3D打印技术在工业产品设计上的应用研究

3D打印技术在工业产品设计上的应用研究

杨张聪

身份证号：330324198404110418

摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。工业产品设计 3D 打印设计是城市发展的必然要求，随着城市化进程的加快，人民对于工业工程开展质量的要求逐渐提高，城市不止要满足人民的基本生活需要，同时要艺术性以及审美性，改善居住环境。工业产品设计 3D 打印设计可以改善工业产品的实用性与美观性，并且提高工业魅力。工业产品设计 3D 打印工程是一种新型 3D 打印设计技术，可以提高 3D 打印设计的效率。本文就3D打印技术在工业产品设计上的应用展开探讨。

关键词：3D 打印技术； 工业产品； 产品设计

引言

针对工业产品设计方法存在尺寸和表面精度误差大，花纹不清晰等问题，为此提出基于 3D 打印技术的工业产品设计研究。建立工业产品设计模块，设计工业产品模块化步骤，计算 3D 打印技术和工艺产品参数，采用 3D 打印技术，打印工业产品花纹和造型，以此为基础设计工业产品零件组装步骤，组装工业产品零件，完成工业产品设计。

1工业产品设计 3D 打印设计的含义和构成

在工业产品设计工作开展进程中，设计人员会致力于将最为新颖的科技成果，最大效用化的发挥其实际应用价值，在设计过程中，实现产品的造型与外观以及结构和色彩的全方位改进，进而实现产品的应用性能的全方位改良，为公众的生产和生活带来更多的便利。工业设计和产品结构设计是新产品开发过程中的两个不同环节。（1）时间阶段方面的区分：一件新产品从无到有，我们可以把它划分到两个阶段。第一阶段是设计生成该件产品的外观形状。第二阶段是设计该件产品的内部构造以便实现它的机能。（2）目的职能方面的区分：因为工业设计是设计产品的外观，也就是露在外面，我们可以直接看到的外表部分，所以目的自然是要吸引客户的眼球。在工业设计中，存在如下环节构想产品的外观雏形→手绘→用平面软件 ps,coredraw 等做成平面效果图→3D 类软件做成 3D→手工或机加工做成 1：1 模型→修改→定最终版。3D 打印机又称三维打印机（3DP），是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。3D 打印机的原理是把数据和原料放进 3D 打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。其中在做成 3D 的过程中可能会用到CAD 类软件，但偏向于构建复杂的表面结构设计是要实现机能，比如说外观上是很多件部品，就要在内部设计卡钩，螺丝等实现组装。有的产品具有一些电器机能，mp3，dvd 等等电子类产品，那么就要在内部设计 pcb 电路板，并为之设计相应的结构。结构设计是要在工业设计生成的3D 表面基础上完成以上这些，设计的主要软件就是 cad,proe,ug,catia,solidwork 等，因为这些软件都是参数化软件，而且和 CNC 加工等都有接口，是比较完善的结构设计软件。在工业产品的创新设计中，3D 打印技术带来意想不到的效果。目前，大多数设计工作是逆向工程技术，其中包括一系列工程设计活动，其实质是从产品本身提取信息的过程。反向设计是从已知事物和摘要信息中提取信息。关键环节是重建 3D 并获取 3D 模型。根据 3D 条件的不同对工业产品等进行合理选择，达到整体的 3D 打印设计效果。

2工业产品设计中3D打印技术的应用

2.1制作产品的概念模型

在工业产品设计过程中，为了能够将3D打印技术所具备的技术优势和功能进行充分的发挥和展现，首先需结合工业产品的实际需求对相关概念模型进行设计制作，其中也包括功能原型等。在以往工业产品的设计过程当中，利用传统模具时需要将不同类型的零件、模型进行反复制作，不但花费较多时间和精力，而且工作周期也较长，产品存在制作成本高、精密度较差等问题叽 应用3D打印技术，可以促使制作的零件、产品模型更好地实现精密度高和成本低等特点，从而有效提高工业产品设计的质量和良好效率，同时提升工业整体生产水平和效益，促进相关工业企业能够实现生产、经济效益最大化。对于3D打印的温度影响因素(一般最佳打印环境温度在250C最适宜)，在冬天可以采取适当调整加热板温度、夏天可适当降低其温度值的方式，促使打印出的3D模型质量更佳。

2.2工业设计产品的批量生产

在3D打印技术快速发展中，技术在不断更新，其中的成本随着发展在不断递减，同时打印所花费的时间也在缩短，并且实现了多种原材料的打印，关于打印的方法也趋于多元化，与之前生产设计的产品相比较，生产效率、生产时间及生产成本都有了极大的提升。在3D打印技术的不断发展中，技术不会受到时间、地点等限制，在运用3D打印技术进行生成时一旦出现问题能够及时停止生产，在此环境中设计人员只需对模型进行修改便能继续进行生产，运用3D打印技术设计的产品，能够快速进入到生产环节，提升了生产效率，节约了设计与修改的时间，同时降低了错误设计生产所带来的风险，促进了工业批量设计产品的工作效率。

2.3工业企业的有效应用

随着快速发展的科学技术，3D打印技术将迎来蓬勃发展的未来，并且工业产品的设计也将因此而拥有无限发展的前景，以此为工业产品的设计、生产等带来更多效益和便利气就目前而言，3D打印技术尽管受到价格、技术和经验等多种因素的限制并未实现快速的普及和使用，但对于专业的相关工业设计和生产企业来说，应积极、及时地引进3D打印技术，并将3D打印技术所具备的相关技术优势和特点充分应用到产品的设计和生产中去，从而不断加强工业企业自身地设计水平和实力，为客户提供更精良、优质的工业产品设计服务。

3工业产品设计 3D 打印设计注意事项

工业产品设计 3D 打印工程工业产品生产需要按照工业产品生产的流程进行，并且工业产品生产技术要保证规范性。工业产品设计工程具有一定的复杂性以及综合性，因此在工业产品设计打印工程工业产品生产之前需要对工程进行划分，并且避免工业产品生产出现重复或者遗漏，明确工业产品生产人员的任务和责任，有效控制工业产品生产成本。苏子和科技的发展，工业产品设计打印工程管理采用信息化技术形式可以提高管理的效率和水平，并且通过网络技术可以对信息数据进行收集和整理，促进各部门之间的沟通，及时对信息进行了解，做出准确的决策。

结语

在科学技术不断发展中，3D打印技术的应用与研发，改变了工业领域的设计与生产方式，同时为工业企业带来了创新挑战，在科学时代要想持续发展，工业企业应结合社会发展形势调整工业设计生产服务模式，对知识产权进行重新定义与保护，同时加强对综合型人才培养的力度，在社会转型中稳步前行，推动工业企业的科学化发展。

参考文献

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