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摘要：計算機輔助設計已經在各行各業運用得如火如荼，工業設計領域也不例外，計算機輔助工業設計早已作為一線設計師和各高校設計類專業學生的使用工具發揮著積極的作用。3d打印是伴隨著計算機輔助設計的發展而產生的，技術也已相當成熟。通過對計算機輔助工業設計和3D打印技術兩方面的簡單介紹及分析，得出結合這兩方面技術可以很好地運用在工業設計的實踐當中，提高設計效率、縮短設計周期，完美地呈現設計成品。

關鍵詞：計算機輔助工業設計（CAID）；3D打印技術；工業設計

工業設計經過一百多年的發展已經從最開始的對批量生產的工業產品的材料、結構、構造、形態、色彩、表面加工、裝飾等的單個產品的設計發展到一種創造性活動，目的是為物品、過程、服務以及整個生命周期中構成的系統的設計，這種設計將會對人類的生產生活方式產生更大更廣的影響。國內的工業設計從八十年代開始，受工藝美術的影響較深，無論從設計方法還是表現技法等方面。到了九十年代，隨著中國改革開放的推進，國內的生產制造技術和工業產品的生產都到了一個蓬勃發展的階段，而且出現了以計算機技術為支柱的信息技術的發展，計算機輔助設計已經被運用到設計、生產、制造等環節。這時也出現了最早的3D打印技術，直到二零一零年后3D打印技術趨于完善，被運用到很多領域，尤其是工業設計，設計師用3D打印技術打印設計的產品，縮短了產品設計的周期，省去了模型制造、審核的環節。通過計算機輔助工業設計和3D打印技術的結合，設計師可以很直觀地對設計的產品進行測試、審核、檢驗，縮短了產品的開發周期，提高了產品投入市場的速度。

1計算機輔助工業設計

計算機輔助工業設計，簡稱CAID（ComputerAidedIndustri-alDesign）,來源于計算機輔助設計（CAD-ComputerAidedDe-sign）,是專門針對工業設計領域的創造性活動而言的。CAID，即在計算機技術和工業設計相結合形成的系統支持下形成的，與傳統的工業設計相比，CAID在設計方法、設計過程、設計質量和設計效率等各方面都發生了質的變化，它涉及了CAD技術、人工智能技術、多媒體技術、虛擬現實技術、敏捷制造、優化技術、模糊技術、人機工程等許多信息技術領域，是一門綜合的交叉性學科。一個產品的設計流程大體包括:設計需求、市場調研、設計定位、草圖、效果圖、數據模型、實物模型、量產等階段。這其中可視化部分占了很大比重，也是在這一階段計算機輔助工業設計運用比較多。比如效果圖階段，會應用一些平面類的軟件（Pho-toshop、Illustrator、Coreldraw）進行計算機輔助設計，做二維效果圖，用三維軟件（Rhinoceros、3DMax、Maya等）來做計算機模型，渲染三維效果圖。數據模型階段用一些工程類軟件（Pro/Engi-neer、SolidWorks、CATIA等）做工程模型，直接為后面的生產制造做準備。整個產品從創造設計到表現，運用計算輔助設計會比以前的手繪效果圖和手工制作模型節省很多時間，也更直觀、高效。用計算機輔助設計做設計表現的技術和軟件已經相當成熟，尤其是伴隨著計算機硬件的升級換代和計算機輔助設計軟件的智能化、集中化，未來計算機會完美呈現設計者的設計構想，不用去花費太多的精力和時間去學習各種軟件建模、渲染技術。這樣是技術對設計師的一種解放，讓設計師可以把更多的精力集中到設計創造階段。除了計算機輔助設計在設計表現方面的運用，我們應該更大化地拓寬計算機輔助設計的層面，比如在設計的前期調研階段，可以運用計算機技術來進行信息的采集和分析，運用大數據來分析，幫助設計師進行設計定位，這樣的設計定位會更加準確可靠。還有設計過程中對產品的人機工程學分析，只要有了數據模型，我們可以通過計算機輔助設計技術，用人體數據庫對設計進行檢驗，提出更合理的人因工程分析數據，幫助設計師改進設計。這些都是計算機輔助設計技術應該發揮作用的方面。

23D打印技術與工業設計

3D打印技術出現在20世紀90年代中期，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。3D打印技術在工業設計領域應用的相對較多。傳統的工業設計進行到最后階段會做一個手鈑模型，用來測試和檢驗設計的可行性和合理性。做手鈑模型一般要用一周時間，價格從幾千元到上萬元人民幣，而且做出來的模型精度還不高。如果要涉及到開模，做一套模具將會花費更多的時間和更高的價格。如果運用3D打印技術，只需要一臺3D打印機和相應的打印材料，就可以用幾個小時的時間打印出精度高，復雜的模型。這樣會大大縮短產品的開發周期和開發成本。隨著3D打印技術變得越來越成熟，3D打印機越來越普及價格也越來越低，好多企業和設計公司都會配備一臺3D打印機，甚至有一些3D打印公司專門針對家庭客戶，當作是一個家電產品和玩具在銷售。設計師發明了3D打印，3D打印技術助力了工業設計，可以說3D打印技術的出現會對制造業和工業設計產生根本性的影響，從目前的情況來看，3D打印技術已經在改變著這些方面，比如用3D打印技術打印的房子，改善了一些特殊環境下人類的居住條件；用3D打印技術打印的人體器官，將會改變一直靠捐獻才能得到合適的人體器官的局面，讓更多有需要的人得到幫助，延長了人類的壽命；用3D打印技術打印的衣服、飾品、鞋子等，這些打印產品的出現將會改變人類的生活方式。

3計算機輔助工業設計與33D打印技術的結合

計算機輔助工業設計與3D打印技術是相輔相成的，計算機輔助工業設計為3D打印技術提供數據模型，3D打印技術讓計算機輔助工業設計從虛擬變成了現實。工業設計把計算機輔助設計和3D打印技術很好地結合了起來，這種結合將會改變工業設計的整個流程和方法，反過來，工業設計將使這兩項技術走向更遠，得到更廣的運用。

4總結

通過對計算機輔助工業設計和3D打印技術在工業設計中應用的簡單介紹和分析，我們可以基本了解和掌握一些情況，計算機輔助工業設計和3D打印技術應用在了工業設計的哪些環節當中，并起到了什么樣的作用，甚至我們可以去思考和聯想，未來的CAID和3D打印技術將會以什么樣的作用來影響工業設計。筆者通過介紹實際參加的設計案例更直觀地呈現了兩項技術在設計過程中的作用。筆者也相信，工業設計的領域將會更加廣闊，以人為本的設計理念將會涉及到各個行業，各個領域的先進技術和經驗也會為工業設計拿來所用，以便促進工業設計的開發流程和方法。只要我們擁有一種不斷創新的精神，相信未來中國的工業設計將會有更好的發展。

作者:郝建峰 單位:山西農業大學信息學院

參考文獻:

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