3D打印手板模型为工业设计带来的好处

　　在工业设计流程中，模型制作是重要的环节，从纯手工模型制作到半机械化模型制作到现代3D打印手板模型制作的进步是现代制造技术进步的一个缩影。

工业设计之初的决策是对产品的设计定位、成本控制、生产制造、质量检测、宣传展示、市场营销以及回收处理等整个生命周期作的全盘考虑，影响深远。研究表明，产品的生产成本80%是在设计阶段决定的，设计阶段是控制产品成本的重要环节。现代工业的快速发展离不开现代工业设计手段的不断进步，工业设计是企业提高竞争力的重要手段，在企业的产品研发流程中，工业设计始终起着总揽全局的重要作用。

1 设计优化

现代工业设计涵盖的内容十分广泛，小到回形针、圆珠笔，大到飞机，轮船，无不包含着现代工业设计的影子，但是如此众多的产品，其设计方法并不相同。偏重于几何图形的机械零部件可以很好地通过计算机制图直接设计，还可以通过计算机三维软件的动力学法则进行一定程度的运动模拟实验。对带有曲面的一些产品，比如日用小家电产品，一方面可以通过计算机直接进行设计，另一方面也可以通过逆向工程技术进行三维测绘获得三维造型数据，通过计算机的差值算法进行平滑修正，修正后形成的三维模型数据就可以直接通过计算机快速模型技术直接复制。对偏重于曲面造型变化的艺术品设计时，这一方法优势更为明显，因为艺术品的外观造型侧重人的直接美学感受，往往无规律可循，很难在其中找到规则的几何元素，如果直接进行电脑三维绘图，反而是事倍功半，即使建立起了模型，其后续修改性也很差，如果反其道而行之，首先由造型设计人员直接用油泥等材料塑造形体，然后通过三维扫描设备将模型参数化，得到原始模型的电脑数据后再进一步通过快速模型设备加以复制，就可极大地提高设计效率。

2 设计讨论

在产品设计的过程中，讨论十分重要，可视化是产品设计表达的重要环节，是设计讨论的基石。快速有效地建立产品的模型，可以在相同的时间获得更高的设计效率。在设计创意阶段，使用最多的往往是基于图纸的2D表现，然而到了中后期，设计的表现将更加具体，应该采用更为具体直观的手板模型作为讨论的对象。与平面的2D表现相比，手板模型有着无法替代的优势。手板模型可以使产品的细节更加明确，产品的视觉感受更加直观，设计团队中每个人都能够察看这些设计，在协调整个团队的工作方面优势明显。图1为设计鼠标造型时，对多种造型方案均做出模型用于设计讨论，相比较于2维平面图，1:1制作的手板模型更为直观，设计人员可以通过直接的握持感受鼠标的使用效果，使鼠标造型的讨论建立在更加真实的基础上，这是平面图纸所无法替代的。

3 功能测试

手板模型的制作可以做一定的功能测试，可以模拟产品最终的形态，包括功能形态，曲面形态等，模型制作可以允许设计者在模型动态模拟，内部结构上获得最为直观的了解。如使用具有一定强度的材料，就可以制造出包含有内部结构的功能型手板模型，以检验产品的结构是否合理，壁厚是否符合要求，运动部件是否顺畅等。也可以用手板模型作空气动力学检验。如在汽车、高速列车或航天器等需要高速运动物体的设计方面，可以制作1:1的模型，将其放进风洞中，进行直观的空气动力学研究。

4 降低成本

一个花费1000元模型制作检验出来的设计缺陷，如果投入生产，投入市场，可能造成1000万元的巨额损失，在很多时候，这一问题往往是致命的。设计过程的稳步推进十分必要，所以在产品设计早期及时发现产品设计过程中的缺陷，及时修正，从而避免后续生产的问题十分重要，其中模型制作是我们可以利用的重要环节()通过手板模型的制作，能够通过较小的成本获得产品最终的形态、大小、结构、色彩或进行人机工程学测试，也能够预知产品体积、质量等重要信息，这对产品的包装成本、运输成本以及生产制造消耗的原料成本都能有效控制。并由此估算出产品的销售价格和销售利润。如果成本超出设计之初的设想，可以及时进行调整，直至达到成本既定的目标范围。手板模型的制作是企业成本控制的有效手段。

博瑞展认为，手板模型制作不仅对产品设计决策起着十分重要的作用，更是产品信息保密及市场推广的利器，不可小觑。而3D打印技术尤其是工业3D打印机在手板模型制作领域的应用更是进一步推动力产品开发及生产成本的降低。