3D打印定制化与大学生创客

王炜

摘 要：近年来3D打印技术的快速发展以及个人 3D 打印机的普及，带来了一波全民设计、量身定制的风潮。在 3D 打印的世界中，每个人都能成为自造者，将个人的设计理念转化成独一无二的实体产品。随着3D 打印被引入高校，广大设计专业大学生可以利用3D打印来制造定制礼品，利用所学开展创新创业活动。

关键词：3D打印;定制化;大学生创客;创新创业

近年来，世界范围内掀起一股3D打印热潮，3D打印技术一夜之间走进了人们的视野，获得了广泛关注。与传统平面打印机将油墨或碳粉印制在纸张上不同的是，3D 打印机是以计算机设计软件制成的立体设计图数据为基础，通过逐层堆积的方式喷出特殊材料，“打印”出立体的实体产品。现在3D打印技术的快速发展以及个人 3D 打印机的普及，已带来了一波全民设计、量身定制的风潮。在3D打印的世界中，每个人都能成为自造者，将个人的设计理念转化成独一无二的实体产品。目前，国内很多高校都引入了3D 打印技术来丰富教学，在高校产品设计专业的大学生可以利用3D打印来制造创意定制礼品，利用所学开展创新创业实践活动。

一、3D打印技术可以满足个性化定制的需求

（一）3D打印的特点

3D打印以“增材制造”的技术打造有别于传统依靠模具的生产方式，摆脱了传统制造的程序及限制，能快速又准确产出形态复杂的实体模型，实现自动化实体自由形状制造。其技术原理包含熔融沉积成型技术、光固化立体造型技术、选择性雷射烧结成型技术、UV固化成型技术、石膏粉末固化成型技术等。3D打印技术的最大特点是小型化和易操作，多用于商业、办公、科研和个人工作室等环境。目前市场上的3D打印机分为工业级和桌面级两类，其中桌面级3D打印设备适用于玩具模型、装饰品、办公用品以及模具行业新产品开发，工艺干净、简单、易于操作，可在办公室环境下进行。

我们都知道以前制作产品程序繁多，要先将CAD图纸交给模型工厂，通过模具去制造出模型，还要考虑组装、焊接等一系列问题，一旦需要修改设计，就要重新开模，成本很高。另外，传统以切割方式制作模型，会导致一些角度或是复杂的造型无法一次性制作完成，需要分件，增加了加工环节，又造成了材料的浪费。现在有了3D 打印就可以省去了制模、打模的程序，直接在3D打印机输出数字文件，装置好打印材料后，便可以打印出电脑中绘制的立体模型了。3D打印技术通过缩短生产流程进而缩短生产周期，在一些行业，3D打印技术已经应用在最终产品的小规模生产中。

（二）3D打印定制化

现代化的工业制造，往往为了降低成本而扩大生产规模，少量多样的消费需求得不到重视，抹杀了个性化。这种少量多样的产品需求量不大，但对于复杂和精准结构的要求比较高，若使用传统方式加工，时间成本和经济成本都非常高，而以3D打印技术为代表的桌面加工业却可以实现我们的个性化“私人订制”的需求。3D打印定制化具有便捷快速、高性价比的优点，大幅提高对材料和能源的使用率，降低生产成本及对环境的影响，实现零库存。

3D打印小规模生产以金属和塑料为主，能制作多层、复杂结构的精细产品，非常适合定制化小型文创产品的开发。目前比较常见的3D打印定制化文创产品包括模型玩具、立体照片、穿戴饰品、文具用品、手机壳、小装饰品等等。除此之外，一些特别的“小物件”，也是“私人订制”的一个服务方向。比如家中的某些物品因为丢失或者损坏了一个小部件而不能正常工作;与孩子一起动手制作玩具时，需要一些异形的小零件却无处购买;晚上家里的某个家用设施出现了小故障，破损的零件暂时找不到替代品;想把自己的小创意变成实物，却无法实现……，这些“小麻烦”可以用3D打印定制化的方式解决。

二、3D打印技术让个人可以独立设计制造产品

过去大多传统产业模具都需经过锻造、磨床、车床等繁复作工，需要各类技术工人，然而 3D打印并不需要，因为3D打印“增材制造”过程可实时的制作出复杂的立体形状，减少了对机床操作师和高技术塑型技师的需求，哪怕只有一个人也能够完成全部工作。另外，对于绝大多数创业者来说，前期并没有大量资金的来源，所以要开发一款产品，开模费用、修模费用以及生产量的下限限制都会带来不小的压力，让人望而却步，不敢尝试。如今，3D 打印具备定制化生产的能力， 可以根据要求生产的不同产品而不增加生产成本。3D 打印机印出一只玩具熊和印出一万只玩具熊的平均单位成本一样，不需要大规模的订单即可生产，未来大量的私人订制化将成为新流行。对设计者、产品开发者、消费者来说，未来设计制造的流程都将出现全新的零售和服务模式。设想一下，个人创业者依靠工作室通过3D打印去制造各式各样的小产品，满足消费者个性化的需求，这将带来多少就业机会和实现多少创意构想。3D打印便利、廉价与实时性的特点，为设计师打开了设计创新的物质条件，打通了设计端与制造端的链条。

此外，在互联网时代，“互联网+3D打印”组合的新模式极大地节约了前期设计工作的时间，相应的也就减少了必要劳动人员。设计文件的网络化传播，不受地域和打印机类别的限制，任何符合参数要求的3D 打印机都可以打印3D 数字文件，互联网消除了信息传输的物理距离。设计师可以利用云端服务系统，结合3D打印与3D扫描技术，共享数据，减少技术性操作，利用教育云平台分享设计数据和在线协作，从而快速实现创新与设计理念。进而，由于生产过程更简化，电脑控制的标准化数字生产过程降低了对操作员的专业要求，减少了人员交互产生的不确定性，缩短了生产时间和对设计师的要求，实现了少数人员即可完成生产活动。

3D打印技术可以根据特殊要求进行个体加工或生产， 幫助设计师实现“设计即生产”。对于设计师等行业来说，3D打印是表达设计想法的绝佳途径。设计师可以针对私人订制的文创产品和家用产品的配件进行创业活动。虽然目前3D打印制作过程仍然比较缓慢，但针对无需反复制造的成品，节约了铸造模具的过程，可以直接获得最终成品，有效压缩生产时间。

三、大学生创客可以利用3D打印创新创业

3D 打印技术的发展与教育应用是相辅相成、相互促进的关系。3D 打印进入高校设计专业一方面可以让学生体验更为直观、更为感性的认知学习方式;另一方面学生在参与设计到打印的过程中也得到动手实践能力的提升。3D打印技术引入高校教学课堂，拓展了學生的形象思维和逻辑思维，锻炼了学生的动手能力，增加了学生对于将设计理念转化为实物的渴望。学生不仅夯实了专业技能，也提高了对材料、数据、软件、喷漆着色等方面的自主学习。高校设计教学引入3D打印是适应新形势下高等教育的必然要求。

在“大众创业，万众创新”的大环境下，以创新精神为核心的“创新创业模式”已经成为中国经济发展的全新驱动力，很多在校大学生乐于创业实践。随着社会创新环境的改变，职能分工的细化，个性意识的觉醒，小众定制化的文创产品受到更多消费者的欢迎。目前，读设计专业的大学生在校进行创业活动，会有相当一部分人考虑到把个人的小创意开发成文创产品或是为在校大学生提供私人定制礼品服务。我们知道传统产品开发制作流程复杂，需要资金、技术、场地的支持，大学生要想实现创意是非常困难的。而3D打印技术的出现为产品的自造开发开辟了一条全新的道路，为文创产品、定制产品的开发者开启了巨大的设计空间。

大学生创新创业可以利用学校的软硬件资源，在老师的指导下开发3D打印定制化的文创产品。目前对于创业的大学生来讲，一个好消息是私人订制产品的低成本生产借助3D打印技术发展而成为可能，大学生可以低投入实现创新创业。在校园内，常见的商业服务模式是为大学生提供3D打印礼品的“私人订制”服务。目标人群主要集中在校园内的大学生，制造方式为快速原型的方式，制造内容主要包含一些穿戴饰品、玩偶模型、立体照片等。另一种 3D打印商业服务模式则是透过云端科技，为不具备 3D打印设备的客户提供代印或 3D 打印整体方案服务。现在有一部分消费者具备了设计能力或者能够出具设计草图，需要打印一些模型产品，但是并没有条件去购置3D 打印设备，也没有制造场地。针对这一类别客户，创业的大学生可以提供完善设计，输出模型，打磨上色，成品包装等服务。

四、结语

3D打印解决了传统制造对于定制化以及少量多样的需求，能够根据客户的需要快速提供个性多变的产品，满足小众消费者的需求。随着我国高校引入3D 打印教育设备和课程，3D 打印技术的发展与教育应用相互促进。在校园里，充满创意想法的大学生创客，可以利用学校的教学资源学习并掌握3D打印技术开展创新创业活动，开发个性化私人订制文创产品。

参考文献

[1] 薛文凯，杜鹤，戴鹳融.3D打印设计教学研究与实践，艺术工作，2017（02）：6-10.

[2] 王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前景分析，中国高新技术企业，2012（26）：3-5.

基金项目：文章为2016年度广东省特色创新类项目：3D打印在动漫设计教学中的应用与探索研究的成果，项目编号：2016GXJK152;惠州学院科研创新群体培育项目，项目编号：hzu201808。

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