朱煒
摘 要:參數(shù)化設(shè)計(jì)給設(shè)計(jì)師帶來(lái)了新的靈感,使得傳統(tǒng)表形態(tài)變更加的豐富和多樣化。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)強(qiáng)大的計(jì)算功能,可以通過(guò)改變規(guī)則和算法,生成超越人類空間想象的形態(tài),避免產(chǎn)品單一化,提供了多種備選方案。與參數(shù)化設(shè)計(jì)同時(shí)出現(xiàn)的3D打印概念,其出現(xiàn)把設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程連接得更加緊密,實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫對(duì)接的過(guò)程,避免了數(shù)據(jù)在傳遞、轉(zhuǎn)譯和表達(dá)的過(guò)程出現(xiàn)的信息損失,3D打印技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了一次新的技術(shù)革命。但是目前,參數(shù)化設(shè)計(jì)主要在應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域中的應(yīng)用較多,目前在首飾設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用尚少,3D打印技術(shù)在制造行業(yè)和建筑行業(yè)研究成果較多,同樣在首飾設(shè)計(jì)的過(guò)程中的實(shí)踐較少,因此文章主要討論首飾參數(shù)化設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)的關(guān)系。
關(guān)鍵詞:首飾;數(shù)化設(shè)計(jì);3D打印
中圖分類號(hào):TB472 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-2945(2017)31-0115-02
1 參數(shù)化設(shè)計(jì)的興起
設(shè)計(jì)以目標(biāo)為導(dǎo)向,以服務(wù)于人為根本,考慮功能性與審美的完美結(jié)合,同時(shí)設(shè)計(jì)也是科學(xué)與藝術(shù)的融合過(guò)程,理性與非理性的矛盾斗爭(zhēng)。參數(shù)化設(shè)計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)就是其聯(lián)動(dòng)性,改變其中任意一個(gè)參變量之后,整個(gè)設(shè)計(jì)體系根據(jù)其定義的關(guān)聯(lián)規(guī)則產(chǎn)生相應(yīng)變動(dòng),并且可以根據(jù)給定的條件計(jì)算出設(shè)計(jì)體系最優(yōu)解。參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程是在初始模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行輸入——響應(yīng)——輸出,最后進(jìn)行不斷調(diào)整與修正形成最優(yōu)解,即在有限的條件限制下的最佳方案[1]。
非線性設(shè)計(jì)是造成設(shè)計(jì)過(guò)程中矛盾主要原因,設(shè)計(jì)過(guò)程中是相互聯(lián)動(dòng)的過(guò)程,如果只孤立改動(dòng)其中一個(gè)點(diǎn),則會(huì)對(duì)整體設(shè)計(jì)產(chǎn)生未知影響。利用參數(shù)化設(shè)計(jì),改變其中參變量,按照既定模型實(shí)現(xiàn)不同約束條件下系統(tǒng)的整體變化。工程設(shè)計(jì)即有滿足工程需求的屬性,又有形態(tài)美觀的藝術(shù)性要求,這兩重屬性就是科學(xué)工程理性和感性藝術(shù)性兩者的結(jié)合。參數(shù)化設(shè)計(jì)結(jié)合了科學(xué)性與藝術(shù)性,用科學(xué)的算法和規(guī)則融合藝術(shù)性與科學(xué)性。
典型的參數(shù)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品就是利用參數(shù)化設(shè)計(jì)的手段,首先選擇基本元素,然后根據(jù)基本元素的疊加和變形,生成設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)了美學(xué)與技術(shù)科學(xué)的完美結(jié)合[2]。
2 3D打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用
3D打印技術(shù)故名思義,就是以傳統(tǒng)的2D打印技術(shù)升級(jí)為3D打印技術(shù),傳統(tǒng)的二維的打印技術(shù),打出來(lái)的是平面的紙張,而三維打印打出來(lái)的成品則是立體的實(shí)物。3D打印技術(shù)的主要原理是通過(guò)把三維設(shè)計(jì)的立體的模型,經(jīng)過(guò)精密的計(jì)算切割成一個(gè)個(gè)小的構(gòu)件,然后通過(guò)打印加工,最后把小的構(gòu)建拼接成為一個(gè)立體,這就是分層打印的核心原理[3]。隨著學(xué)者對(duì)于3D打印技術(shù)的不斷深入研究,對(duì)于3D打印的認(rèn)識(shí)也更加的豐富,對(duì)3D打印技術(shù)的內(nèi)涵有了一定的擴(kuò)充,如3D打印技術(shù)不局限于分層打印,現(xiàn)在還有切割打印,如圖1所示。由傳統(tǒng)以增材的打印方式擴(kuò)充到了減材的打印方式。與增材相比較來(lái)說(shuō),減材的加工方式更為精細(xì),精確度更高,彌補(bǔ)了增材打印的產(chǎn)品較為粗糙的缺點(diǎn)。另外,以減材打印的方式,對(duì)于材料的選擇范圍更大,一定程度上突破了材料選擇的限制。
最早的3D打印出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)連接車床加工,實(shí)現(xiàn)車床對(duì)于電子化的設(shè)計(jì)方案的直接加工。3D打印技術(shù)最早應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域用來(lái)打印仿生的血管等精密構(gòu)件,隨著3D打印技術(shù)的成熟應(yīng)用,越來(lái)越多的學(xué)者專家看到了3D打印技術(shù)所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì),開始嘗試把3D打印技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,相對(duì)來(lái)說(shuō)應(yīng)用較為廣泛的領(lǐng)域是制造行業(yè),因?yàn)橹圃煨袠I(yè)的機(jī)械化程度高且對(duì)于產(chǎn)品精度要求更高,所以3D打印技術(shù)的應(yīng)用可以給制造業(yè)帶來(lái)極大的優(yōu)勢(shì),如3D打印的鈦合金零部件應(yīng)用于航天領(lǐng)域等,都是3D打印技術(shù)在不斷深入的研究過(guò)程中取得的成就。目前研究應(yīng)用較多的是工程領(lǐng)域,受到制造業(yè)的影響,研究的注意力也轉(zhuǎn)移到了建筑行業(yè),由轉(zhuǎn)配式建筑轉(zhuǎn)向3D打印房子,3D打印房屋的概念已經(jīng)在技術(shù)上可以初步實(shí)現(xiàn)。
目前來(lái)說(shuō),制約著3D打印技術(shù)的發(fā)展的主要因素之一是,就是3D打印受到機(jī)械的限制,對(duì)于材料的要求更高,因此材料的選擇范圍更小,需要在材料學(xué)上有更大的突破才能夠使得3D打印技術(shù)有更加廣泛的發(fā)展前景。
3 首飾設(shè)計(jì)中參數(shù)化設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)的關(guān)系
3.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)給首飾設(shè)計(jì)新的設(shè)計(jì)方式
隨著社會(huì)生活經(jīng)濟(jì)水平的提高,人類的審美觀念有很大的轉(zhuǎn)變,從以前的單純對(duì)珠寶的原石質(zhì)量的要求,逐步擴(kuò)大到了對(duì)于設(shè)計(jì)整體美感的追求。此外,對(duì)于審美觀念來(lái)說(shuō)人類越來(lái)越追求新鮮,追求創(chuàng)意。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式下,設(shè)計(jì)師的想象力是有限制的,不可能超越人的想象力去給出設(shè)計(jì)方案,但是參數(shù)化設(shè)計(jì)的出現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了人與計(jì)算機(jī)的交互功能,通過(guò)編譯程序等手段可以設(shè)計(jì)出超越人類想象力的造型,保證了設(shè)計(jì)的高度創(chuàng)意,因此參數(shù)化設(shè)計(jì)為首飾設(shè)計(jì)提供了新鮮的活力。參數(shù)化的實(shí)際方法給首飾設(shè)計(jì)師帶來(lái)了一場(chǎng)創(chuàng)意的革命,在提供設(shè)計(jì)的工具的同時(shí),也產(chǎn)生了新的靈感的碰撞。
3.2 3D打印技術(shù)是首飾參數(shù)化設(shè)計(jì)的表達(dá)載體
3D打印技術(shù)的出現(xiàn)直接使得設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案直接可以通過(guò)機(jī)械的加工變成與設(shè)計(jì)方案完全一致的設(shè)計(jì)成果。充分保證了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念被原汁原味的表達(dá)出來(lái),同時(shí)3D打印還具有精度高的特點(diǎn),能夠分毫不差的呈現(xiàn)出完美的作品,尤其適合于首飾制作的過(guò)程中對(duì)精細(xì)程度的要求[4]。3D打印技術(shù)完美彌補(bǔ)了傳統(tǒng)首飾設(shè)計(jì)過(guò)程與制作過(guò)程的斷層問(wèn)題。尤其首飾設(shè)計(jì)加工,具有一次性的特點(diǎn),3D打印技術(shù)更是可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)方案的調(diào)整制作出不同的首飾實(shí)物,因此3D打印技術(shù)是首飾參數(shù)化設(shè)計(jì)的表達(dá)載體。3D打印技術(shù)對(duì)于首飾設(shè)計(jì)領(lǐng)域來(lái)說(shuō),提供的不僅僅是一種加工方式,同時(shí)也轉(zhuǎn)變了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路,給設(shè)計(jì)師提供了一些材料的選擇,首飾的材料不僅可以選用傳統(tǒng)的金屬類材料,也可以選擇一些復(fù)合塑料、陶瓷等,對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是一種新的嘗試,也是一種新的審美觀念的轉(zhuǎn)變,如果成功的應(yīng)用,將會(huì)推動(dòng)潮流的發(fā)展。
3.3 首飾設(shè)計(jì)中參數(shù)化設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)的應(yīng)用
對(duì)于首飾設(shè)計(jì)中參數(shù)化設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)的應(yīng)用并不是空想與空穴來(lái)風(fēng),其中已經(jīng)有了具體的實(shí)踐內(nèi)容。首飾設(shè)計(jì)中參數(shù)化設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)的應(yīng)用步驟主要分為以下幾個(gè)步驟:(1)參數(shù)化設(shè)計(jì):選擇參數(shù)化設(shè)計(jì)的原型,然后利用犀牛軟件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),如圖2所示就是以Voronoi為原型,進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的首飾作品;(2)選擇合適的材料:目前來(lái)說(shuō)3D打印所能夠選擇的材料的范圍并不是很廣泛,主要有塑料、陶瓷、高分子塑料材料等,都是以顆粒狀態(tài)存在的材料才能夠保證3D打印過(guò)程中的順利進(jìn)行;(3)然后設(shè)計(jì)連接打印,直接3D打印出來(lái)的首飾成品,如圖2所示。
4 結(jié)束語(yǔ)
目前對(duì)于首飾設(shè)計(jì)中的參數(shù)化與3D打印技術(shù)的應(yīng)用,多是參照其他領(lǐng)域中的應(yīng)用而隨之產(chǎn)生,一方面在理論研究中,3D打印技術(shù)應(yīng)用于首飾的加工中缺少其獨(dú)特的理論支撐和依據(jù),沒(méi)有理論的指導(dǎo)則實(shí)踐的方向很難掌控[5]。另外一方面對(duì)于3D打印技術(shù)從技術(shù)角度來(lái)說(shuō),應(yīng)用于首飾的加工還存在很多難點(diǎn),例如首飾的尺寸都比較小,打印材料單一等,打印出來(lái)的首飾并不能夠滿足正常佩戴的要求。首飾設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的參數(shù)化設(shè)計(jì)和打印的成品也不是很多,對(duì)于大眾來(lái)說(shuō)并沒(méi)有帶來(lái)普遍性的傳播,對(duì)于打印首飾這一概念沒(méi)有接受。綜上所述,首飾參數(shù)化設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)的應(yīng)用需要不斷地進(jìn)行設(shè)計(jì)、選擇材料和打印技術(shù)等方面的嘗試與研究,而這一過(guò)程需要眾多學(xué)者后續(xù)的不斷努力。
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