3D打印技术对高校工业设计教育的启示

文 艺 康红娜 （南华大学设计艺术学院 421000）

3D打印技术对高校工业设计教育的启示

文 艺 康红娜 （南华大学设计艺术学院 421000）

3D打印技术是具有强大发展潜力的一项新的工业制造技术，将在工业设计领域带来深刻的影响。工业设计类的高校应该重视3D打印技术的研发与应用。一方面，3D打印技术对工业设计教育具有良性促进作用；另一方面，高校工业设计针对3D打印技术进行的产学研相关工作将引领3D打印技术走向更为广阔的前景。

3D打印；高校；工业设计教育

一、什么是3D打印技术？

3D打印，是近几年在工业领域炙手可热的一项新的制造技术。英国《经济学人》杂志认为3D打印可以与蒸汽机和电力的发明相提并论，是第三次工业革命最具标志性的生产工具，将对社会多个行业和领域带来深刻影响。与此同时3D打印的维度也在不断地扩展，在2015年的CES大会上，NervousSystem运用4D打印技术打印的“运动学连衣裙”，赋予了打印成型的物品第四维度——适应性，让打印产品有了时间维度上的拓展，从而带来更加舒适的效果。5D打印就是指打印活性材料，比如麻省理工设计了“星际游客盛装”系列服装，服装设计了带有内部腔体的3D打印的血管结构，然后他们将具有生命特征的元素嵌入到这些腔体中，赋予了打印产品孕育新机体的能力实现了更多维的拓展。

二、3D打印技术在教育领域的研发现状

基于3D打印技术的良好发展前景和应用创新空间，针对3D打印的教育应用具有重要的探索意义。英国教育部开展了一项为期一年的试验项目，以21个学校为试点，将3D打印技术应用到数学、物理、计算机科学、工程和设计等课程中，探索3D打印的教学应用，推动教学创新。各发达国家对于3D打印的教育科研也都相继推出了各具特色的实验项目。

国内以清华大学为首的部分著名高校，部分研究成果已处于世界先进水平。北京航空航天大学大力开展3D打印技术的产学研合作，与中航工业集团共同组建了中航天地激光科技有限公司成果产业化基地，其研发成果使我国成为目前世界上唯一利用激光快速成形技术生产飞机钛合金大型主承力结构件，并实现装机应用的国家，实现了3D打印在航空领域创新应用。华中科技大学分别与湖北滨湖机电合作进行了3D打印研究并产业化运作。这些高校主要针对3D打印设备、材料、技术进行研发，并将研发成果与企业合作进行产业化。2近两年大部分工程工业类高校均已购买3D打印机作为教学设备。西安交大应用3D打印技术，进行医学与制造业的跨界设计，制作了部分骨骼产品植入人体获得了良好的医疗效果。由此看来，部分著名高校已经把3D打印作为重要的科研设备，在航空航天、机械制造、产品研发等方面取得了显著成效，并且致力于生物医学等方面的研发。与此同时，3D在工业设计教育领域的应用稍显空白。

三、3D打印技术在于工业设计教育中的应用思索

3D打印技术已经大量应用于设计行业，产业发展的同时，教学科研的前端研究应与时俱进积极应对。许多民间设计师、设计组织都纷纷对3D打印技术在设计领域的应用进行了实验性的尝试。如：2014年度的“晒上海”展览由生活在上海的19位设计师围绕主题“竹＋3D打印”进行了一系列的设计尝试，获得了一致的好评。而在设计相关专业已有部分高校把3D打印作为重点研究方向，取得了阶段性的成果。如2014年12月底，山东工艺美院举办的“3D打印工作坊”是其学校的名校工程项目的成果汇报展览，其中汇集了数字艺术、动漫设计、陶瓷设计、旅游产品设计等不同专业的学生作品。这都是好的开端，值得我们去更为深入的思索研究加应用。

以下笔者就3D打印技术在工业设计教育中的应用意义做了一些思考：

1.将3D打印技术引入到工业设计教学，突破了以往加工工艺的大量局限性条件，有利于学生在设计的构想过程中有更大的自由空间，能更加“天马行空”的发挥创意。

2.针对单独的专业设计课程来说3D打印技术在教学中的使用可以减少产品设计研发的周期，大大减少以往在设计过程中的模型制作与修改的过程；可以减少产品设计讨论过程中的沟通障碍，让以往电脑中的虚拟模型更为成为可以看可以摸得实体；可以跟好的通过实际的模拟增加产品可行性评估与验证的可靠性。

3.将3D打印设备置入学生的提供了丰富的“做的经验”。学习者使用3D打印机通过计算机辅助三维软件设计建模到打印出产品，获得了有目的的直接设计生产经验，这些具体经验对学习者的学习提供了直接的感性认识。在方案展示与交流的过程中3D打印作品通过演示和展览等方式，使学生获得“观察的经验”，实现学生在设计过程中的深度参与，从而改善教学效果。3D打印将抽象概念和设计引入现实世界，对教学内容中的某些抽象概念或科学过程进行可视化展现，能够更好地发挥“抽象的经验”在设计应用中的作用，使学生获得更多的认知体验，提高思维能力。最终是学生的学习形成了立体坚实的“经验之塔”。

4.积极搭建产学研一体3D打印创新平台是可持续发展之路。有利于更好地进行实验性项目的设计研究，开展丰富的设计跨界研发。由于3D打印技术的广阔应用前景，以及工业设计学科设计范围“小到一根针，大到直升飞机”的广泛适应性，他们的有机结合可以涉及到很多产业的创新，如美容业的3D定制，可以通过扫描模拟更精确的定制你想要的鼻子或者胸部；医学实现5D的打印产品，让打印的人体器官可以在身体内继续良好的运作；在时尚领域能够进行更加具有个性化的产品设计与定制；在食品行业，可以打印出各式各样的食物造型，实现味觉美和视觉美的统一等。

四、结语

总而言之，3D打印不是传统技术的终结者，但3D打印技术是生产技术发展最具应用价值的新领域。工业设计是与科学技术的发展紧密相连的学科，所以我们要了解3D打印技术，学习3D打印技术，有创新有规划的应用好3D打印技术。

毕延刚.3D打印对高等院校工业设计专业教学的影响[A].2013国际工业设计研讨会暨第十八届全国工业设计学术年会论文集[C].2013.