3D打印技术在展示道具中的发展趋势

摘 要：由于展会建设周期短、时效性强的特点，展具得不到重复利用，多为用后即弃，造成了大量的浪费。同时，传统制造方式所生产出来的展具在造型上很难再有突破，设计师的创新思维也会受此影响。3D打印技术的兴起与普及为这些问题提供了新的思路。3D打印技术与传统制造业各有优劣，并且3D打印技术不可能在朝夕间取代传统制造业，因此两者有效的结合是符合绿色设计，实现可持续发展的有效途径。

关键词：3D打印技术；展具设计；绿色设计

自20世纪80年代得到发展以来，3D技术与不同领域的高精尖技术结合，在航空航天、医疗、建筑、文创等方面得到应用。3D打印所展示出的美好前景促使许多国家掀起3D打印技术的热潮，使其得到广泛应用。在现今数字化制造的背景下，如何有效地将3D打印技术与传统制造业结合，缓解传统制造业带来的浪费、污染等问题的锐势，这是现在亟需处理的。

会展经济发展迅猛，展会对展示道具的需求也越来越巨大。在其设计、建造的过程中，不可避免地产生材料、能源的浪费，造成环境的污染。这与现在所提倡的可持续理念背道而驰。

展示道具作为传统制造业的产物之一，继承其劣势与不足。3D打印这一新技术的介入将给传统制造业带来改变，以展示道具为例进行研究具有典型性与普遍意义，也给展示设计的发展带来新的契机。

一、3D打印技术在设计领域的应用

随着数字化制造技术的不断革新，3D打印技术也在迈向成熟，其技术有了大幅的提高。与传统制造业减去材料的加工技术不同，3D打印是依托计算机软件，设计出三维数据模型，然后在特殊的成型设备中，将液体、粉末、丝状、块状等不同状态的打印材料通过特定喷头喷出，产生连续的物理层叠加，逐层堆砌材料来塑造对象实体的技术，又称为快速成型技术、增材制造技术。现今，快速成型技术主要有LOM分层实体制造技术、SLS选区激光烧结、FDM熔融层积成型技术、SLA立体平版印刷技术、3DP技术。

3D打印技术与设计领域的跨界合作屡见不鲜，如在家具、建筑、雕塑、车辆、服装、文物修护这些方面。在2016年，Local Motors公司发布了世界首款3D打印汽车Olli。它是一辆无人驾驶巴士，并且已通过上路测试。相较于传统的汽车制造需要投入大量资金和时间进行设计、模具制造、技术研发，而后才能进行大规模生产，3D打印为小批量、定制制造提供了新的平台。

在建筑产业中，3D打印技术也得到很多尝试与应用。恩里克·迪尼于2013年运用D Shape3D打印机，以沙子为原材料建造一栋名为“Landscape House”的建筑。盈创科技在2014年以混凝土为打印材料进行3D打印，在一天内利用可回收材料建造了10栋200平方米的毛坯房。该公司负责的全球首座3D打印的办公室于2016年在阿聯酋迪拜国际金融中心落成。该单层建筑占地面积为250平方米，打印材料为一种特殊的水泥混合物， 施工时长仅为17天。与传统建筑行业建造情况相比，3D打印的建筑不但建材质量可靠，还可节约建筑材料30%～60%、缩短工期50%～70%、减少人工50%～80%，至少能使建筑成本降低50%。

二、传统展示道具的现状

（一）展览的时效性

由于现今会展业蓬勃发展，展会交易繁多，对展示道具需求量大。因此展示道具有使用期短，流通量大，更替频率高的特点。在我国，特装展位和标准展位是展示空间的两大类别。由于对展示效果的追求，特装展位在展览中得到广泛运用，问题也随之而产生。特装展位虽然造型独特、特征明显，有更强的艺术性、更好的展示效果，但其展示道具在展会结束后并不能进行回收利用，易造成资源浪费、环境污染的现象。在展会中，很多别致、异形的创意造型依赖于木结构与金属结构的支撑。这样的展示道具在很多情况下都是一次性展具。这些传统制造方式生产的展示道具回收利用率低，并且造成污染、浪费。这一现象亟需得到重视，并加以改进。

（二）展具造型的局限性

展示道具是品牌主题、展品与观者之间的主要媒介，是信息传递的重要载体。主题性是展示活动至关重要的构成元素。不同类型的展示活动对应着不同的主题，即使是相同的主题，其表现手法、展示形式也各有特色。展会发展至今，想要以新颖的方式表现展会主题，基于传统制造方式生产的展具在形式上很难大放异彩，也逐渐不能再满足现今观众们快速变化的审美需求。传统制造业生产的展具甚至在一定程度上束缚了设计师的设计思路，缺乏创造性，使得展示方式、空间设计变得千篇一律、乏味无趣。面对现在的窘境，展示设计、展示形式需要摆脱限制，突破常态，创造出符合时代趋势、满足美学需求、吸引观众并且能够有效传达信息的展示道具与展览空间。3D打印这一新技术有着独特的时代意义与象征意义，会为展具造型、展览空间的设计注入活力。

（三）展具开发的复杂性

在传统制造方式下，展具开发周期长，制造流程繁复。从设计草图、建模、工程图到工厂制作，一个符合高标准高要求的展示道具需要花费漫长的时间来完成各个零部件的制作。传统的制作流程除了使得展示道具开发时间长以外，还会使得展具效果因为工艺复杂程度、制作精度等原因变得不可控制。

3D打印技术在展具的开发中省去了传统工艺模具设计与制作、零件组装等工序，直接从三维模型数据到实体展具，大大地简化了制作流程，缩短了生产周期，节约了资源成本。由于不需要再次组装，直接由电脑模型数据输出生成，3D打印技术也简化组装过程，降低制作难度，增加了展示道具的精确程度。3D打印技术的介入使得设计师的创作不再受传统制造技术限制，可以专注于展具形态创意与功能创新，美学属性也将随之得到增强。

三、展示设计发展趋势

（一）3D打印设备的普及

从20世纪90年代开始，国内高校兴起3D技术的自主研发，如：清华大学、华中科技大学、西安交通大学、中国科技大学。最近几年，国内研究3D打印技术的公司如雨后春笋一般涌出，南京紫金立德、北京殷华、深圳维示泰克、江苏敦超等企业已经实现3D打印机的整机生产与销售。

3D打印技术在越来越多的领域得到运用的同时，其打印材料、打印工艺也得到创新。在服装设计领域，3D打印的材料有尼龙、ABS材质、Fila Flex材质等。在建筑行业，相关的打印技术有D型工艺、轮廓工艺、混凝土打印。今后，3D打印技术将变得越来越成熟、越来越普遍，渗透入人们的日常生活，它在展示道具设计的应用上也将会大放光彩。

（二）展示设计流程的变革

在以往的产品设计中，为追求利益，进行大规模的生产，消费者的需求被视为普遍统一的，个性化的需求被忽视了。展示设计中也有同样的情况出现，对于创新、个性化的需求没有得到足够的重视。然而，新的展具生产制作流程是非常繁复的，3D打印技术的出现为设计流程带来巨大的变革。在设计生产过程中，3D打印可以适用于多个环节，可以使得设计团队、制造商、用户之间的沟通变得更为直观有效。在进行产品设计时，设计团队一般采用平面图纸作为可视化媒介进行交流。3D打印的应用能够轻松得到更加精确、更便于交流的3D实体模型，设计团队的成员、用户都可以直观地看见、触摸、使用这些设计模型，比较结构、功能、造型的优劣，确认更为有效的产品概念。在与制造商洽谈时，3D打印技术也可以减少由于信息交流不畅而造成的产品概念模糊等问题，有利于沟通效率的提高，有效地规避商业风险。

（三）低碳与可持续性的要求

低碳与可持续的要求也是绿色设计的要求。由于3D打印技术的特性，即对材料的直接叠加，而不是传统工艺中对原材料的雕琢、削减，在制造过程它不会造成对原材料的大量浪费，不会像传统制造业一样产生大量垃圾。

在原材料的使用上，除了不同种类都得到开发以外，3D打印技术对废物利用、回收再利用这类可行性进行了探索。北京崇建公司自主研发的建筑渣土3D打印技术就是废物利用的典型案例。建筑渣土是建筑垃圾的主要组成部分，在运输过程中遗撒、偷倒、乱倒等違法现象层出不穷。这不仅容易引发交通事故，影响航运，还会影响水质、水利设施，以及造成大量可用地的浪费，破坏生态环境。这一技术使得3D打印材料直接利用废弃物渣土，减少运输、消纳费用，减少碳排放，实现资源循环利用。同时，3D打印技术对生产流程的简化，进一步规避不必要的浪费，相对工厂的生产模式，在很大程度上控制了排放。这些都对3D技术应用于展具制作有很大启示。

四、结语

在现阶段，3D打印技术还是概念炒作的高峰阶段，技术的成熟还需要时间来沉淀。3D打印现在所面临的问题还有很多，主要可以分为三方面。首先就是成本问题。3D打印的热度已经席卷全球，但它的普及率仍然是个问题，究其原因主要是因为成本高昂。倘若3D打印的成本得到控制，它的推广与普及指日可待。其次，3D打印的后期处理、加工也存在困难，例如后期对表面材质的加工打磨、组合构建的拼合、颜色着色等等，都还没有得到实际解决。同时，由于3D打印技术对于计算机软件的依赖，文件很容易在网上获取，版权也将是一个问题，但暂时还没有相关条例对其进行保护。

3D打印技术与传统制造业各有限制，各有优势与不足，如何更好地让两者优劣互补，实现利益、环保最大化是我们需要进一步研究的课题。在不久的将来，3D打印势必影响我们的设计理念，改变我们的设计流程、制造方法，迸发出更灿烂的创意火花。

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作者单位：

南京工业大学艺术设计学院