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1基于虚拟网络技术的3D打印包装技术概述
传统的网络技术是基于IP来进行的,长时间发展环境下,对于网络技术的发展有了全新的理念,虚拟网络技术逐渐进入到人们的视野中。虚拟网络与宽带网络不通,能够在现场构建出全面的结构体系,并不单纯是基于IP基础上来进行信息传递共享的,这样在信息传递效率上会有明显的提升,并且在进行网络技术开发利用时也拥有了更广阔的前景,在此基础上所进行的3D打印包装技术实现得到了全面突破,可以在短时间内达到理想化的技术应用效果,应用于精密行业的设计制造中,能够将打印制造的原料全部投入到使用中,这样就不会影响到使用功能的实现,并且所打印的产品也从平面逐渐向立体化过度,在各行业的设计中最常使用到这种技术。在打印前产品是虚拟的,需要通过计算机软件来进行构建,这一点与虚拟网络更加符合,基于网络虚拟技术基础上所进行的3D打印包装,设计理念所受到的约束更小,对于常见的技术性问题,在设计期间会通过理念完善来解决,最终所应用的技术也能快速实现功能。
2基于网络虚拟技术中3D打印包装技术的实用化能力
将网络虚拟技术与3D网络技术相互结合,最终所形成的技术方法中,能够将网络虚拟的先进性充分引入其中。该项技术是以传统的打印技术为原型来进行的,在此基础上可能会遇到不同程度的打印问题,但通过技术性方法也都能够得到更好的解决。原有的3D打印技术中,仅限于塑料材料,并且打印的速度、成本也都不够理想化,经过一段时间的应用与发展,技术得到了更好的改进,在打印原料种类上有明显的增多,除模型之外,还可以打印出所需要的精细零件,将其应用在设备的制造中。对金属材料也能够进行塑性,将所要打印的模具模型以程序代码形式输入到计算机中,打印时连接虚拟网络来进行,这样打印可以完全按照输入的参数代码来进行,在规格上不会出现误差,与传统的塑料材料相比较,应用金属材料后,打印的效果有明显提升,金属的塑性效果更加理想,不容易受到外界环境因素影响而发生形变,在此基础上所进行的打印设计,涉及到精密的零件应用这种打印技术也能保障结构完整性不受到破坏。甚至可以将粉末材料经过融化快速塑性,这一点是传统打印技术所不能比较的。3D打印技术在医疗方面的应用,通过这种打印技术,能够将细小的芯片植入到人体皮肤内,并对人体的骨骼、皮肤进行小面积重造,基于网络虚拟技术基础上所进行的3D打印包装技术应用,在个别精细领域中正处于研究阶段,在医疗方面也有尝试的经验,对于常见的技术性问题,在网络虚拟化技术中,可以将设计理念转化为具体的模型,这样所进行的优化处理才更具有针对性。3D打印需要做到根据实际需求来进行现场调节,优化所打印的产品,确保产品在安装使用时强度以及规格能够与原有的环境保持一致,更好的融合。最后是在军事领域上的应用,武器从设计到制造会经历很长一段时间,但现阶段军事行业的发展对产品更新换代时间要求也在逐渐提升,应用3D打印包装技术,与传统制造方法相比较能够节省三分之二的时间,并且制造的形式是从整体化来进行的,不需要复杂的拼装过程,可以直接将武器制造出来,在网络虚拟技术中进行设计,可以对武器的使用情况进行模拟,设计人员观察模拟过程并对结构进行更深入的优化,这种优势是传统技术中所不能达到的。
3基于网络虚拟技术的3D打印包装技术发展前景
虽然在多个领域中都已经应用到了3D打印技术,但技术优化过程中,所体现出的矛盾性问题仍然需要进一步解决。通过上文论述可以了解到,3D打印包装技术主要应用在高端领域中,并且使用的成本也相对比较大,在民用领域中很少涉及到,这也成为技术未来发展中主要突破的内容。未来的发展优化中,必然会以提升使用效率、降低使用成本为发展理念,使3D打印包装技术能够真正的融合到人们日常生活中,增强技术应用的服务性。个性化医疗定制或人体器官复制将不再是普通老百姓难以享受到的“特权”,医疗效率更高,许多现在难以攻克的难题,未来将不再困扰患者。
参考文献
[1]孙文德,匡慧珍,杨志诚,王力武.杭州3D打印技术产业发展现状及发展路径建议[J].现代城市,2015(03).
收稿日期:2013-07-19
作者简介:刘禹(1979—),男,中国科学院自动化研究所副研究员,博士,研究方向为知识管理。通信方式:yuliu@mailiaaccn。
李志江(1948—),男,中国社会科学院语言研究所副编审,研究方向为辞书学、词汇学。通信方式:。
近年来,3D电影、3D游戏、3D打印等高新技术深刻地改变着人们的生活方式和工作方式。3D技术的概念特指基于计算机及互联网的三维数字化技术。经过数十年的发展,3D技术在成熟度、易用度、经济性等方面都已经取得了巨大的突破,成为促进我国文化创意产业升级和自主创新的推动力。
3D打印机最早出现在20世纪90年代中期,是以计算机三维数字化设计模型为蓝本,经软件分层和数控成型等步骤,将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等材料逐层堆积黏结而制造出实体产品的数字化制造设备,属于“增材制造”的技术范畴。3D打印这种分散式生产的模式,可以直接利用3D模型数据打印生成服装、建筑模型、汽车零件,甚至是巧克力,让人们在自己家中或企业里以更廉价、更快捷的方式生产一件或一批产品。这将改变传统垂直化工业生产的模式,应用前景广阔。
前面提到的“3D技术”和“3D打印机”都属于字母词。其中3是阿拉伯数字,D是英文缩略,“技术”和“打印机”分别是汉语。二者都属于混合型字母词。
字母词的汉化通常是字母词的最终归宿,如BP机汉化为寻呼机,Email汉化为电子邮件等,但公众接受汉化词的过程长短不一。我们应密切关注字母词的出现和普及,及早为字母词确立相应的中文规范。最好在社会普及之前就完成这项工作,以免日后再硬性地“纠正”公众的约定俗成。因此,现在讨论3D技术和3D打印机的中文定名正逢其时。
3D是英文three dimensions的缩略语。three对应的汉语是“三”,dimensions对应的汉语是“维度”。所以three dimensions可直译为“三维”,即物体的长、宽、高三个维度;也可翻译为“立体”,即有长、有宽、有高的,就是立体的。
从标准翻译来说,3D的中文应规范为“三维”,3D技术应规范为“三维技术”。同理,“3D电影、3D模型、3D游戏、3D打印、3D液晶显示器”都应分别规范为“三维电影、三维模型、三维游戏、三维打印、三维液晶显示器”。
关键词:3D打印;CAD;模具制作;模具修改的新方法
1 问题的提出
伴随生产制造业的发展,模具的需求量越来越大,但模具的生产制造过程过长一直没有得到很好地解决。而3D打印恰巧是一种快速成型技术,恰具有快速、高效、便捷等特点。它是伴随着现代CAD/CAM技术 、分层制造、机械工程、激光、计算机数控、精密伺服驱动以及新材料等多方面技术突破的基础上集成发展起来的。3D打印可以在医疗、建筑、制造等多行业发挥重要作用,有人说3D打印技术是一项革命性的技术,因为3D打印技术配合三维建模软件可以大大提高模具的生产效率、缩短模具制造的生产周期和降低资源损耗。
1.1 3D打印的原理
生活中普通的打印是对将墨水印在承印物上,而3D打印是一种立体打印技术,根据美国材料与试验协会(ASTM)2009年成立的3D打印技术委员会公布的定义,3D打印是一种与传统的材料加工方法截然相反,它是基于三维CAD模型数据,通过增加材料逐层制造的方式制造模型。就像将一层层材料用粘黏剂粘起来一样,不过其制作材料和粘黏剂都是特殊的材料,他的材料能够液化、粉化、成丝或其它多种形态,打印时又能快速的硬化。现在多采用金属、塑料和陶瓷等特殊处理的材料。其采用直接制造的模型是通过计算机模拟软件建立与物理实体模型一致的三维数字模型,打印机使用一些特定的材料对材料的层叠,形成所需的模型。
1.2 打印制造过程
1.2.1 建立三维模型
首先通过对产品的可行性分析,确定产品的工艺方案,并对模型做出初步的设计。瓶子由瓶身、瓶肩和瓶身以及瓶底组成。以三维软件建立图形时先从瓶口开始,建立立体的三维实际模型。然后在实际模具中去除改瓶身的形状的部分,即可所得制造该形状瓶子的简易模具。
首先建立模具的三维模型。3D模具是基于计算机建模软件的技术生成的,可以通过SolidWorks、UG NX、AutoCAD、Pro/Engineer等三维建模软件进行3D模具设计,solidwords功能强大,简单易学但是组件繁多,软件较大。UG主要适合于大型的汽车、飞机厂建立复杂的数模,对曲面渲染较好,Pro/Engineer主要适合于快速建立较为简单的数模。AutoCAD可用于二维和三维图像的绘制,应用领域广泛。在这里我们使用AutoCAD建立有一个高130mm,底面直径60mm,瓶口直径20mm的简易吹塑模型。下面是简单的步骤:
(1)打开AutoCAD ,新建文件,从瓶口开始建立,在命令栏输入命令pline选择多段线工具(或菜单栏-绘图-多段线[P]),随机选择一点,建立塑料瓶基本图形。输入下列括号内的命令:
首先建立瓶口(@10,0)、(@0,-10)
然后建立瓶口的曲面 (a) 、(@10,-10)、 (a)、 (@10,-10)
最后完成整个曲面 (0,120)、(c)
对该图形进行“旋转”360度。输入命令(revolve)、(360)以左侧为轴建立饮料瓶实体。
(2)建立一个高长宽为140、70、70(mm)的长方体。输入命令(box)任选一点,输入(70,140,70),建立长方形。
(3)通过输入(3dmove)三维移动(3drotate)三维旋转等命令将饮料瓶放入长方体内。
(4)使用差集。选择对象为长方体,减去对象为建立的饮料瓶。输入(SUBTRACT),空格,选择长方形,空格,选择模型,空格,形成中空的塑料瓶。
(5)输入命令(slice)选择该模型,空格,输入xy,以模型中心为轴心进行剖切。
(6)另存为**.stl文件。建立模型完毕。如图1所示。
1.2.2 打印三维模具
根据实际情况,采用的打印机型号为MAKERBOT REPLICATOR 2 3D为例进行打印,该打印机选用PLA材料,基本原理是将丝状的热熔性材料加热融化,同时打印喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息,将材料选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后,机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层,直至形成整个实体造型。成型材料种类多,成型件强度高、精度高,主要适用于成型小塑料件。
将设计好的3D模型输入3D打印机,打印机软件会自动分析模型,将模型根据分辨率进行分割成层,然后根据你的参数设置选择合适的打印速度形成相应精度的模型,将模型进行打印层叠。3D打印机是3D打印过程的重要一环,也是将它与现阶段的模具车间加工修改所不同的一个方面。它是将大型机床简化并与计算机新技术、新材料复合成的机械制造设备。它可以快速生成模具--将模具打印出来。将模具拿去进行试验加工,对其中出现的问题进行分析,对相对应的模型进行修改。3D打印技术在本环节实现快速修改的性能。避免对模具进行修模再制造然后再试这样一个“漫长”过程。
1.2.3 模具生产制造和产品制造
3D模具试验结果吻合产品要求后,就可以将3D模型传输到车间进行生产和装配,进行大批量的生产。在实际的模型制作过程中,我们使用的可能是一些金属材料或者陶瓷材料对模型进行打印,打印精度可以设置更高。
2 结束语
关键词:3D打印技术;汽车行业;影响
与传统的“去除材料”加工方法不同,被称为“具有工业革命意义”的3D打印(3D Printing)是一种“添加制造”(Additive Manufacturing)技术。与传统技术相反,“添加制造”技术是采用层叠方式制造零件的方法。[1]
经过数十年的发展,3D打印技术已经逐步成熟,价格有所下降,应用在多种学科领域上,例如:外科医生打印器官;产品设计人员将设计的三维模型打印出来,做原型测试等。3D打印行业连续第二年增长达10亿美元,总市值在2015年已经接近51.65亿美元。[2]
1 3D打印原理
3D打印的步骤通常分为以下四步,如图1所示。各个步骤的详细说明如表1所示。[3]
2 常见打印方法
常见的商品化的3D打印机有七类,其中以SLA、SLS、FDM 和DMLS等四类为主[4-5]。这四类打印技术常见的信息如表2所示。根据打印零件的材料、结构、使用条件选择合适的打印方法。
3 3D打印在汽车产业上的应用
3D打印具有数字制造、降维制造、堆积制造、直接制造、快速制造等特点[1],在汽车领域有着很广泛的应用,本文从汽车整车打印、汽车外形设计、个性化定制汽车等方面来说明3D打印在汽车行业的应用。
3.1 汽车整车3D打印
近些年,已有多个公司采用3D打印技术制造汽车整车。表3列举了汽车整3D打印的历史,3D打印厂商与汽车厂商的合作越来越紧密,这一合作势必会推动汽车业的发展。汽车整车打印历史如表3所示。
3.2 汽车外形设计
在进行一款汽车设计的初期,需要设计汽车的外形。汽车的外形对汽车销量有着很大的影响,在设计时需要考虑到美学、空气动力学、汽车的车型、材料工艺、价格成本等。图3为传统汽车造型设计流程。
在这个流程中,着重介绍油泥模型。油泥模型就是在数据模型的基础上,用油泥、泡沫等材料做出实物来。在设计前期做小比例油泥模型,设计后期做1:1的全尺寸油泥模型。全尺寸实物油泥模型,主要作用有两个:(1)直观展现出设计师的设计,可以在实物上直接修改。在油泥模型上进行修改是比较容易了,可以直接用刮刀调整汽车造型曲面。(2)对车身外部进行风洞试验。汽车在行驶过程中,会受到空气阻力的作用,而且车速越大阻力越大。在设计阶段做风洞试验,就是模拟汽车在高速行驶的情况下,检测受到的阻力、升力等数据,以便设计人员对车身进行优化。[5]
引入3D打印后,汽车的外形设计流程大大简化,如图4所示。
在使用3D打印技术后,不仅仅是设计流程大大简化,更是节省了大量时间和金钱。如果车型需要修改,只需修改三维模型,打印3D样车,新车的外形设计就可以完成。在汽车更新换代非常快的今天,采用这种方式设计的汽车厂商,会具有更快的设计周期,更多的产品类型。
3.3 个性化定制汽车
汽车在设计和生产的过程中,设计师要考虑人机工程学来设置汽车座椅高低、仪表盘布置、后视镜大小等。人机工程学是根据大部分客户的数据进行测量和统计的,选取最佳的设计方案,无法兼顾每个客户的需求。每个客户买的车都是从生产流水线上批量生产,毫无个性化可言,面对自己不喜欢或者是不合适的外形、配置等只能被动的接受。如果客户在传统生产方式下要求个性化,则会付出极高的经济代价。
3D打印技术的出现,让客户有了个性化定制汽车的可能。消费者可根据自身条件、性别、动作习惯对厂家提出个性化要求,比如汽车外观的改变、颜色要求、后排座椅变更、仪表盘排布等。在这种方式下,生产成本不会大幅提高,却可以给客户提供个性定制化独一无二的汽车。
4 目前3D打印技术存在的问题
3D打印技术经过多年的发展,已经有了很大的进步,但是在很多方面和传统加工方法相比依然存在不足,有以下几方面问题:
4.1 3D打印材料及其强度
目前3D打印材料主流的是金属、树脂、塑料,其他的材料还在研究阶段,需要研发出更多的材料才能在更多领域的大规模使用。根据所需零件的要求开发新的材料,并建立材料性能参数、打印方法、打印零件测试方法的数据库。即便是现在能够打印出一些金属零件,但是对于有些零件要求的高强度高韧性金属材料,现在依然存在技术难点。
3D打印由于采用添加制造的制造,原材料每层之间是叠加的关系,层与层之间的连接不如传统的铸锻焊等加工方法。在垂直层方向上的受拉受压强度也不如传统方法。比较多的时候,打印零件只能用做原型,其原因是因为零件表面质量和精度不高。
4.2 3D 打印C速度
3D打印机由于层叠的生产方式,其速度目前还不能满足大规模生产的需要。零件的打印体积会直接影响材料数量、成本、打印时间比如:如果要打印三倍体积的零件,花费的时间和成本将是原来的27倍,越大的零件将花费更多的时间。
4.3 3D打印的价格。
3D打印采用材料与传统材料不一样,单单从经济的角度考虑,没有明显优势。在3D打印产业化没有完全形成时,原材料的价格比较高。对于工业生产,3D打印核心设备贵,即3D打印机的投资大,耗材贵。对于企业而言,前期投入非常大,也会造成打印零件价格高。
5 结束语
“具有工业革命意义”的3D打印技术在汽车行业中有着广泛的应用,汽车整车打印、汽车外形设计、个性化定制汽车等应用已经比较成熟。但3D打印还是存在不少的问题,其打印的材料和强度、打印速度、打印价格有待进一步提高。可以肯定的是在未来汽车行业中,随着3D打印技术的发展,使用范围会更加广阔。
参考文献
[1]李小丽.3D打印技术及应用趋势[J].自动化仪表,2014(1):1-5.
[2]黄健.3D打印技术将掀起“第三次工业革命”[J].新材料产业,2013(1):62-67.
[3]程美.3D打印技术及其对汽车设计的影响[J].汽车工程师,2015(10):13-15.
一、3D打印技术下产品设计系统的发展趋势
无论3D打印技术如何发展,都将服务于用户,因此所有的设计过程、设计结果都以服务人为目标。在3D打印技术下,用户将作为系统中心统筹各要素的关系。未来产品造型将趋于多样化,消费者是否购买一件商品主要由设计决定。相较于普通产品,好的工业设计产品的优势在于:它拥有吸引消费者的说服力和沟通技巧,以及传递给消费者想要拥有的强烈信念。而要使产品具备此特质,就必须设计出符合用户个性化需求的产品,将个性化设计与互动化设计融入设计过程中。设计是最有利的竞争武器,企业必须运用它来获得先机,为人们提供成功的解决方案,并快速获得用户反馈。而好的设计来源仅依靠设计师的苦思冥想是远远不够的,其结果也难以符合用户的需求。好的设计必须依靠大量的用户数据,挖掘用户智慧,并进行整合,最终实现社会化设计模式,形成万众创新的社会形态。要实现3D打印技术下的个性化设计、互动化设计、社会化设计,必须依托互联网聚合力,搭建起系统平台,将企业、创客、设计师、用户紧密联系在一起,最终搭建用户与设计之间的桥梁。用户作为设计的中心,必然是万众创新系统的核心要素。用户提出创意或需求,通过此系统进行以用户需求为向导的设计过程,使理念创新不仅存在于创新过程本身,也存在于媒体中,整个设计过程更加直观、公开、快速、透明。产品设计创新网络系统通过“3D打印+互联网”模式,将带给人们更多的想象空间,可以实现在线创意、在线设计、在线3D打印、在线销售,形成“云创意+云设计+云制造+云销售”的模式。通过互联网将相关工作人员联系起来进行头脑风暴,形成创意,共同协作完成设计,使具有销售能力的人才对设计产品进行推广销售,让每个参与其中的人都可能获利。用户只需要有想法、有创意,或者能做3D设计,或者拥有3D打印机,或者懂得网络营销,就可以参与其中,甚至这些都可以不具备,仅提出需求就可以。在未来,能够发现问题、提出需求和创意将变得比任何时候都重要;而设计、制造、销售都将成为服务需求的工具(图1)。针对目前人的智慧未被充分挖掘、用户需求无法满足、3D打印技术未深入运用的现状,本文以3D打印为技术依托,以用户为核心,以创意为重点,创建一个产品设计创新网络系统,以弥补创新系统缺失问题。
二、案例分析
(一)3D打印网络平台案例研
究——Shapeways公司目前围绕3D打印技术建立的打印市场及社区,最系统全面的为Shapeways公司。用户可以在此平台上和展示设计,同时可以开设商店售卖自己设计的3D作品。当其他用户下单后,Shapeways代为生产,并进行包装快递,为用户解决了很多问题。本节将对Shapeways公司建立的3D打印网络平台进行分析研究,总结其优势与缺陷,为后续系统创建奠定基础。Shapeways平台共有3个模块,分别是商铺,设计及销售。在每个模块下又分为多个细分模块。商铺模块:此模块为用户自己开建的网上商铺,类似于淘宝网模式,但每个商铺中只有一个已开发完成的作品与项目。商铺通过分类模式进行管理,分为配件、珠宝、艺术、动画人物、礼物等10个类别。用户的设计作品将在此进行展示与售卖。其他用户可通过类别搜索查看,对作品进行评价,投票与个性化预定,目前个性化预定仅限于材料与色彩。用户下单后,Shapeways公司为店主进行3D打印制作,将作品邮寄给店主或者用户。设计模块:设计模块是专为上传文件设置,整个操作流程为作品设计、作品上传、通过检测、上传成功、对产品进行标价、进入商铺平台进行售卖。销售模块:用户在此模块创建自己的商铺,将作品上传至商铺,价格设定之后,进入商铺模块进行产品售卖。从3个模块功能概述中可以看出,Shapeways平台以3D打印产品售卖为核心,不管是商铺、设计还是销售模块,都是为用户服务。
(二)案例启示
Shapeways平台具有如下优势:1.三大版块清晰,产品分类细致,便于用户对所需产品进行搜索与购买;2.考虑到用户的多元化,很多用户不具备产品设计能力,该平台为用户提供多个3D作品设计的途径,如运用3D打印APP进行设计、三维软件建模、聘请设计师实现自己的设计;3.创建了设计师专区,为用户与设计师之间搭建桥梁;4.抓住用户盈利目标,定位准确。Shapeways平台的不足:1.三大模块下分类较繁琐杂乱,各分块之间连接性不强;2.只接受可打印模型的上传与售卖;3.产品的个性化仅限于材料与色彩上的选择,在造型设计上优势不够突出,没有实现3D打印技术在个性化设计上的优势;4.没有发挥3D打印技术可持续发展优势,订单由Shapeways公司打印生产,而大多订单不在本地,需要经过长距离运输,增加成本的同时也对环境造成一定负担。Shapeways平台给3D打印设计带来的启示:1.创建3D打印社区,全球各地的3D打印机都能加入此系统进行生产打印产品,充分发挥3D打印技术可持续发展的优势;2.将模块清晰化;3.提供设计师资源,实现用户个性化定制。
三、系统构建
(一)确立系统目标
针对3D打印技术所影响的未来社会形态,结合现有案例分析,拟围绕3D打印技术建立产品设计创新网络系统的目标:1.实现个性化设计、互动化设计、社会化设计、可持续设计;2.实现“云创意+云设计+云制造+云销售”;3.集合人类智慧,将人的智慧发挥至最大,快速将创意转变为实际产品;4.鼓励用户发声,扩大用户在设计中参与感;5.最大限度满足用户需求,将用户利益最大化;6.更合理地利用3D打印技术完成直接制造。
(二)因素分析导出系统模块
一个产品从创意到实现,体现的是人群需求、资源供给、技术支持的有效结合,需要多方面的支持,包括设计师的策划与支援、技术人员的协助,甚至是后期销售人员的智慧等。在产品实现中,根据人群不同,导致人的需求定位不同。针对3D打印系统平台,与之存在关联与接触的人群主要有用户、设计师、专业人士、创客及企业。创客与企业作为合作团体,存在相似之处,可将二者归为一类。因此,此平台目标用户为广大用户、设计师与专业人士、创客与企业。这些人群对于系统平台的功能需求各不相同。1.大众用户需求:期望可以主宰自己的设计,对创新感兴趣、有想法,愿意说出自己的需求,提出自己的创意。职业、文化、身份及社会地位都无法改变大众用户身为用户的本质身份,无法改变其对真实物质的需要。因此,广大用户对于平台的需求是可以将自己的创新点、创新概念以平台计算的模式展现出来,直观显示其对新鲜事物的渴望、需求以及接受能力,让设计团队和企业发现。2.设计师与专业人才需求:设计师在进行设计时需要源源不断地迸发设计创意、了解用户需求;根据用户数据设计开发产品,以满足用户的特定需求,达到实现自我价值与满足用户需求的共赢状态。3.创客与企业需求:企业最大的核心是利益。企业需要快速抓住市场,找到开发和创新机会,极大地扩大产品成功率,减小风险。产品实现中的另一个基础是多种资源的供给。资源的丰富性必然导致资源的难管理性。因此,平台需要对产品模型及项目进行管理。就目前3D打印技术的使用状况而言,仍存在一定的限制,什么样的产品可以进行打印,打印时需要什么材料,在设计过程中如何避开局限,这些都是专业设计师在设计过程中需要考虑的问题。同时,用户在自己进行打印时也需要考虑上述问题。若不对设计产品进行一定的管理和控制,将会出现设计泛滥,导致真正有价值的设计将无法被用户和投资人发现,进而难以实现其使用价值。
(三)建立系统模块
根据产品实现的关键因素分析,将用户需求、资源与技术进行因素提取,并对因素重新进行聚类分析,重新建构联系,得出4个潜在的平台或社区:创新社区、资源社区、3D打印社区、人才社区。每个平台的具体操作和用途如下:1.创新社区(图2)在万众创新的社会形态下,任何个体都可能成为设计师或是创新者,主宰自己的设计。个人的创造可以丰富自我与人生,甚至在某种程度上也可以改变这个世界。此平台为任何有创意、有想法的人创建。此模块最大的特点在于将人类的智慧进行发散及叠加,用户在平台上提出需求,其他用户参与讨论和沟通,并对其他用户提出的创意进行投票。企业可在此平台收集创意,发现需求,挖掘项目机会。同时此平台为企业连接到大批用户。当产品方向确立后,企业能通过此平台快速找到目标用户,进行产品协同设计,用户将有更多权利掌控产品的功能、造型、色彩、材料,甚至结构。创新平台能实现多赢的局面,用户加入设计成为设计主导,从中获利的同时,还能满足产品需求,并获得幸福感。2.资源社区(图3)资源社区是围绕专业设计师及设计爱好者搭建。资源社区专指设计资源,包括设计模型、设计项目及3D打印设计知识与准则。人们可以在此平台自己的设计项目或者设计模型,用户可在此找到想要的设计,通过免费或付费的方式获得设计模型。同时,设计师也可以自己已开发完成的设计项目,进行预售或者用户的个性化定制,为设计师提供实现自我价值的机会。3.3D打印社区(图4)3D打印技术的发展,促进3D打印技术走入家庭,除了其个性化设计、便于制造、互动与参与感强之外,另一大因素便是盈利。拥有3D打印机的用户,可能想要创建“个人工厂”来盈利,但难以找到合适的途径和通道。此时就出现了3D打印社区。只要用户拥有3D打印机,就可以注册加入其中,当其他用户有需要打印的订单时,系统将会匹配最合适以及最近的“个人工厂”进行制造。若用户需要将产品卖给美国的客户,那么通过社区可以找到美国当地的3D打印机,并将设计发送过去进行生产。3D打印社区不仅推动3D打印机的普及,同时发挥了其重大的优势——可持续设计。3D打印机种类繁多也是3D打印社区形成的原因之一,不同的产品和需求需要不同的3D打印机完成制造。人们不可能拥有所有类型的3D打印机,组建打印社区可以使打印的产品丰富化。这不仅解决了“个人工厂”生产力不足的问题,也进一步促进用户在创意社区的活跃度。4.人才社区人才社区创立的意义在于提供人才资源。人才社区建立,通过对人才进行分类管理,设计师、设计院校师生、技术人员等各类人才能在此平台上传个人资料进行身份认证。当创意研发需要协助时,团队以及平台管理者将能发现人才。因此,对于设计院校来说,这是一种活跃的人才孵化噐。人才社区的另一个意义在于:创新社区涌现的大批创意,能得以实现的只有极小一部分,即使创意得到通过,也存在经过专业评估后失败的情况。因此,当用户有强烈欲望想要实现创意时,即可在此平台找到合作设计师与专业人员协助自己完成设计和创意,以此来搭建用户与专业人才、企业与设计院校之间协同创新的桥梁,增强人才的利用率,实现用户与专业人士的价值。
(四)构建设计流程
根据目标的设定,产品设计创新网络系统流程为:设计需求及创意提出(用户提出自己的需求以及创新想法)——创意选评(用户进行投票,估价和评论)——项目确定(设计产品最终确定,加入用户进行协同设计,确定产品的最终功能、造型以及结构)——任务分解——产品预售(产品在网络上公布进行售卖预定)——根据订单制造产品。即分别对应云创意、云设计、云销售、云制造(图5)。万众创新社会化设计形态建立了商品用户与企业、设计师直接沟通的渠道,尤其是在全球化的环境中了解用户真正的多元需求。通过对多种情形的深入分析,找出多种可能性,最终绘制出产品设计创新网络系统流程图(图6)。
结语