3D打印发展迅速近年来在国内外受到了广泛关注。网络、报刊、媒体上有关3D打印的报道铺天盖地,甚至被称为“第三次工业革命的象征”。3D打印颠覆了我们对大部分事物固有模式的认知,对人类各行各业的现状和未来产生了革命性的影响,尤其对关系国计民生的制造行业和与每一个社会个体都息息相关的设计行业更是产生了颠覆性的、风暴式的变革。
1 传统的设计
1.1 传统设计的定义
本文所说的传统设计,是指包含了现代设计和和后现代设计两部分的当代设计,是设想、运筹、计划、预算的一个过程。按照任务的目的和要求,预先定出工作方案和计划,绘出图样,即为解决这个问题而专门设计的图案。最简单的关于设计的定义就是一种“有目的的创作行为”。
1.2 传统设计的主角
传统设计的主角是设计师,设计师一直是一个设计公司的灵魂,是其最宝贵的财富。在面对所有客户时,他们也是高高在上、离客户较远的存在。在设计的过程中,无论从设计的构思、草图的设计,还是到设计方案的最终实施,全部由设计师一人独自完成。
1.3 传统设计的理念
设计师如何调动自身所采集到和掌握的元素来为自己的设计服务,设计师对于产品的认识、理解以及目的,即设计理念。当代设计理念认为产品的美在于器型流畅、简约无饰,更注重实用性和科学性与美的统一。
1.4 传统设计所运用的元素
这里所说的设计元素,指普通意义上进行平面设计时所运用到的元素。第一种为概念元素,如点、线、面;第二种元素为视觉元素,如图形的大小、形状、色彩等;第三种为关系元素,包括方向、位置、空间、重心;第四种为实用元素,即指设计所表达的含义、内容、设计的目的及功能。
1.5 传统设计所采取的设计模式
每一位设计师都会有自己相对独特的一套方法来从事设计的相关工作。但传统的设计模式在流程上一般包括五个阶段:
(1)准备阶段。客户提出要求,设计师接受任务并着手准备。
(2)归纳和收集。主要是调研、收集与设计有关的项目的所有素材,包括确定项目的设计方案、创意要点、表现形式、文案以及与之相关的次要素材。
(3)酝酿和处理。指对前期收集的信息进行综合处理,运用各种方法勾画出若干可实施方案,并对设计进行定位。
(4)总结和提炼。对一众方案进行筛选,并挑选出最具备可行性特质的方案。
(5)实施与校验。实施指整个项目处于进行过程中,校验则是在项目实施过程中和结束后设计师要与设计项目有关的所有一切保持高效沟通,对不符合项目的设计细节做出检查、调整,并提供解决方案。
1.6 传统设计模式的特点
从传统设计所采取的设计模式上,总结出传统的设计模式具有两大特点:
(1)设计周期长。一个项目的设计从着手准备到设计样品真正出炉要经历漫长的时间,才能达到设计师(或者是设计公司)与客户的双重满意。调研、构思需要时间,设计产品本身也需要时间,设计样品出炉及出炉前无数次的推敲与修改更需要海量的时间。另外,还需要与和设计有关的其他合作伙伴进行沟通和商榷,如模具制作方。在这些设计过程中,无论哪一个步骤的时间都没有办法精简。
(2)自上而下的设计方式。传统设计模式下的设计师在设计作品时,基本不会接触到最终的客户,他们所知的有关客户的一切资料基本来自于向他们购买设计的公司所能提供的不全面信息,或者是他们自身以往所积累的经验。终端用户从头至尾无需参与设计的全过程。这种由设计师全权包办、始终把设计师放在高位、无需用户参与的设计方式在以前看起来并没有什么问题,但3D打印技术出现后,则让人感觉到这种设计模式的缺陷如此明显。
2 3D打印时代的设计
2.1 设计的定义
3D打印,简称“3DP”,是一种快速成型技术,是以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。定义中所描述的3D打印更像是一门技术,但其实它是技术与艺术高度结合的一门新兴行业。
2.2 设计的主角
3D打印时代设计的主角也是人,但3D打印时代的最终设计成品不再是由设计师独自完成,而是全程有最终客户的参与。在设计的过程中,客户可以随时提出自己的要求,表达自己的想法,设计师在与客户有效沟通的基础上,通过3D打印软件和打印机为客户提供双方都满意的作品。
2.3 设计的理念
主要表现在两个方面:
(1)设计不再仅仅是设计专业的事情。现在,设计师想要做出完美且高创意的设计,不仅要对自己学科的专业知识有广泛而深入的了解,对与3D打印所交叉的其他学科(如材料专业、医疗专业、机械制造专业、航天专业等)的专业知识也必须有相当程度的研究和了解,否则设计的核心和目的将难以完美实现。
(2)设计不再屈从于落后的制造方式,设计师也不再囿于经验性的旧设计。3D打印可以为设计师提供任何想象。
2.4 3D打印所采用的设计模式
(1)客户提供信息,设计师通过3D打印软件进行定位、构思。
(2)客户全程参与,与设计师一起修改、完善设计方案,直至设计作品最终呈现。
可以看到,3D打印时代的设计模式比传统的设计模式简化了很多,设计师的任务变轻了,重要性降低了,而客户的重要性则大大提高了,最终的设计成果夭折的可能性也大大减少了。
2.5 3D打印设计模式的特点
从设计模式中可见3D打印设计模式具有以下三个鲜明的特点:
(1)设计周期大大缩短,设计流程大大精简。
(2)平行的设计方式得以体现。设计不再自上而下,设计师和客户共同参与,大家可以尽情表达自己的想法,表现自己的创意,群策群力,最终选出最优的设计方案来完成设计作品。
(3)所见即所得。3D打印时代的设计直接把客户看作是设计的一员,他们所想的与他们所见到的实际作品完全一致,无需再担心传统设计模式中所产生的问题。
3 传统制造
这里所谓的传统,仅仅是与3D打印时代的制造业相对比而做出的区分。
3.1 传统制造的工艺原理
工业制造基本都是首先拿到产品原型,进行数据测量;然后在机械制造软件中再次构建软件,进入数控加工,制作模具,减掉支撑;最后得到与产品原型一样的复制品。在此工艺中,采用的是“切削去除材料”的加工技术。
3.2 传统制造的生产模式
传统制造业的生产模式最著名的理论当属郎咸平的“6+1”产业链模型。即产品设计、原料采购、仓储运输、订单处理、批发经营和零售6大环节,缔造一个完整的制造业。
3.3 传统制造的特点
传统制造具有以下三个特点:
(1)模具的重要性。绝大部分工厂在批量生产产品前都会首先制作模具,根据模具来完成后续的大批量订单。没有模具,批量生产、规模制造几乎不可能。
(1)昂贵的人力、财力和时间成本。虽然现在有很多现代化工厂都采用了半自动或全自动的生产加工方式,但只要还需要生产模具,那么这个生产环节所需的所有成本便不能节省,更何况还有其他各个环节需要考虑。
(3)模块化制造、规模制造为主。模块化制造的特点在汽车行业表现得更为突出,规模制造则体现在各种需要批量生产的行业里。
4 3D打印时代的制造
4.1 制造的技术原理
3D打印时代的制造技术与传统的切削去除材料加工技术完全不同,3D打印采用分层加工、叠加成型的方式“逐层增加材料”来生成3D实体。这既是制造工艺的原理创新,也是应用数字化技术的产品创新。
4.2 3D打印时代的制造模式
3D打印的生产模式与传统制造的生产模式相比要简单得多,具体可归纳为:订单处理-产品设计-直接销售,中间省去了很多在传统制造模式中看起来是必不可少且极其重要的环节。
4.3 3D打印时代的制造特点
(1)低制造成本、短制造周期。相对于当代制造的特点,3D打印制造技术无需昂贵的人力、财力成本,也无需复杂的制造流程。从接到一笔订单到产品最终与客户见面,也许一天的时间都不要。
(2)替代规模制造,成就个性化的生产模式,突出个人智造。3D打印有力地挑战了大规模化的工业模式,而以其所缺乏的灵活创新的个性化生产模式所存在。任何人都可以追求独立的存在,它更能满足制造上的人性化需求。
(3)智能化的突出体现。3D打印在制造业里的智能化主要体现在:在3D智能数字化技术的助力下,各种设计制造工艺的精度和效率得到了极大提高,大幅提升了制造工艺水平。另外,在生产过程中,数字化车间、工厂、生产系统向着具有感知、决策、执行能力的智能化系统发展。
5 结语
未来,3D打印技术的发展对我国设计行业、制造行业及其他各行各业所带来的变革会更加深入和令人震撼。今天,它已使中国摘掉了“廉价工厂”的帽子,使中国制造产业不再徘徊于产业链的低端,自主创新能力也有了大幅提升,成功促使“中国制造”向着“中国智造”这条路上迅速转型。将来,相信它会给我们带来更多、更伟大的变革。
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(作者系华东理工大学艺术设计与传媒学院教师)