研究所副編審，研究方向為辭書學、詞匯學。通信方式：。

近年來，3D電影、3D游戲、3D打印等高新技術(shù)深刻地改變著人們的生活方式和工作方式。3D技術(shù)的概念特指基于計算機及互聯(lián)網(wǎng)的三維數(shù)字化技術(shù)。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，3D技術(shù)在成熟度、易用度、經(jīng)濟性等方面都已經(jīng)取得了巨大的突破，成為促進我國文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)升級和自主創(chuàng)新的推動力。

3D打印機最早出現(xiàn)在20世紀90年代中期，是以計算機三維數(shù)字化設(shè)計模型為藍本，經(jīng)軟件分層和數(shù)控成型等步驟，將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等材料逐層堆積黏結(jié)而制造出實體產(chǎn)品的數(shù)字化制造設(shè)備，屬于“增材制造”的技術(shù)范疇。3D打印這種分散式生產(chǎn)的模式，可以直接利用3D模型數(shù)據(jù)打印生成服裝、建筑模型、汽車零件，甚至是巧克力，讓人們在自己家中或企業(yè)里以更廉價、更快捷的方式生產(chǎn)一件或一批產(chǎn)品。這將改變傳統(tǒng)垂直化工業(yè)生產(chǎn)的模式，應(yīng)用前景廣闊。

前面提到的“3D技術(shù)”和“3D打印機”都屬于字母詞。其中3是阿拉伯數(shù)字，D是英文縮略，“技術(shù)”和“打印機”分別是漢語。二者都屬于混合型字母詞。

字母詞的漢化通常是字母詞的最終歸宿，如BP機漢化為尋呼機，Email漢化為電子郵件等，但公眾接受漢化詞的過程長短不一。我們應(yīng)密切關(guān)注字母詞的出現(xiàn)和普及，及早為字母詞確立相應(yīng)的中文規(guī)范。最好在社會普及之前就完成這項工作，以免日后再硬性地“糾正”公眾的約定俗成。因此，現(xiàn)在討論3D技術(shù)和3D打印機的中文定名正逢其時。

3D是英文three dimensions的縮略語。three對應(yīng)的漢語是“三”，dimensions對應(yīng)的漢語是“維度”。所以three dimensions可直譯為“三維”，即物體的長、寬、高三個維度；也可翻譯為“立體”，即有長、有寬、有高的，就是立體的。

從標準翻譯來說，3D的中文應(yīng)規(guī)范為“三維”，3D技術(shù)應(yīng)規(guī)范為“三維技術(shù)”。同理，“3D電影、3D模型、3D游戲、3D打印、3D液晶顯示器”都應(yīng)分別規(guī)范為“三維電影、三維模型、三維游戲、三維打印、三維液晶顯示器”。

3d打印技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：3D打??；CAD；模具制作；模具修改的新方法

1 問題的提出

伴隨生產(chǎn)制造業(yè)的發(fā)展，模具的需求量越來越大，但模具的生產(chǎn)制造過程過長一直沒有得到很好地解決。而3D打印恰巧是一種快速成型技術(shù)，恰具有快速、高效、便捷等特點。它是伴隨著現(xiàn)代CAD/CAM技術(shù) 、分層制造、機械工程、激光、計算機數(shù)控、精密伺服驅(qū)動以及新材料等多方面技術(shù)突破的基礎(chǔ)上集成發(fā)展起來的。3D打印可以在醫(yī)療、建筑、制造等多行業(yè)發(fā)揮重要作用，有人說3D打印技術(shù)是一項革命性的技術(shù)，因為3D打印技術(shù)配合三維建模軟件可以大大提高模具的生產(chǎn)效率、縮短模具制造的生產(chǎn)周期和降低資源損耗。

1.1 3D打印的原理

生活中普通的打印是對將墨水印在承印物上，而3D打印是一種立體打印技術(shù)，根據(jù)美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）2009年成立的3D打印技術(shù)委員會公布的定義，3D打印是一種與傳統(tǒng)的材料加工方法截然相反，它是基于三維CAD模型數(shù)據(jù)，通過增加材料逐層制造的方式制造模型。就像將一層層材料用粘黏劑粘起來一樣，不過其制作材料和粘黏劑都是特殊的材料，他的材料能夠液化、粉化、成絲或其它多種形態(tài)，打印時又能快速的硬化?，F(xiàn)在多采用金屬、塑料和陶瓷等特殊處理的材料。其采用直接制造的模型是通過計算機模擬軟件建立與物理實體模型一致的三維數(shù)字模型，打印機使用一些特定的材料對材料的層疊，形成所需的模型。

1.2 打印制造過程

1.2.1 建立三維模型

首先通過對產(chǎn)品的可行性分析，確定產(chǎn)品的工藝方案，并對模型做出初步的設(shè)計。瓶子由瓶身、瓶肩和瓶身以及瓶底組成。以三維軟件建立圖形時先從瓶口開始，建立立體的三維實際模型。然后在實際模具中去除改瓶身的形狀的部分，即可所得制造該形狀瓶子的簡易模具。

首先建立模具的三維模型。3D模具是基于計算機建模軟件的技術(shù)生成的，可以通過SolidWorks、UG NX、AutoCAD、Pro/Engineer等三維建模軟件進行3D模具設(shè)計，solidwords功能強大，簡單易學但是組件繁多，軟件較大。UG主要適合于大型的汽車、飛機廠建立復雜的數(shù)模，對曲面渲染較好，Pro/Engineer主要適合于快速建立較為簡單的數(shù)模。AutoCAD可用于二維和三維圖像的繪制，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。在這里我們使用AutoCAD建立有一個高130mm，底面直徑60mm，瓶口直徑20mm的簡易吹塑模型。下面是簡單的步驟：

（1）打開AutoCAD ，新建文件，從瓶口開始建立，在命令欄輸入命令pline選擇多段線工具（或菜單欄-繪圖-多段線[P]），隨機選擇一點，建立塑料瓶基本圖形。輸入下列括號內(nèi)的命令：

首先建立瓶口（@10，0）、（@0，-10）

然后建立瓶口的曲面 （a） 、（@10，-10）、 （a）、 （@10，-10）

最后完成整個曲面 （0，120）、（c）

對該圖形進行“旋轉(zhuǎn)”360度。輸入命令（revolve）、（360）以左側(cè)為軸建立飲料瓶實體。

（2）建立一個高長寬為140、70、70（mm）的長方體。輸入命令（box）任選一點，輸入（70，140，70），建立長方形。

（3）通過輸入（3dmove）三維移動（3drotate）三維旋轉(zhuǎn)等命令將飲料瓶放入長方體內(nèi)。

（4）使用差集。選擇對象為長方體，減去對象為建立的飲料瓶。輸入（SUBTRACT），空格，選擇長方形，空格，選擇模型，空格，形成中空的塑料瓶。

（5）輸入命令（slice）選擇該模型，空格，輸入xy，以模型中心為軸心進行剖切。

（6）另存為**.stl文件。建立模型完畢。如圖1所示。

1.2.2 打印三維模具

根據(jù)實際情況，采用的打印機型號為MAKERBOT REPLICATOR 2 3D為例進行打印，該打印機選用PLA材料，基本原理是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時打印噴頭在計算機的控制下，根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機器工作臺下降一個高度（即分層厚度）再成型下一層，直至形成整個實體造型。成型材料種類多，成型件強度高、精度高，主要適用于成型小塑料件。

將設(shè)計好的3D模型輸入3D打印機，打印機軟件會自動分析模型，將模型根據(jù)分辨率進行分割成層，然后根據(jù)你的參數(shù)設(shè)置選擇合適的打印速度形成相應(yīng)精度的模型，將模型進行打印層疊。3D打印機是3D打印過程的重要一環(huán)，也是將它與現(xiàn)階段的模具車間加工修改所不同的一個方面。它是將大型機床簡化并與計算機新技術(shù)、新材料復合成的機械制造設(shè)備。它可以快速生成模具--將模具打印出來。將模具拿去進行試驗加工，對其中出現(xiàn)的問題進行分析，對相對應(yīng)的模型進行修改。3D打印技術(shù)在本環(huán)節(jié)實現(xiàn)快速修改的性能。避免對模具進行修模再制造然后再試這樣一個“漫長”過程。

1.2.3 模具生產(chǎn)制造和產(chǎn)品制造

3D模具試驗結(jié)果吻合產(chǎn)品要求后，就可以將3D模型傳輸?shù)杰囬g進行生產(chǎn)和裝配，進行大批量的生產(chǎn)。在實際的模型制作過程中，我們使用的可能是一些金屬材料或者陶瓷材料對模型進行打印，打印精度可以設(shè)置更高。

2 結(jié)束語

3d打印技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；汽車行業(yè)；影響

與傳統(tǒng)的“去除材料”加工方法不同，被稱為“具有工業(yè)革命意義”的3D打?。?D Printing）是一種“添加制造”（Additive Manufacturing）技術(shù)。與傳統(tǒng)技術(shù)相反，“添加制造”技術(shù)是采用層疊方式制造零件的方法。[1]

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，3D打印技術(shù)已經(jīng)逐步成熟，價格有所下降，應(yīng)用在多種學科領(lǐng)域上，例如：外科醫(yī)生打印器官；產(chǎn)品設(shè)計人員將設(shè)計的三維模型打印出來，做原型測試等。3D打印行業(yè)連續(xù)第二年增長達10億美元，總市值在2015年已經(jīng)接近51.65億美元。[2]

1 3D打印原理

3D打印的步驟通常分為以下四步，如圖1所示。各個步驟的詳細說明如表1所示。[3]

2 常見打印方法

常見的商品化的3D打印機有七類，其中以SLA、SLS、FDM 和DMLS等四類為主[4-5]。這四類打印技術(shù)常見的信息如表2所示。根據(jù)打印零件的材料、結(jié)構(gòu)、使用條件選擇合適的打印方法。

3 3D打印在汽車產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用

3D打印具有數(shù)字制造、降維制造、堆積制造、直接制造、快速制造等特點[1]，在汽車領(lǐng)域有著很廣泛的應(yīng)用，本文從汽車整車打印、汽車外形設(shè)計、個性化定制汽車等方面來說明3D打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用。

3.1 汽車整車3D打印

近些年，已有多個公司采用3D打印技術(shù)制造汽車整車。表3列舉了汽車整3D打印的歷史，3D打印廠商與汽車廠商的合作越來越緊密，這一合作勢必會推動汽車業(yè)的發(fā)展。汽車整車打印歷史如表3所示。

3.2 汽車外形設(shè)計

在進行一款汽車設(shè)計的初期，需要設(shè)計汽車的外形。汽車的外形對汽車銷量有著很大的影響，在設(shè)計時需要考慮到美學、空氣動力學、汽車的車型、材料工藝、價格成本等。圖3為傳統(tǒng)汽車造型設(shè)計流程。

在這個流程中，著重介紹油泥模型。油泥模型就是在數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，用油泥、泡沫等材料做出實物來。在設(shè)計前期做小比例油泥模型，設(shè)計后期做1：1的全尺寸油泥模型。全尺寸實物油泥模型，主要作用有兩個：（1）直觀展現(xiàn)出設(shè)計師的設(shè)計，可以在實物上直接修改。在油泥模型上進行修改是比較容易了，可以直接用刮刀調(diào)整汽車造型曲面。（2）對車身外部進行風洞試驗。汽車在行駛過程中，會受到空氣阻力的作用，而且車速越大阻力越大。在設(shè)計階段做風洞試驗，就是模擬汽車在高速行駛的情況下，檢測受到的阻力、升力等數(shù)據(jù)，以便設(shè)計人員對車身進行優(yōu)化。[5]

引入3D打印后，汽車的外形設(shè)計流程大大簡化，如圖4所示。

在使用3D打印技術(shù)后，不僅僅是設(shè)計流程大大簡化，更是節(jié)省了大量時間和金錢。如果車型需要修改，只需修改三維模型，打印3D樣車，新車的外形設(shè)計就可以完成。在汽車更新?lián)Q代非?？斓慕裉欤捎眠@種方式設(shè)計的汽車廠商，會具有更快的設(shè)計周期，更多的產(chǎn)品類型。

3.3 個性化定制汽車

汽車在設(shè)計和生產(chǎn)的過程中，設(shè)計師要考慮人機工程學來設(shè)置汽車座椅高低、儀表盤布置、后視鏡大小等。人機工程學是根據(jù)大部分客戶的數(shù)據(jù)進行測量和統(tǒng)計的，選取最佳的設(shè)計方案，無法兼顧每個客戶的需求。每個客戶買的車都是從生產(chǎn)流水線上批量生產(chǎn)，毫無個性化可言，面對自己不喜歡或者是不合適的外形、配置等只能被動的接受。如果客戶在傳統(tǒng)生產(chǎn)方式下要求個性化，則會付出極高的經(jīng)濟代價。

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，讓客戶有了個性化定制汽車的可能。消費者可根據(jù)自身條件、性別、動作習慣對廠家提出個性化要求，比如汽車外觀的改變、顏色要求、后排座椅變更、儀表盤排布等。在這種方式下，生產(chǎn)成本不會大幅提高，卻可以給客戶提供個性定制化獨一無二的汽車。

4 目前3D打印技術(shù)存在的問題

3D打印技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)有了很大的進步，但是在很多方面和傳統(tǒng)加工方法相比依然存在不足，有以下幾方面問題：

4.1 3D打印材料及其強度

目前3D打印材料主流的是金屬、樹脂、塑料，其他的材料還在研究階段，需要研發(fā)出更多的材料才能在更多領(lǐng)域的大規(guī)模使用。根據(jù)所需零件的要求開發(fā)新的材料，并建立材料性能參數(shù)、打印方法、打印零件測試方法的數(shù)據(jù)庫。即便是現(xiàn)在能夠打印出一些金屬零件，但是對于有些零件要求的高強度高韌性金屬材料，現(xiàn)在依然存在技術(shù)難點。

3D打印由于采用添加制造的制造，原材料每層之間是疊加的關(guān)系，層與層之間的連接不如傳統(tǒng)的鑄鍛焊等加工方法。在垂直層方向上的受拉受壓強度也不如傳統(tǒng)方法。比較多的時候，打印零件只能用做原型，其原因是因為零件表面質(zhì)量和精度不高。

4.2 3D 打印C速度

3D打印機由于層疊的生產(chǎn)方式，其速度目前還不能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要。零件的打印體積會直接影響材料數(shù)量、成本、打印時間比如：如果要打印三倍體積的零件，花費的時間和成本將是原來的27倍，越大的零件將花費更多的時間。

4.3 3D打印的價格。

3D打印采用材料與傳統(tǒng)材料不一樣，單單從經(jīng)濟的角度考慮，沒有明顯優(yōu)勢。在3D打印產(chǎn)業(yè)化沒有完全形成時，原材料的價格比較高。對于工業(yè)生產(chǎn)，3D打印核心設(shè)備貴，即3D打印機的投資大，耗材貴。對于企業(yè)而言，前期投入非常大，也會造成打印零件價格高。

5 結(jié)束語

“具有工業(yè)革命意義”的3D打印技術(shù)在汽車行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，汽車整車打印、汽車外形設(shè)計、個性化定制汽車等應(yīng)用已經(jīng)比較成熟。但3D打印還是存在不少的問題，其打印的材料和強度、打印速度、打印價格有待進一步提高。可以肯定的是在未來汽車行業(yè)中，隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，使用范圍會更加廣闊。

參考文獻

[1]李小麗.3D打印技術(shù)及應(yīng)用趨勢[J].自動化儀表，2014（1）：1-5.

[2]黃健.3D打印技術(shù)將掀起“第三次工業(yè)革命”[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2013（1）：62-67.

[3]程美.3D打印技術(shù)及其對汽車設(shè)計的影響[J].汽車工程師，2015（10）：13-15.

3d打印技術(shù)范文第5篇

一、3D打印技術(shù)下產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

無論3D打印技術(shù)如何發(fā)展，都將服務(wù)于用戶，因此所有的設(shè)計過程、設(shè)計結(jié)果都以服務(wù)人為目標。在3D打印技術(shù)下，用戶將作為系統(tǒng)中心統(tǒng)籌各要素的關(guān)系。未來產(chǎn)品造型將趨于多樣化，消費者是否購買一件商品主要由設(shè)計決定。相較于普通產(chǎn)品，好的工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品的優(yōu)勢在于：它擁有吸引消費者的說服力和溝通技巧，以及傳遞給消費者想要擁有的強烈信念。而要使產(chǎn)品具備此特質(zhì)，就必須設(shè)計出符合用戶個性化需求的產(chǎn)品，將個性化設(shè)計與互動化設(shè)計融入設(shè)計過程中。設(shè)計是最有利的競爭武器，企業(yè)必須運用它來獲得先機，為人們提供成功的解決方案，并快速獲得用戶反饋。而好的設(shè)計來源僅依靠設(shè)計師的苦思冥想是遠遠不夠的，其結(jié)果也難以符合用戶的需求。好的設(shè)計必須依靠大量的用戶數(shù)據(jù)，挖掘用戶智慧，并進行整合，最終實現(xiàn)社會化設(shè)計模式，形成萬眾創(chuàng)新的社會形態(tài)。要實現(xiàn)3D打印技術(shù)下的個性化設(shè)計、互動化設(shè)計、社會化設(shè)計，必須依托互聯(lián)網(wǎng)聚合力，搭建起系統(tǒng)平臺，將企業(yè)、創(chuàng)客、設(shè)計師、用戶緊密聯(lián)系在一起，最終搭建用戶與設(shè)計之間的橋梁。用戶作為設(shè)計的中心，必然是萬眾創(chuàng)新系統(tǒng)的核心要素。用戶提出創(chuàng)意或需求，通過此系統(tǒng)進行以用戶需求為向?qū)У脑O(shè)計過程，使理念創(chuàng)新不僅存在于創(chuàng)新過程本身，也存在于媒體中，整個設(shè)計過程更加直觀、公開、快速、透明。產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過“3D打印+互聯(lián)網(wǎng)”模式，將帶給人們更多的想象空間，可以實現(xiàn)在線創(chuàng)意、在線設(shè)計、在線3D打印、在線銷售，形成“云創(chuàng)意+云設(shè)計+云制造+云銷售”的模式。通過互聯(lián)網(wǎng)將相關(guān)工作人員聯(lián)系起來進行頭腦風暴，形成創(chuàng)意，共同協(xié)作完成設(shè)計，使具有銷售能力的人才對設(shè)計產(chǎn)品進行推廣銷售，讓每個參與其中的人都可能獲利。用戶只需要有想法、有創(chuàng)意，或者能做3D設(shè)計，或者擁有3D打印機，或者懂得網(wǎng)絡(luò)營銷，就可以參與其中，甚至這些都可以不具備，僅提出需求就可以。在未來，能夠發(fā)現(xiàn)問題、提出需求和創(chuàng)意將變得比任何時候都重要；而設(shè)計、制造、銷售都將成為服務(wù)需求的工具（圖1）。針對目前人的智慧未被充分挖掘、用戶需求無法滿足、3D打印技術(shù)未深入運用的現(xiàn)狀，本文以3D打印為技術(shù)依托，以用戶為核心，以創(chuàng)意為重點，創(chuàng)建一個產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以彌補創(chuàng)新系統(tǒng)缺失問題。

二、案例分析

（一）3D打印網(wǎng)絡(luò)平臺案例研

究——Shapeways公司目前圍繞3D打印技術(shù)建立的打印市場及社區(qū)，最系統(tǒng)全面的為Shapeways公司。用戶可以在此平臺上和展示設(shè)計，同時可以開設(shè)商店售賣自己設(shè)計的3D作品。當其他用戶下單后，Shapeways代為生產(chǎn)，并進行包裝快遞，為用戶解決了很多問題。本節(jié)將對Shapeways公司建立的3D打印網(wǎng)絡(luò)平臺進行分析研究，總結(jié)其優(yōu)勢與缺陷，為后續(xù)系統(tǒng)創(chuàng)建奠定基礎(chǔ)。Shapeways平臺共有3個模塊，分別是商鋪，設(shè)計及銷售。在每個模塊下又分為多個細分模塊。商鋪模塊：此模塊為用戶自己開建的網(wǎng)上商鋪，類似于淘寶網(wǎng)模式，但每個商鋪中只有一個已開發(fā)完成的作品與項目。商鋪通過分類模式進行管理，分為配件、珠寶、藝術(shù)、動畫人物、禮物等10個類別。用戶的設(shè)計作品將在此進行展示與售賣。其他用戶可通過類別搜索查看，對作品進行評價，投票與個性化預定，目前個性化預定僅限于材料與色彩。用戶下單后，Shapeways公司為店主進行3D打印制作，將作品郵寄給店主或者用戶。設(shè)計模塊：設(shè)計模塊是專為上傳文件設(shè)置，整個操作流程為作品設(shè)計、作品上傳、通過檢測、上傳成功、對產(chǎn)品進行標價、進入商鋪平臺進行售賣。銷售模塊：用戶在此模塊創(chuàng)建自己的商鋪，將作品上傳至商鋪，價格設(shè)定之后，進入商鋪模塊進行產(chǎn)品售賣。從3個模塊功能概述中可以看出，Shapeways平臺以3D打印產(chǎn)品售賣為核心，不管是商鋪、設(shè)計還是銷售模塊，都是為用戶服務(wù)。

（二）案例啟示

Shapeways平臺具有如下優(yōu)勢：1.三大版塊清晰，產(chǎn)品分類細致，便于用戶對所需產(chǎn)品進行搜索與購買；2.考慮到用戶的多元化，很多用戶不具備產(chǎn)品設(shè)計能力，該平臺為用戶提供多個3D作品設(shè)計的途徑，如運用3D打印APP進行設(shè)計、三維軟件建模、聘請設(shè)計師實現(xiàn)自己的設(shè)計；3.創(chuàng)建了設(shè)計師專區(qū)，為用戶與設(shè)計師之間搭建橋梁；4.抓住用戶盈利目標，定位準確。Shapeways平臺的不足：1.三大模塊下分類較繁瑣雜亂，各分塊之間連接性不強；2.只接受可打印模型的上傳與售賣；3.產(chǎn)品的個性化僅限于材料與色彩上的選擇，在造型設(shè)計上優(yōu)勢不夠突出，沒有實現(xiàn)3D打印技術(shù)在個性化設(shè)計上的優(yōu)勢；4.沒有發(fā)揮3D打印技術(shù)可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢，訂單由Shapeways公司打印生產(chǎn)，而大多訂單不在本地，需要經(jīng)過長距離運輸，增加成本的同時也對環(huán)境造成一定負擔。Shapeways平臺給3D打印設(shè)計帶來的啟示：1.創(chuàng)建3D打印社區(qū)，全球各地的3D打印機都能加入此系統(tǒng)進行生產(chǎn)打印產(chǎn)品，充分發(fā)揮3D打印技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢；2.將模塊清晰化；3.提供設(shè)計師資源，實現(xiàn)用戶個性化定制。

三、系統(tǒng)構(gòu)建

（一）確立系統(tǒng)目標

針對3D打印技術(shù)所影響的未來社會形態(tài)，結(jié)合現(xiàn)有案例分析，擬圍繞3D打印技術(shù)建立產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的目標：1.實現(xiàn)個性化設(shè)計、互動化設(shè)計、社會化設(shè)計、可持續(xù)設(shè)計；2.實現(xiàn)“云創(chuàng)意+云設(shè)計+云制造+云銷售”；3.集合人類智慧，將人的智慧發(fā)揮至最大，快速將創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H產(chǎn)品；4.鼓勵用戶發(fā)聲，擴大用戶在設(shè)計中參與感；5.最大限度滿足用戶需求，將用戶利益最大化；6.更合理地利用3D打印技術(shù)完成直接制造。

（二）因素分析導出系統(tǒng)模塊

一個產(chǎn)品從創(chuàng)意到實現(xiàn)，體現(xiàn)的是人群需求、資源供給、技術(shù)支持的有效結(jié)合，需要多方面的支持，包括設(shè)計師的策劃與支援、技術(shù)人員的協(xié)助，甚至是后期銷售人員的智慧等。在產(chǎn)品實現(xiàn)中，根據(jù)人群不同，導致人的需求定位不同。針對3D打印系統(tǒng)平臺，與之存在關(guān)聯(lián)與接觸的人群主要有用戶、設(shè)計師、專業(yè)人士、創(chuàng)客及企業(yè)。創(chuàng)客與企業(yè)作為合作團體，存在相似之處，可將二者歸為一類。因此，此平臺目標用戶為廣大用戶、設(shè)計師與專業(yè)人士、創(chuàng)客與企業(yè)。這些人群對于系統(tǒng)平臺的功能需求各不相同。1.大眾用戶需求：期望可以主宰自己的設(shè)計，對創(chuàng)新感興趣、有想法，愿意說出自己的需求，提出自己的創(chuàng)意。職業(yè)、文化、身份及社會地位都無法改變大眾用戶身為用戶的本質(zhì)身份，無法改變其對真實物質(zhì)的需要。因此，廣大用戶對于平臺的需求是可以將自己的創(chuàng)新點、創(chuàng)新概念以平臺計算的模式展現(xiàn)出來，直觀顯示其對新鮮事物的渴望、需求以及接受能力，讓設(shè)計團隊和企業(yè)發(fā)現(xiàn)。2.設(shè)計師與專業(yè)人才需求：設(shè)計師在進行設(shè)計時需要源源不斷地迸發(fā)設(shè)計創(chuàng)意、了解用戶需求；根據(jù)用戶數(shù)據(jù)設(shè)計開發(fā)產(chǎn)品，以滿足用戶的特定需求，達到實現(xiàn)自我價值與滿足用戶需求的共贏狀態(tài)。3.創(chuàng)客與企業(yè)需求：企業(yè)最大的核心是利益。企業(yè)需要快速抓住市場，找到開發(fā)和創(chuàng)新機會，極大地擴大產(chǎn)品成功率，減小風險。產(chǎn)品實現(xiàn)中的另一個基礎(chǔ)是多種資源的供給。資源的豐富性必然導致資源的難管理性。因此，平臺需要對產(chǎn)品模型及項目進行管理。就目前3D打印技術(shù)的使用狀況而言，仍存在一定的限制，什么樣的產(chǎn)品可以進行打印，打印時需要什么材料，在設(shè)計過程中如何避開局限，這些都是專業(yè)設(shè)計師在設(shè)計過程中需要考慮的問題。同時，用戶在自己進行打印時也需要考慮上述問題。若不對設(shè)計產(chǎn)品進行一定的管理和控制，將會出現(xiàn)設(shè)計泛濫，導致真正有價值的設(shè)計將無法被用戶和投資人發(fā)現(xiàn)，進而難以實現(xiàn)其使用價值。

（三）建立系統(tǒng)模塊

根據(jù)產(chǎn)品實現(xiàn)的關(guān)鍵因素分析，將用戶需求、資源與技術(shù)進行因素提取，并對因素重新進行聚類分析，重新建構(gòu)聯(lián)系，得出4個潛在的平臺或社區(qū)：創(chuàng)新社區(qū)、資源社區(qū)、3D打印社區(qū)、人才社區(qū)。每個平臺的具體操作和用途如下：1.創(chuàng)新社區(qū)（圖2）在萬眾創(chuàng)新的社會形態(tài)下，任何個體都可能成為設(shè)計師或是創(chuàng)新者，主宰自己的設(shè)計。個人的創(chuàng)造可以豐富自我與人生，甚至在某種程度上也可以改變這個世界。此平臺為任何有創(chuàng)意、有想法的人創(chuàng)建。此模塊最大的特點在于將人類的智慧進行發(fā)散及疊加，用戶在平臺上提出需求，其他用戶參與討論和溝通，并對其他用戶提出的創(chuàng)意進行投票。企業(yè)可在此平臺收集創(chuàng)意，發(fā)現(xiàn)需求，挖掘項目機會。同時此平臺為企業(yè)連接到大批用戶。當產(chǎn)品方向確立后，企業(yè)能通過此平臺快速找到目標用戶，進行產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計，用戶將有更多權(quán)利掌控產(chǎn)品的功能、造型、色彩、材料，甚至結(jié)構(gòu)。創(chuàng)新平臺能實現(xiàn)多贏的局面，用戶加入設(shè)計成為設(shè)計主導，從中獲利的同時，還能滿足產(chǎn)品需求，并獲得幸福感。2.資源社區(qū)（圖3）資源社區(qū)是圍繞專業(yè)設(shè)計師及設(shè)計愛好者搭建。資源社區(qū)專指設(shè)計資源，包括設(shè)計模型、設(shè)計項目及3D打印設(shè)計知識與準則。人們可以在此平臺自己的設(shè)計項目或者設(shè)計模型，用戶可在此找到想要的設(shè)計，通過免費或付費的方式獲得設(shè)計模型。同時，設(shè)計師也可以自己已開發(fā)完成的設(shè)計項目，進行預售或者用戶的個性化定制，為設(shè)計師提供實現(xiàn)自我價值的機會。3.3D打印社區(qū)（圖4）3D打印技術(shù)的發(fā)展，促進3D打印技術(shù)走入家庭，除了其個性化設(shè)計、便于制造、互動與參與感強之外，另一大因素便是盈利。擁有3D打印機的用戶，可能想要創(chuàng)建“個人工廠”來盈利，但難以找到合適的途徑和通道。此時就出現(xiàn)了3D打印社區(qū)。只要用戶擁有3D打印機，就可以注冊加入其中，當其他用戶有需要打印的訂單時，系統(tǒng)將會匹配最合適以及最近的“個人工廠”進行制造。若用戶需要將產(chǎn)品賣給美國的客戶，那么通過社區(qū)可以找到美國當?shù)氐?D打印機，并將設(shè)計發(fā)送過去進行生產(chǎn)。3D打印社區(qū)不僅推動3D打印機的普及，同時發(fā)揮了其重大的優(yōu)勢——可持續(xù)設(shè)計。3D打印機種類繁多也是3D打印社區(qū)形成的原因之一，不同的產(chǎn)品和需求需要不同的3D打印機完成制造。人們不可能擁有所有類型的3D打印機，組建打印社區(qū)可以使打印的產(chǎn)品豐富化。這不僅解決了“個人工廠”生產(chǎn)力不足的問題，也進一步促進用戶在創(chuàng)意社區(qū)的活躍度。4.人才社區(qū)人才社區(qū)創(chuàng)立的意義在于提供人才資源。人才社區(qū)建立，通過對人才進行分類管理，設(shè)計師、設(shè)計院校師生、技術(shù)人員等各類人才能在此平臺上傳個人資料進行身份認證。當創(chuàng)意研發(fā)需要協(xié)助時，團隊以及平臺管理者將能發(fā)現(xiàn)人才。因此，對于設(shè)計院校來說，這是一種活躍的人才孵化噐。人才社區(qū)的另一個意義在于：創(chuàng)新社區(qū)涌現(xiàn)的大批創(chuàng)意，能得以實現(xiàn)的只有極小一部分，即使創(chuàng)意得到通過，也存在經(jīng)過專業(yè)評估后失敗的情況。因此，當用戶有強烈欲望想要實現(xiàn)創(chuàng)意時，即可在此平臺找到合作設(shè)計師與專業(yè)人員協(xié)助自己完成設(shè)計和創(chuàng)意，以此來搭建用戶與專業(yè)人才、企業(yè)與設(shè)計院校之間協(xié)同創(chuàng)新的橋梁，增強人才的利用率，實現(xiàn)用戶與專業(yè)人士的價值。

（四）構(gòu)建設(shè)計流程

根據(jù)目標的設(shè)定，產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)流程為：設(shè)計需求及創(chuàng)意提出（用戶提出自己的需求以及創(chuàng)新想法）——創(chuàng)意選評（用戶進行投票，估價和評論）——項目確定（設(shè)計產(chǎn)品最終確定，加入用戶進行協(xié)同設(shè)計，確定產(chǎn)品的最終功能、造型以及結(jié)構(gòu)）——任務(wù)分解——產(chǎn)品預售（產(chǎn)品在網(wǎng)絡(luò)上公布進行售賣預定）——根據(jù)訂單制造產(chǎn)品。即分別對應(yīng)云創(chuàng)意、云設(shè)計、云銷售、云制造（圖5）。萬眾創(chuàng)新社會化設(shè)計形態(tài)建立了商品用戶與企業(yè)、設(shè)計師直接溝通的渠道，尤其是在全球化的環(huán)境中了解用戶真正的多元需求。通過對多種情形的深入分析，找出多種可能性，最終繪制出產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)流程圖（圖6）。

結(jié)語