劉丹 戢亞菲

摘 要：3D打印技術是面向個性化定制生產模式發(fā)展的新興產業(yè)，以低成本、產品多樣化、零交付及設計空間無限等優(yōu)勢顛覆了傳統(tǒng)規(guī)模集中制造模式。通過分析3D打印在個性化需求中的發(fā)展前景和優(yōu)勢，探討3D打印技術和個性化需求的概念融合，提出了一種基于3D打印和個性化定制創(chuàng)新的商業(yè)模式。

關鍵詞：3D打印技術;個性化定制;創(chuàng)新設計

中圖分類號：TQ658.53??????? 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.07.023

3D打印技術是利用三維數值建模，通過逐層堆疊的方式來制造產品的新興加工模式。其顛覆了傳統(tǒng)制造業(yè)生產模式，以能加工制造結構復雜產品、產品多樣化、小批量個性化定制及零交付時間等優(yōu)勢成為推動第三次工業(yè)革命的重要標志[1]。

1 個性化定制發(fā)展趨勢

自古以來個性化的需求并沒有隨著社會經濟和制造技術的發(fā)展而減弱，反而人們對個性化的追求更加向往，甚至影響了制造業(yè)的發(fā)展，但因為傳統(tǒng)的生產模式難以真正滿足消費者的個性化定制需求一直飽受制約。

傳統(tǒng)消費方式主要滿足人們的生活需求，制造商只能進行大規(guī)模工業(yè)化、標準化來降低成本，提高企業(yè)效益，消費者個性化需求難以實現。但隨著消費市場升級，產品的獨特性、私人定制性及個性化的服務理念備受消費者青睞，能夠滿足不同人群的多樣化需求，成為社會發(fā)展的必然發(fā)展潮流。

2 3D打印技術與個性化定制需求的創(chuàng)新理念融合

傳統(tǒng)制造業(yè)因固有屬性是很難滿足人們對個性化定制產品的需求，如新產品設計研發(fā)模式周期長、因資源壟斷性導致消費者參與度低，從而壓制消費者個性化需求。傳統(tǒng)制造業(yè)的產品設計研發(fā)者通過市場調研才能獲得需求的產品信息，才能實現產品大批量、標準化、工業(yè)化的生產，但同時剝奪大眾參與設計研發(fā)的機會，抑制了個性化的需求。

而面向定制性產品的3D打印產業(yè)以其柔性生產優(yōu)勢，正好迎合了私人定制客戶的大量需求，適用于利潤空間大、高附加值的創(chuàng)新型產品開發(fā)。高附加值個性化的需求是個體和社會發(fā)展的必然要求，其將成為未來發(fā)展最具有潛力的核心價值[2]。

3D打印技術將引領傳統(tǒng)制造業(yè)的大批量、標準化、工業(yè)化的制造模式向智能個性化定制型的制造模式轉變，在柔性生產、小批量及應對制造結構復雜、高附加值的定制性產品等方面具有明顯的優(yōu)勢[3]。通過3D打印技術打破了傳統(tǒng)產品造型和結構設計的局限性，實現產品創(chuàng)新設計理念。

3 3D打印技術個性化創(chuàng)新設計優(yōu)勢

（1）設計思維無限，激勵創(chuàng)新。傳統(tǒng)制造技術因加工工藝的局限性，限制產品設計的復雜程度，也束縛了設計者的思維，很難實現產品的創(chuàng)新。而3D打印技術為設計者提供了巨大的設計空間，突破傳統(tǒng)加工工藝的局限，為設計結構復雜的藝術品提供條件，讓設計師更能夠專注于產品的形態(tài)創(chuàng)意和功能創(chuàng)新[4]。

（2）設計周期短。3D打印技術針對產品個性化創(chuàng)新設計能夠有效的縮短周期。傳統(tǒng)制造業(yè)從設計到加工制造，周期較長，其很難適應消費者不斷變化的需求。而3D打印技術利用設計周期短，能不斷實現產品的設計更新來適應消費者的市場需求。

（3）創(chuàng)新設計成本低。在個性化設計中，3D打印技術能降低創(chuàng)新設計的成本。傳統(tǒng)創(chuàng)新設計需要在設計完成以后利用傳統(tǒng)加工工藝來加工，投入的時間成本、經濟成本高。3D打印技術產品對于原材料及能源消耗相對要少。因無需設計價格昂貴的模具，節(jié)約研發(fā)投入、設計創(chuàng)新的成本。同時，還降低開模不當所帶來的巨大風險和經濟損失。不僅如此，3D打印技術能實現復雜的模型建造，無限的拓寬了設計者的思維空間， 以便能夠滿足不同終端客戶的個性化定制要求。

（4）優(yōu)化設計流程。3D打印技術是智能制造的發(fā)展趨勢，其優(yōu)勢在于突破了傳統(tǒng)工藝的約束，拓展設計師的創(chuàng)新思維，實現復雜輕量化結構設計、點陣結構設計、復合材料零件設計及多零件融合一體化制造。其能更好的將產品設計與制造聯系起來，對產品的整個生命周期進行優(yōu)化設計，以便在設計中實現更具有高附加值的創(chuàng)新，突破思維創(chuàng)新的枷鎖，同時，也擺脫傳統(tǒng)制造業(yè)數字化模型設計與真實產品的差異。

4 結語

隨著社會經濟轉型升級，個性化定制將成為新時代市場需求的發(fā)展趨勢。3D打印技術以其獨特的優(yōu)勢，必將掀起制造業(yè)個性化定制創(chuàng)新設計的革命，推動制造業(yè)從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的轉型，符合“中國制造2025”的戰(zhàn)略方向。

參考文獻：

[1] 孟炯.滿足個性化需求的3D打印定制模式創(chuàng)新——兼論實現個性化定制模式的商業(yè)化策略[J].科技進步與對策，2016，33（15）：22-29.

[2] 肖含月，李禹臻，張芷茉.3D打印技術在個性化定制產品中的應用研究——以手工口紅定制設計為例[J].設計，2018（13）：116-118.

[3] 陳志椿.3D打印技術論述[J].信息系統(tǒng)工程，2018（10）：148-149.

[4] 徐文鵬，苗龍濤，劉利剛.面向3D打印的結構優(yōu)化研究進展[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2017，29（7）：1155-1168.