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摘要:在新的一次工业革命的促使下,3D打印技术得到了飞速的发展,技术的发展使得传统的制造业也得到了颠覆,尤其是传统成型方式在形态和结构上的改变,工业设计作为制造业体系中的重要部分来说,这也决定了工业设计同样将发生革命性的改变,经济成本的降低,设计空间更大广阔,设计师更多的会关注使用者的需求,着重关注用户体验。
关键词:3D技术;工业设计;设计师
随着近年来3D技术逐渐成熟,工业设计理念和制造体系面临着革新,处在变革中的设计师在设计上会进一步突破,随之设计师这一职业也会要进行重新定位,通过审视工业设计发展史,总结出来的规律来分析此次3D打印技术影响下的设计变革,并重新定位处在这个时代的设计师职能角色,应变不同环境中并处于优势地位。
一、国内研究概况
在国内,3D打印在各个行业领域带来的冲击影响,让许多学者敏锐的察觉到,那么从工业设计的诸多方面进行研究和探讨,3D打印技术发展带来的设计变化得到学界一致认同,随着发展带来的技术瓶颈和知识产权等问题也接踵而来,在工业设计领域的设计师也需要谨慎的审视3D打印技术可能存在的问题,是为了更好的掌握好未来设计的发展趋势,目前国内很少有针对性的提出设计理念和具体的设计模式,更少有对设计师这一职业可能发生变化的探讨。
二、国际研究概况
国际在时间上要早于国内,由于3D技术源于美国,所以美国的相关研究也是比较全面的,因此提出了很多与制造业和设计相关的前沿思想和理论,一些学者从不同的角度讨论了制造业在3D打印技术影响下产生的系列变化,基于3D打印技术在商业领域的应用,欧美等国在民用领域的研究已经卓有成效,能够有一定的资料和案例值得我们研究和学习,而对于3D打印在制造业中的职业演变,国际上也有相关的研究值得参考。
三、基于3D打印技术的工业设计
(一)设计范畴的延展演变和设计的变化
1.设计内容——形态设计与结构设计的延展,设计学与工程学、材料学的融合
工业设计的定义:"是一种根据产业状况来决定制作物品之适应特质的创造活动。"1980年国际工业设计协会理事又对工业设计做了如下定义:"就批量生产的工业产品而言,凭借训练、技术、知识、经验及感受,而赋予材料、结构、造型、形态、色彩、表面加工、装饰以新的品格和规格,叫做工业设计。"通过以上阐述得知,产量化局限了工业设计的定义,所以工业设计不仅要考虑使用者,还要兼顾生产者,然而在实际的设计过程中,具体的设计内容仍然是受限于批量化生产条件的制约。以至于工业设计的产品难以实现差异化,在大规模生产中,使用者的个性化被忽略。在3D技术的发展下,批量化生产已经不再是制约工业产品设计的首要条件,变化就在潜移默化中进行。
这种变化体现在产品的结构和形态上的设计。这对于传统制造业来说,研发初期在产品的形态上能有很大的发散性和自由性,但最终生产环节产品会受到批量制造技术的限制。而3D打印制造技术对于产品的形态是不受限制,在设计中考虑好其成型精度和材料本身的物理性质,因此,3D打印技术为产品形态和结构的设计提供了更多的可能性,并将逐渐改变了产品的审美认知。而且我们可以兼顾美学和工程学的最优方案而不再担心产品成品,工业设计师能够把更多的想法倾注在设计造型上,通过作品反映着科技带来的发展。
随着3D打印技术的发展,工业设计中仿生学可以成为一种新的设计方向,因为产品生产方式不再限制设计师的想象力,3D打印技术基本上都能实现,产品形态的多样化使得个性化、差异化的设计应运而生。
2.设计的权重变化——以设计为先导的产品制造体系
在批量化生产中,设计是一座桥梁,贯穿于研发、设计、制造、营销、服务等整个环节,这也是整个产品的核心竞争力的体现,设计没法用一种直观的方式体现出来。3D打印技术应用的行业技术越低,创造性就逐渐成为产品竞争力的核心部分。
(二)设计流程的演变
随着设计内容的扩充,设计的流程与批量化制造模式下的产品设计不同。
首先阐述下批量化制造模式下,工业设计开始于概念设计的阶段,那么通过市场的反馈及技术更新,才能确定产品的定位,有了用户人群、功能、价位等要素最终决定的是设计的方向,设计师就会根据此方向将现有的技术通过创意的方法产生概念设计。
概念设计还需要经过设计验证也就是可行性评估,评估出来的结果会反映到下一步的设计中去,成为主要的参考因素。概念设计,功能体系,形态结构和制造方案形成主要的设计内容,设计师通过三维或者平面软件把方案设计出来,并能得到产品的原型设计。在这个阶段,还需要你对产品设计进行测试和反复的评估,可以避免在批量生产时出现问题。而对于3D打印技术来说,设计流程相对于批量化生产的产品设计会不一样。首先,基于3D打印的分散制造体系来说,产品的用户群会分的更细,更准确,规模小的话,更能针对个人的定制。所以,在工业设计的初步阶段,产品定位会明确,设计师在收集用户信息更准确,设计的产品的参数和尺寸很快就能确实下来。设计师还可以在概念设计阶段通过3D打印技术制造出产品原型进行可用性测试。产品能够进一步得到快速成型,节约时间,指示性更强,提高了生产效率,用户的个性化需求会不断得到满足。
四、3D打印技术分散式制造生态中的设计师角色演变
(一)3D打印制造业内的职业融合和设计师的角色分化
1.制造业内的职业融合
最明显的是由之前集中式制造模式通过3D打印发展成分散式制造模式。结构设计师的位置就被3D打印机代替了,3D打印的产品不存在模具成型的要求,环节的简化使得职业角色更加融合。
2.设计师的角色更加分化
传统的产品设计模式往往受到现有生产方式所制约,3D打印技术的发展,形成了分散式的旨在模式,产品的制造过程相对来说更简化,设计师和用户之间不一定是完全的分散的群体,这两个角色可以相互转化并且有联系,设计师不仅能为用户设计产品,也可以为自己设计并制造。设计工作的难度在降低,尤其是技术含量比较低的产品设计可以由使用者设计完成,设计的专业性也降低了。绝大部分产品设计工作还是会有专业的设计师设计,在技术和文化层面上,专业的更能满足需求和创意具体化的能力,现在3D技术普及、操作简易化,使用者更能快速掌握技术。在3D技术的催促下,工业设计的发展及设计师等能力全方位会提到提升,更加专业,产品才会达到一个新的高度,在市场竞争中成为主流。
(二)新制造模式下的设计师职能要求
在新的制造模式下,工业设计的范畴和设计师角色的转变意味着从事产品的设计工作具备的职业素质也在提高,职业角色的融合,设计师要涉及到的领域更多,这对设计师多方面的专业要求如下:
1.多元化的知识储备
产品的个性化,人体工程学的数据要更加完善,设计师在这方面要掌握的知识要更加全面,才能满足差异化的需求。3D打印的材料性能,设计师要能掌握好,才能准确把握住多材质成型的效果。
2.开放式的创意方法
多元化的趋势是伴随着3D打印技术的发展而出现的,产品的形态和成型方式打破了原有的束缚和限制,设计师发挥的空间更大,想象更能趋于现实,创意思维更大。
3.优秀的美学素养
3D打印技术打破了制造工艺对于产品形态结构的限制,结构得到更高的呈现,产品的美学会更一步提升,产品语义知识性会随着技术的改变而改变,产品呈现的形式更具有艺术性和意义性,设计师就更加要加强美学的认知培养。
4.严谨的逻辑思维
3D打印技术的掌握,离不开严谨的逻辑思维,产品的成型都是依靠严密的逻辑思维使得产品从设计概念转化成具象的产品,严谨的逻辑思维也能让设计师作为强大的技术手段,这样以来艺术的产品更具有实用性。
期待3D打印技术的进一步完善并得到广泛推广,随着材料的不断攻克,3D打印技术将会成为主流,变革已经改变了工业设计与设计师的定位。
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