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1、1 武汉职业技术学院毕 业 设 计 论文3D打印技术在文化创意领域的应用及前景院系名称：机电工程学院学生姓名：韩涛学号：1302303884 专业班级：模具 13306 指导老师：朱红老师起止时间：2016.1-2016.4 2 3D打印技术在文化创意领域的应用及前景摘要3D打印技术（英语：3D printing），又称积层制造（Additive Manufacturing，AM），也称三维打印技术，是指通过可以“打印”出真实物体的3D打印机，采用分层加工、迭加成形的方式逐层增加材料来生成3D实体。3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而
2、极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。与传统制造技术不同的是，3D 打印技术不需要传统的刀具、夹具和机床或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件；它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效的缩短产品研发周期，并且能在数小时内成形。所以 3D打印技术所具备的特点刚好与传统制造业相反，能快速的制造出单个需要的产品。而传统制造技术是面向大批量加工的技术，若遇到需求量少的产品，则
3、会出现成本高、制造周期较慢等各种问题。关键词：3D打印技术，个性化，文化领域目录第一章 言.3 第二章 3D打印在文化创意领域的优势和应用 .3 2.1 3D 打印技术适合个性化定制和创意.3 2.2 3D 打印技术使用的案例.3 2.3 3D 打印应用于文化创意产业的意义.4 第三章 3D打印发展在文化领域的前景.5 第四章 3D打印发展的限制因素.6 第五章 结束语.6 3 致谢.7 参考文献.7 一引言3D打印（3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常
4、在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。二 3D 打印在文化创意领域的优势和应用2.1 3D 打印技术适合个性化定制和创意近年来，3D打印技术正逐渐步入普通人的视野，并逐渐成为炙手可热的应用技术。目前，3D打印技术已初步应用于工业创意产品设计、影视动漫、休闲旅游文化产品设计、数字出版等行业。其普遍应用将对文化创意产业产生较大影响。随着科技的进步和互联网的日益普及，3D打印技术将越来
5、越成为DIY 制作过程的工具，所有这些发展促成了几乎人人都是设计师兼制造者，制造者与消费者之间的界限将会变得越来越模糊。3D打印给了普通人以制造的能力，释放个体使用者的创新冲动，改变了过去发明创造只是少数人的特权，实现了普通人个性化的设计思维与表达需求，真正做到了全民创意与全民创造。3D打印使这种群体性智慧得以最大限度的发挥和利用，将促使文化创意产品的创意设计表达呈现更加多元化、大众化、自由化的特征。在网络普及化的今天，普通人轻易通过各种网络数据库模型网站就可以下载设计师最新的设计作品，然后进行3D打印制作。在追求个性化的今天，人们都希望自己的东西与别的是不同的，是独一无二的，然而因为传统制造
6、业的限制，产品只能大批量的制造才能适合市场的需求，根本无法做到每一件产品都是不一样的，除非是高端的私人定制产品。所以，这就给3D打印留下了巨大的发展潜力，人们可以利用3D打印技术，用廉价的网络传播上面的知识，做出自己希望的各种各样的创意，满足自己对个性化的需求。相对于传统制造业生产前大量的准备工作和生产上面的限制，3D打印技术的限制就小了很多，只需要把自己想要的创意用软件绘制，再导入到3D打印机里面，等待几个小时，就可以拿到需要的东西。不管是时间成本还是金钱成本都比传统制造业小了不少，需要强调的是，以限制3D打印机的技术水平，其制造产品的精度和质量运用在文化创意领域是完全没有问题的。2.2 3
7、D 打印技术使用的案例 -修复重要文物美国德雷塞尔大学的研究人员通过对化石进行3D扫描，利用 3D打印技术做出了适合研究的 3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同时还做了比例缩减，更适合研究。4 博物馆里常常会用很多复杂的替代品来保护原始作品不受环境或意外事件的伤害，同时复制品也能将艺术或文物的影响传递给更多更远的人。史密森尼博物馆就因为原始的托马斯杰弗逊要放在弗吉尼亚州展览，所以博物馆用了一个巨大的3D打印替代品放在了原来雕塑的位置。-打印自己独一无二的鞋子feetz 鞋是你是独一无二的。你只需要从每个脚的不同角度拍三张照片并发送图像feetz。通过一款特殊的软件，该公司将图像转换为三
8、维模型，利用新材料和3D 打印技术为您制作出一双订制的鞋子。feetz承诺客户将在七天内获得这些鞋子。采用3D打印技术的鞋子可以完美提盒用户的双脚，因为人们每只脚都是独特的，通过订制可以让用户穿着更为舒适。feetz 鞋是你是独一无二的。你只需要从每个脚的不同角度拍三张照片并发送图像feetz。通过一款特殊的软件，该公司将图像转换为三维模型，利用新材料和 3D打印技术为您制作出一双订制的鞋子。feetz承诺客户将在七天内获得这些鞋子。采用 3D打印技术的鞋子可以完美提盒用户的双脚，因为人们每只脚都是独特的，通过订制可以让用户穿着更为舒适。-打印出无缝的合身衣服 3D打印的服装已经出现了许多 从
9、 Lady Gaga 出席时尚活动所穿的参数化3D打印雕刻裙装到中国著名品牌极致盛放的靓丽3D打印婚纱，每一件都十分吸引眼球。但它们往往只是外观漂亮，缺乏足够的实用性。不过现在，这种情况已经由波士顿服装品牌Ministry of Supply最新推出的高质量 3D打印男上装改变了。这款男上装的最大特点就是直接打印，一体成型，完全无缝，即便是衣袖和衣领也是如此，完全没有采用传统的缝制工艺，所以完美彰显出了简洁优雅的气质。使用3D打印编织工艺，从最细的线到最后的成衣，一次完成。除了无缝，这款3D编织的男上装还有其它许多优点，比如可以通过3D扫描订购者的身形做得完全合身，更耐穿，更节省布料等，因为3
10、D编织属于增材制造工艺，特点就是做多少，用多少材料。传统制衣工艺会浪费大约30%布料，而这种 3D打印编织工艺的浪费是零。-COGNITOYS3D 恐龙玩具小恐龙是 3d 打印的，内部系统采用了 IBM开发的人工智能 Waston，不仅可以实时聊天，在互动中，小恐龙也会慢慢塑造起自己的性格来，就像是真的和小朋友共同成长。CogniToys 也具有“学习”功能，在和小朋友玩耍的过程中，CogniToys 能够记录下各种个性化的喜好，比如喜欢的颜色，喜欢的玩具，对什么更感兴趣一些。2.3 3D 打印应用于文化创意产业的意义3D打印应用于文化创意产业的意义有三个方面。首先，该技术能够为独一无二的文物
11、和艺术品建立一个真实准确完整的三维数字档案，用 3D打印技术可以随时随地并且高保真的把这个数字模型再现为实物。第二，3D打印技术取代了传统的手工制模工艺，在作品精细度、制造效率方面都带来了极大的改善和提高，对于有实物样板的作品在编辑、放大、缩小、原样复制等方面都能够更加直接准确，高效实现小批量的生产，促进文化的传播和交流。第三，该技术带来了大量的跨界整合和创造的机会，尤其是给艺术领域的艺术家们带来了更为广阔的创作空间，在文物和高端艺术品的复制、修复，衍生品开发方面的作用非常明显。5 三 3D 打印发展在文化领域的前景与传统制造业相比，3D打印技术有效减少制造过程中的垃圾与二氧化碳，对环境有积极
12、影响。其次，3D打印能创作艺术品，从而衍生新的艺术媒介。如3D打印能复制世界名画，这种复制品本身也成为了艺术品，供人欣赏讨论。这项技术大大缩短了产品的研发周期，新产品投入成本减少，小型创新企业将获得生存空间。金属打印正在逐步健壮起来，机器的研究和材料的发展都是各国增材实验室的研究重点。生物打印也已经有了良好的雏形和工业医疗运用。不过受道德，伦理等的影响，生物打印有一些限制。但是相信在未来法律放开后肯定能有巨大突破。其次，增材制造在很多工业领域都有应用。航空航天，高精制造都有广泛巨大的应用。美国空军海军都已经正式应用增材技术。NASA 也在三天前正式发文表示将在今年年底完成第一台外太空专用3D打
13、印机。从传统意义上来说，物品形状越复杂，制造的成本就相应的随之增高，这对企业来说无疑是一笔不菲的支出。但是随着3D打印机的普遍应用，物品的复杂度将不再与成本形成正比关系。不管制造的物品形状有多复杂，3D打印机都能够轻松解决，并且不增加成本，因为3D 打印复杂的物品和打印一个简单的物品并不存在任何关系，3D打印的费用只是按照材料成本和时间成本以及机器损耗成本进行计算的，所以，3D打印的出现改变了传统意义上的定价方式以及计算制造成本的方式。人们的思想是不断变化的，设计也是不断改成出新的。对于传统行业来说，产品多样化，不仅是对制造的考验，更是对企业实力的考验。因为产品多样化对于各种成本的增加是不可估
14、量的。但3D打印机就是不同的，它就像哆来A梦一样，可以随心所欲做出不同形状的物品，所以 3D打印与传统制造设备相比，3D打印省去了培训机械师和购置新设备的成本，3D打印机只需要不同数字的设计蓝图和新的原材料即可。3D打印，是一体成型。传统的大规模生产是建立在一条生产线上，需要人工组装。产品的部件越多，所花费的时间成本和人力成本就越多。但 3D打印就不同，3D打印的过程是一体成型，不需要去组装，省略组装就缩短了供应链，节省在劳动力和运输方面的花费。供应链越短，污染也越少。3D打印由于其特殊性，可以进行现场实地打印，所以这在一定的基础上减少了企业的库存风险，企业可以按照客户的需求进行生产，这在不久
15、的将来，可能会成为一种新的商业模式。同时，企业还可以根据用户的需求，实行就近法则，零时间的交付时生产可以最大限度的减少运输成本。由于受传统制造技术的影响，很多极具创意的设计不能呈现在大众视野中，这在一定的基础上限制了设计师的设计创新。例如，传统的木制车床只能制造圆形物品，轧机只能加工用铣刀组装的部件，制模机仅能制造模铸形状。但现在，3D打印机可以突破这些局限，开辟巨大的设计空间，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形状，这为设计师打开了设计创新的物质条件。一项技能没有几年的时间是没办法学会的，批量生产和计算机控制的制造机器降低人们对技能的依赖，但是传统的制造及其还是需要专业人员进行机器调整和校
16、准。3D打印的推出，改变了这一方式，人们只要有三维数据图，即使是在复杂的物品，只要把三维数据图输入3D打印机，然后轻轻点击按钮，就可开始打印。3D打印机的操作不需要太多的技能，这就打开了非技能制造开辟了新的商业模式，并能在远程环境或极端情况下为人们提供新的生产方式。6 四 3D 打印发展的限制因素材料的限制：虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印，但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。机器的限制：3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平，几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是3
17、D打印技术想要进入普通家庭，每个人都能随意打印想要的东西，那么机器的限制就必须得到解决才行，比如手枪等产品。知识产权的忧虑：3D打印技术也会涉及到只是产权的问题，因为现实中的很多东西都会得到更加广泛的传播。人们可以随意复制任何东西，并且数量不限。如何制定 3D打印的法律法规用来保护知识产权，也是面临的问题之一，否则就会出现泛滥的现象。花费的承担：D 打印技术需要承担的花费是高昂的。3D 打印机是一笔比较大的开支，在后期打印过程中，所需的材料也是一项高花费，而这么高的花费不是一个普通家庭及可以承担的。五结束语3D打印技术代表制造业发展新趋势，它和其他一些数字化生产模式的涌现，将推动实现第三次工业
18、革命。随着生产速度和质量的不断提升以及打印装置和材料的改进，将会有越来越多的3D打印新产品不断出现。3D打印可以完成很多在现在看起来匪夷所思的事，从某种角度来说，很多想象的到的东西，都可以通过3D打印直接得到。在未来 3D打印还有可能走进千家万户，融入到我们的生活中，像电脑一样普及。3D打印目前的主要应用范畴还是个性化产品类的，简单来说就是 DIY 比较适合的。但是随着这个 3D打印技术的不断更新,应用领域会越来越多的。致谢大学三年的学习生活即将结束，在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够成功的完成，要贴别7 感谢我的老师朱红教授的关怀和指导。参考文献1 全球首款3D打印金属手枪问世成功发射 50 枚子弹新华网2 3D打印 (简介、原理及技术)designspark 3 家用 3D打印机来了？国产最低仅3000 元新华网4 广州：医生借3D打印肝脏指导切除病患巨大肿瘤(图)凤凰网5 国际空间站用首台太空3D打印机制造出扳手网易