分析3D打印技术在家具设计中的应用及作用,大学论文.docx

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1、分析3D打印技术在家具设计中的应用及作用,大学论文内容摘要：本文主要阐述3D打印技术的概念、所用材料和在家具设计中的应用。重点分析了3D打印技术在家具设计中的应用，及其对家具设计发展的推动作用。 本文关键词语：3D打印技术； 家具设计； 私人定制； 模型制作； 家具修复； 13D打印的技术及材料 1.13D打印机的原理和种类 3D打印机利用数码数据比拟简单方便地制作立体物体。数码数据利用3D程序直接制作，或者通过3D扫描实际物体和外部形状的方式，以及使用供给商提供的各种应用程序app或内容制作，其原理就是使用该数码数据层层堆叠的方式制作三维物体。切割或削去材料的传统的生产方式方法被称为减法制造

2、Substractive manufacturing，而使用3D打印机的层压方式的生产方式方法则被称为增材制造Additivemanufacturing。根据3D打印的材料和物理性质，生产方式方法也会不同。对粉末状态的材料采用激光加热凝固的方式方法一般使用于高精度加工，而最常用的方式方法是对各种热塑性树脂采用熔融层压的方式方法，由于其生产成本相对较低而一般使用的最多。 1.2关于3D打印机的应用材料 使用于3D打印的材料非常丰富，包括橡胶、木材、尼龙、塑料、铝、钛和纸等。随着技术的发展，如今能够采用异质材料和混合材料进行打印。3D打印机的物理特点可分为液体、固体和粉末，原材料也各不一样。除去一

3、些市面上运用比拟成熟的材料外，青铜Bronze、木材木制线材-Laywood、陶瓷、橡胶类Rubber-like和纸类等也多用于3D打印中。 1.2.1 PLA聚乳酸-Polylactic acid PLA是一种由玉米和马铃薯淀粉制成的环保材料。然而，PLA由于其结晶的温度低而不适用于耐用性产品。在180-220熔化，溶解程度接近于液体并迅速硬化。造型时各个截面的连接性良好有光泽，因而从视觉上3D打印机的堆叠的条纹较细。但是没有弹性，耐热性差，后处理比拟难的缺点。 1.2.2 ABS丙烯腈丁二烯苯乙烯-Acrylonitrile Butadiene Styrene ABS是最常用的热塑性塑料。

4、缺点是需在射出成形机的215-250的高温下进行处理并且输出时会出现收缩。但是易于二次加工，相比照PLA耐用且相对价格也便宜。加热工作台和能够保持恒定温度的腔室是必不可少的。 1.2.3尼龙Nylon、聚酰胺Polyamide 尼龙是称为聚酰胺的合成聚合物的通用名称。尼龙能够讲是最古老的塑料，其状态为从固体到粘性状态均有。它对各种物体的外表具有良好的粘附性并且其被膜具有良好的可弯曲性。 1.2.4 PVA聚乙烯醇-Polyvinyl alcohol PVA是聚乙酸乙烯酯的可水解的水溶性合成聚合物。它能够完全溶解并快速溶解，并在高于200的温度下射出成形。PVA在合成聚合物高分子中具有独特的水溶

5、性。可在温水75以上中溶解，但在冷水中却是只膨胀溶解的难溶性产品。在酸和碱中可膨胀或溶解。被摸相对于其他树脂更具有抗张力、抗拉强度、延伸率和耐磨性。 1.2.5 HIPS高抗冲聚苯乙烯-Impact Polystyrene HIPS与ABS非常类似，但是使用时会与不同的溶剂一起使用。它是用聚苯乙烯和橡胶合成的材料。冲击强度会随着橡胶含量的增加而增加，但是抗拉强度、耐热性、耐光性、可模塑性和外表光泽度反而会逐步降低。 23D打印技术的应用领域 本来属于将来技术的3D打印如今越来越接近了现实。最初研发三维打印的目的是为了制作试制品，而如今其领域逐步扩展到各种各样的产业生产领域；生物医学和生命工程、

6、建筑和家具，时装、航空航天尖端技术产业领域；艺术品的复原等艺术领域，甚至开场在家庭中普及。在产业生产领域，利用3D打印机逐层叠加精致细密的数码层，能够实现精到准确的内部构造和造型，并且还能够复制无限。和传统的产品研发相比，具有明显降低所需的成本和工作量的卓越的效率性。在家具方面，通过各种实验和材料能够实现复杂的形状和构造而作为新领域开场引起了人们的关注。 33D打印技术应用的案例 3D打印技术近期几年得到了长足的发展，也逐步得到了消费者的认同，并且在家具设计领域出现了很多优秀的设计师和设计作品。 3.1 Patrick jouin 1967年设计师Patrick Jouin出生于法国。2005

7、年Patrick Jouin推出最新设计的Solid家具系列，该系列是由Patrick Jouin与Materialise公司合作设计并制造的。这一系列家具产品都是通过3D打印机打印完成的，具体表现出了3D打印机在复杂构造状态下打印实体的能力。在这一系列产品之后Patrick Jouin又设计了一款可折叠的凳子OneShot.OneShot是由多个构件组合构成，而它的每一个构件都是通过3D打印机打印制造完成。不仅具体表现出3D打印机打印实体的能力还具体表现出了打印出来的构件还能够进行组合拼接保证产品的正常使用。 3.2 Bitonti 设计师Bitonti是一位建筑与土木工程设计师。一直以来他

8、的设计作品中大量的使用3D打印技术。2007年，Bitonti正式创办了属于自个的设计工作室，并在之后将工作室改名为 Bitonti .Bitonti不久以工作室的名义发布了最新设计的3D打印鞋，并以此一炮而红。这件设计作品给他和他的团队宏大的名声的同时，也给带来了更多的设计工作。随着设计出来的作品影响力越来越大，也使得Bitonti对3D打印技术愈加充满自信心，之后Bitonti单独研发了一套数据运算系统，应用于模型的自动生成。通过这套运算系统生成的模型打印出来的ABS塑料家具，每一个都有属于自个的独特构造和纹理。能够充分知足消费者对于家具的个性化要求，同时节约了时间，提高了工作效率。 43

9、D打印技术在家具设计中的应用方向 4.1常规应用 3D打印技术如今再各行各业都有的相应的使用，并且范围非常的广泛。在家具设计行业更多的应用于家具设计定稿之后进行实体打印，通过对家具设计方案的实体打印，能够发现很多在草图和建模阶段无法发现的问题。有了3D打印技术就能够相对直观地解决这些问题，根据客户的实际需求，设计出更好的优化设计方案，才能使得设计方案愈加贴合消费者的需求。当然，3D打印技术将设计方案转化为实体的效率远比传统的方式愈加高效，同时转化成本也得到了相应的降低。使得从家具设计方案到成品的成本得到了降低。 3D打印技术在家具设计方面的应用除了在设计方案定稿之后进行模型打印之外，还能够运用

10、在构造相对复杂的家具构造的设计经过中。由于有的家居产品构造过于复杂，传统方式无法做到一体成型。构造分拆的方式固然解决了复杂构造家具的制造问题，但是也使得家具产品构造的稳定性遭到毁坏。而通过3D打印技术就能够做到一体成型，完美地解决了复杂构造家具必须通过构造分拆的方式才能进行制造的问题大大提高了构造的稳定性。3D打印技术的优点不仅表如今于使其构造愈加稳定，还在于能够缩短复杂构造家具制造的时间。在复杂构造状态下家具生产时间过于漫长，例如曾侯尊盘，它被称为不可复制的传世青铜器。但是其工艺之繁琐、耗时之久，是当代家具生产者所不愿意付出的。而3D打印技术能够在短时间内完成对复杂构造产品的打印制造，甚至在

11、条件允许的情况下能够同时打印多个产品来提高工作效率。 相对于一体成型，混合构造才是家具设计的常态。传统家具一般都是由同一种材料构成-木质构造。当代家具产品创新设计的形式有很多，而更多的是通过使用多种材质材料结合的形式进行创新设计。这种设计形式，不仅增加了家具设计方式的灵敏性，更加强了家具在室内环境中所展现出来的视觉冲击力。这时3D打印技术的特殊成型工艺，就显现出它独有的优势即能够使产品增加混合材料的种类，还能够使多种材料进行无缝连接。 4.2私人订制 随着人们生活水平的提高，在物质生活品质生活有着更高层次的追求，使得人们对于个性化家具产品的需求同市场上日益同质化的家具产品的矛盾日益尖锐。固然很

12、多企业和相关学者提出了多种多样的方式用来知足消费者的个性化需求，但是其基于大批量生产的本质并没有发生变化。为了解决这一问题，一些商家提出私人订制的理念，这里的私人订制与传统的订制家具不同在于，传统的订制家具更多的是运用单一的材料和固有的构造，对已有的家具形式的模拟。而私人订制不仅能够到达传统的要求，而且能够将我们天马行空的想象通过设计的家具展现出来。3D打印的出现及应用则在技术层面上为私人订制家具的普及提供了保障。 私人订制的客户通过网络根据自个心仪的设计风格，选择对应风格的设计师进行设计。与设计师进行网络沟通沟通，通过面对面的方式讲明自个在产品设计方面的需求，而不是只凭借一张调研问卷。设计师

13、根据客户的产品需求进行定制化设计。通过建模的方式展现设计师的设计作品，并通过渲染将作品置于使用环境中。使得客户能够在网络中观看渲染效果图，愈加直观地观察设计师的设计作品，然后对于华而不实有待商榷的细节进行再次沟通，提出修改意见。这样的经过经过反复几次修改最终定稿。将设计模型提交客户。客户能够选择由设计师所在的公司提供打印服务，可以以自行选择距自个近期的提供3D打印服务的公司进行打印，使客户拥有绝对的自由选择的权利。这种异地分散制造方式的实现，充分利用不同地区的资源，实现资源的合理利用。同时减轻了家具运输经过中的污染，也降低了产品的运输成本。 4.3家具修复 相对于其他方面的应用，3D打印在家具

14、修复方面的应用使用率频率相比照较低。 家具经过长时间使用，除了所使用材质会由于时间的流逝到达材质的使用寿命会遭到一定程度的损害之外，家具由于磨损也会造成损坏。但是有了3D打印技术，能够使用三维扫描仪对家具损坏的部分进行3D扫描进而生成数字模型。并对损坏的部分进行再设计，将设计好的方案建模、渲染查看效果，最后将设计好的模型通过3D打印技术打印出来，进行拼接、抛光。使得那些已经损坏的家具经过设计师的再设计重新焕发光彩。 5结论 现如今3D打印技术仍然存在着各种各样的问题，但随着该技术在各行业中的广泛应用，3D打印技术将会不断地完善，日趋成熟以适应社会的需要。本文也有相关的经典案例介绍，能够得出较为全面的整合信息。由此，我们能够得到3D打印技术的广泛应用是时代发展中行业的必然趋势，我们只要合理地将3D打印技术运用在家具设计中顺应时代发展潮流，才能在设计中构成自个独特的风格，不被时代所碾压。 以下为参考文献 1李英。3D打印技术对家具设计的影响研究D.湖南：湖南师范大学，2021.