導(dǎo)語：3D打印產(chǎn)品設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

13d打印概念及特點(diǎn)

首先，隨著3D打印技術(shù)的進(jìn)步，可循環(huán)材料和多材料打印成為可能；其次，掃描技術(shù)和3D技術(shù)將共同提高實(shí)體世界和數(shù)字世界之間形態(tài)轉(zhuǎn)換的分辨率，我們可以掃描、編輯和復(fù)制實(shí)體對象，創(chuàng)建精確的副本或優(yōu)化元件。

2桌面3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1桌面級與工業(yè)級3D打印的區(qū)別

2.1.1成形技術(shù)不同

目前桌面3D打印大多采用的是FDM（熔融沉積造型）技術(shù)，即FDM加熱頭把熱熔性材料加熱到半流體性質(zhì)的臨界狀態(tài)并擠出，在計(jì)算機(jī)控制下沿確定的二維幾何軌跡運(yùn)動，凝固成輪廓形狀的薄層。當(dāng)一層完成后，通過垂直升降系統(tǒng)進(jìn)行下一層，這樣層層堆積粘結(jié)，自下而上就形成了一個三維實(shí)體。而工業(yè)級3D打印技術(shù)根據(jù)材料的不同采用的技術(shù)更加多變，除了FDM技術(shù)，主要還有SLA（光固化立體造型）；SLS（選擇性燒結(jié)）和3DP（三維打?。┑燃夹g(shù)。

2.1.2打印精度不同

一般而言，桌面3D打印采用的FDM技術(shù)最高精度為0.1mm，而工業(yè)3D打印所采用的SLA技術(shù)精度可達(dá)0.025mm，做到了微米級別。可以說，3D打印機(jī)的價(jià)格與其打印精度是成正比的。桌面3D打印機(jī)便攜化的尺寸和大眾化的價(jià)格在一定程度上限制了其打印精度，使桌面3D打印產(chǎn)品精度無法與工業(yè)級相媲美。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步，桌面3D打印機(jī)也在成熟起來：全彩的、多功能的、專業(yè)的桌面級3D打印機(jī)不斷地出現(xiàn)。比如，頗受歡迎的桌面打印機(jī)Form1采用了逐層堆疊和光固化成型組合的技術(shù)而大大提升其打印產(chǎn)品的質(zhì)量，但其材料光敏樹脂較為昂貴。

2.1.3運(yùn)用材料不同

雖然目前已經(jīng)有很多打印耗材出現(xiàn)在人們的視野中：塑料、金屬、尼龍等等，甚至食品或者醫(yī)學(xué)上的人體器官都通過3D打印的方式發(fā)揮自身的價(jià)值，但真正能夠普遍運(yùn)用在桌面3D打印中使用的材料僅限于塑料，最常見的是ABS和PLA，這也在一定程度上限制了桌面3D打印產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。工業(yè)級的3D打印用材更廣，除了塑料，尼龍、金屬、陶瓷、樹脂等等的材料都在嘗試或者已經(jīng)成熟地被使用到制造中。

2.2桌面3D技術(shù)的材料特點(diǎn)

PLA（環(huán)保塑料）和ABS（工程塑料）是目前最為常見的兩種桌面3D打印耗材。針對幾個要素，筆者對它們進(jìn)行了對比：

2.2.1綜合性能

PLA是一種環(huán)保再生材料，生物可降解，表面光澤，色彩鮮艷，氣味好聞。ABS呈亞光、無毒、具有刺鼻的氣味，但具很好的沖擊強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、抗腐蝕性；電性能良好、耐熱耐磨、機(jī)械加工性能好。

3適合桌面3D打印產(chǎn)品設(shè)計(jì)新思維

3.1“+”思維

“+”思維是指針對桌面3D打印的特點(diǎn)對設(shè)計(jì)的產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，合理設(shè)計(jì)打印過程，提升產(chǎn)品的質(zhì)量。設(shè)計(jì)與打印時(shí)有以下幾點(diǎn)建議：

3.1.1做加法設(shè)計(jì)

3D打印是一種累加的成形技術(shù)，它要求設(shè)計(jì)師去用“+”的思維去創(chuàng)新、做設(shè)計(jì)。3D打印更適合一些累加、鏤空、扭曲、生長等復(fù)雜造型的產(chǎn)品。

3.1.2優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

盡可能避免大塊實(shí)體、平面的造型；同時(shí)由于桌面3D打印精度的限制，細(xì)節(jié)與薄壁結(jié)構(gòu)處理時(shí)要合理，以免打印失敗。

3.1.3合理選擇分層方向

分層方向即打印時(shí)產(chǎn)品生長的方向，如果分層方向選擇不當(dāng)，會影響模型的表面質(zhì)量、強(qiáng)度、成形時(shí)間、支撐材料使用量以及剝離支撐的難易程度。選擇時(shí)遵循以下原則：

（1）表面質(zhì)量：水平面好于垂直面，垂直面好于斜面，重要的表面要選為上表面；

（2）精度：水平方向好于垂直方向，如圓孔軸線垂直工作臺可以提高圓的精度；

（3）強(qiáng)度：水平方向好于垂直方向，如強(qiáng)度高的方向設(shè)置為水平方向；

（4）支撐：支撐面積越小越好，支撐高度越低越好，但需避免投影面積小，高度高的支撐面出現(xiàn)。

3.2“-”思維

“-”思維是指減少打印過程中的影響因素，提升打印效率。

（1）減少臺階效應(yīng)：盡可能地使零件具有較少的斜面；以減少零件的臺階效應(yīng)。

（2）減少打印支撐：使零件具有較少的懸臂結(jié)構(gòu)；在設(shè)計(jì)時(shí)盡量確定好產(chǎn)品的打印方向，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，減少或者避免支撐。

（3）減少打印時(shí)間：減少支撐和優(yōu)化結(jié)構(gòu)都可以減少打印時(shí)間。同時(shí)還要合理設(shè)計(jì)產(chǎn)品的尺寸。因?yàn)?D打印滿足所謂的“三次方增加規(guī)律”。如果我們需要2倍大的東西，我們就需要花8倍的時(shí)間和材料來打印。

4結(jié)語

3D打印技術(shù)正在飛速發(fā)展，桌面3D打印機(jī)也越來越普及，我們應(yīng)該根據(jù)桌面3D打印自身的特點(diǎn)去設(shè)計(jì)桌面3D產(chǎn)品，遵循3D技術(shù)的成形規(guī)律；優(yōu)化產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)；提高設(shè)計(jì)效率。

作者:花亞東張錫單位:南京理工大學(xué)設(shè)計(jì)藝術(shù)與傳媒學(xué)院