3D打印技术下产品设计创新网络系统研究范文

随着时代的发展、消费者思维的解放，民众对个性化设计需求越来越大，同时也更加注重设计参与感。目前产品设计依旧存在许多缺陷，互动化设计有助于弥补设计的缺陷。3D打印技术与互联网时代结合，让“人人都是设计师”不再是梦想，进一步催生了社会化设计，促成万众创新的社会形态。在当前的网络时代，挖掘3D打印技术潜力必须依靠互联网，围绕3D打印形成一个社会化设计、个性化设计、互动化设计相结合，将用户、社区、设计师、企业紧密联系在一起的万众创新系统是必然趋势。目前该领域的研究仍很薄弱，在一定程度上阻碍了3D打印技术的发展与普及。本文针对上述趋势，在对现有案例分析研究的基础上，提出将3D打印技术与互联网结合，构建一个以用户为中心的产品设计创新网络系统。

一、3D打印技术下产品设计系统的发展趋势

无论3D打印技术如何发展，都将服务于用户，因此所有的设计过程、设计结果都以服务人为目标。在3D打印技术下，用户将作为系统中心统筹各要素的关系。未来产品造型将趋于多样化，消费者是否购买一件商品主要由设计决定。相较于普通产品，好的工业设计产品的优势在于：它拥有吸引消费者的说服力和沟通技巧，以及传递给消费者想要拥有的强烈信念。而要使产品具备此特质，就必须设计出符合用户个性化需求的产品，将个性化设计与互动化设计融入设计过程中。设计是最有利的竞争武器，企业必须运用它来获得先机，为人们提供成功的解决方案，并快速获得用户反馈。而好的设计来源仅依靠设计师的苦思冥想是远远不够的，其结果也难以符合用户的需求。好的设计必须依靠大量的用户数据，挖掘用户智慧，并进行整合，最终实现社会化设计模式，形成万众创新的社会形态。要实现3D打印技术下的个性化设计、互动化设计、社会化设计，必须依托互联网聚合力，搭建起系统平台，将企业、创客、设计师、用户紧密联系在一起，最终搭建用户与设计之间的桥梁。用户作为设计的中心，必然是万众创新系统的核心要素。用户提出创意或需求，通过此系统进行以用户需求为向导的设计过程，使理念创新不仅存在于创新过程本身，也存在于媒体中，整个设计过程更加直观、公开、快速、透明。产品设计创新网络系统通过“3D打印+互联网”模式，将带给人们更多的想象空间，可以实现在线创意、在线设计、在线3D打印、在线销售，形成“云创意+云设计+云制造+云销售”的模式。通过互联网将相关工作人员联系起来进行头脑风暴，形成创意，共同协作完成设计，使具有销售能力的人才对设计产品进行推广销售，让每个参与其中的人都可能获利。用户只需要有想法、有创意，或者能做3D设计，或者拥有3D打印机，或者懂得网络营销，就可以参与其中，甚至这些都可以不具备，仅提出需求就可以。在未来，能够发现问题、提出需求和创意将变得比任何时候都重要；而设计、制造、销售都将成为服务需求的工具（图1）。针对目前人的智慧未被充分挖掘、用户需求无法满足、3D打印技术未深入运用的现状，本文以3D打印为技术依托，以用户为核心，以创意为重点，创建一个产品设计创新网络系统，以弥补创新系统缺失问题。

二、案例分析

（一）3D打印网络平台案例研究——Shapeways公司

目前围绕3D打印技术建立的打印市场及社区，最系统全面的为Shapeways公司。用户可以在此平台上和展示设计，同时可以开设商店售卖自己设计的3D作品。当其他用户下单后，Shapeways代为生产，并进行包装快递，为用户解决了很多问题。本节将对Shapeways公司建立的3D打印网络平台进行分析研究，总结其优势与缺陷，为后续系统创建奠定基础。Shapeways平台共有3个模块，分别是商铺，设计及销售。在每个模块下又分为多个细分模块。商铺模块：此模块为用户自己开建的网上商铺，类似于淘宝网模式，但每个商铺中只有一个已开发完成的作品与项目。商铺通过分类模式进行管理，分为配件、珠宝、艺术、动画人物、礼物等10个类别。用户的设计作品将在此进行展示与售卖。其他用户可通过类别搜索查看，对作品进行评价，投票与个性化预定，目前个性化预定仅限于材料与色彩。用户下单后，Shapeways公司为店主进行3D打印制作，将作品邮寄给店主或者用户。设计模块：设计模块是专为上传文件设置，整个操作流程为作品设计、作品上传、通过检测、上传成功、对产品进行标价、进入商铺平台进行售卖。销售模块：用户在此模块创建自己的商铺，将作品上传至商铺，价格设定之后，进入商铺模块进行产品售卖。从3个模块功能概述中可以看出，Shapeways平台以3D打印产品售卖为核心，不管是商铺、设计还是销售模块，都是为用户服务。

（二）案例启示

Shapeways平台具有如下优势：1.三大版块清晰，产品分类细致，便于用户对所需产品进行搜索与购买；2.考虑到用户的多元化，很多用户不具备产品设计能力，该平台为用户提供多个3D作品设计的途径，如运用3D打印APP进行设计、三维软件建模、聘请设计师实现自己的设计；3.创建了设计师专区，为用户与设计师之间搭建桥梁；4.抓住用户盈利目标，定位准确。Shapeways平台的不足：1.三大模块下分类较繁琐杂乱，各分块之间连接性不强；2.只接受可打印模型的上传与售卖；3.产品的个性化仅限于材料与色彩上的选择，在造型设计上优势不够突出，没有实现3D打印技术在个性化设计上的优势；4.没有发挥3D打印技术可持续发展优势，订单由Shapeways公司打印生产，而大多订单不在本地，需要经过长距离运输，增加成本的同时也对环境造成一定负担。Shapeways平台给3D打印设计带来的启示：1.创建3D打印社区，全球各地的3D打印机都能加入此系统进行生产打印产品，充分发挥3D打印技术可持续发展的优势；2.将模块清晰化；3.提供设计师资源，实现用户个性化定制。

三、系统构建

（一）确立系统目标

针对3D打印技术所影响的未来社会形态，结合现有案例分析，拟围绕3D打印技术建立产品设计创新网络系统的目标：1.实现个性化设计、互动化设计、社会化设计、可持续设计；2.实现“云创意+云设计+云制造+云销售”；3.集合人类智慧，将人的智慧发挥至最大，快速将创意转变为实际产品；4.鼓励用户发声，扩大用户在设计中参与感；5.最大限度满足用户需求，将用户利益最大化；6.更合理地利用3D打印技术完成直接制造。

（二）因素分析导出系统模块

一个产品从创意到实现，体现的是人群需求、资源供给、技术支持的有效结合，需要多方面的支持，包括设计师的策划与支援、技术人员的协助，甚至是后期销售人员的智慧等。在产品实现中，根据人群不同，导致人的需求定位不同。针对3D打印系统平台，与之存在关联与接触的人群主要有用户、设计师、专业人士、创客及企业。创客与企业作为合作团体，存在相似之处，可将二者归为一类。因此，此平台目标用户为广大用户、设计师与专业人士、创客与企业。这些人群对于系统平台的功能需求各不相同。

1.大众用户需求：

期望可以主宰自己的设计，对创新感兴趣、有想法，愿意说出自己的需求，提出自己的创意。职业、文化、身份及社会地位都无法改变大众用户身为用户的本质身份，无法改变其对真实物质的需要。因此，广大用户对于平台的需求是可以将自己的创新点、创新概念以平台计算的模式展现出来，直观显示其对新鲜事物的渴望、需求以及接受能力，让设计团队和企业发现。

2.设计师与专业人才需求：

设计师在进行设计时需要源源不断地迸发设计创意、了解用户需求；根据用户数据设计开发产品，以满足用户的特定需求，达到实现自我价值与满足用户需求的共赢状态。

3.创客与企业需求：

企业最大的核心是利益。企业需要快速抓住市场，找到开发和创新机会，极大地扩大产品成功率，减小风险。产品实现中的另一个基础是多种资源的供给。资源的丰富性必然导致资源的难管理性。因此，平台需要对产品模型及项目进行管理。就目前3D打印技术的使用状况而言，仍存在一定的限制，什么样的产品可以进行打印，打印时需要什么材料，在设计过程中如何避开局限，这些都是专业设计师在设计过程中需要考虑的问题。同时，用户在自己进行打印时也需要考虑上述问题。若不对设计产品进行一定的管理和控制，将会出现设计泛滥，导致真正有价值的设计将无法被用户和投资人发现，进而难以实现其使用价值。

（三）建立系统模块

根据产品实现的关键因素分析，将用户需求、资源与技术进行因素提取，并对因素重新进行聚类分析，重新建构联系，得出4个潜在的平台或社区：创新社区、资源社区、3D打印社区、人才社区。每个平台的具体操作和用途如下：

1.创新社区（图2）

在万众创新的社会形态下，任何个体都可能成为设计师或是创新者，主宰自己的设计。个人的创造可以丰富自我与人生，甚至在某种程度上也可以改变这个世界。此平台为任何有创意、有想法的人创建。此模块最大的特点在于将人类的智慧进行发散及叠加，用户在平台上提出需求，其他用户参与讨论和沟通，并对其他用户提出的创意进行投票。企业可在此平台收集创意，发现需求，挖掘项目机会。同时此平台为企业连接到大批用户。当产品方向确立后，企业能通过此平台快速找到目标用户，进行产品协同设计，用户将有更多权利掌控产品的功能、造型、色彩、材料，甚至结构。创新平台能实现多赢的局面，用户加入设计成为设计主导，从中获利的同时，还能满足产品需求，并获得幸福感。

2.资源社区（图3）

资源社区是围绕专业设计师及设计爱好者搭建。资源社区专指设计资源，包括设计模型、设计项目及3D打印设计知识与准则。人们可以在此平台自己的设计项目或者设计模型，用户可在此找到想要的设计，通过免费或付费的方式获得设计模型。同时，设计师也可以自己已开发完成的设计项目，进行预售或者用户的个性化定制，为设计师提供实现自我价值的机会。

3.3D打印社区（图4）

3D打印技术的发展，促进3D打印技术走入家庭，除了其个性化设计、便于制造、互动与参与感强之外，另一大因素便是盈利。拥有3D打印机的用户，可能想要创建“个人工厂”来盈利，但难以找到合适的途径和通道。此时就出现了3D打印社区。只要用户拥有3D打印机，就可以注册加入其中，当其他用户有需要打印的订单时，系统将会匹配最合适以及最近的“个人工厂”进行制造。若用户需要将产品卖给美国的客户，那么通过社区可以找到美国当地的3D打印机，并将设计发送过去进行生产。3D打印社区不仅推动3D打印机的普及，同时发挥了其重大的优势——可持续设计。3D打印机种类繁多也是3D打印社区形成的原因之一，不同的产品和需求需要不同的3D打印机完成制造。人们不可能拥有所有类型的3D打印机，组建打印社区可以使打印的产品丰富化。这不仅解决了“个人工厂”生产力不足的问题，也进一步促进用户在创意社区的活跃度。

4.人才社区

人才社区创立的意义在于提供人才资源。人才社区建立，通过对人才进行分类管理，设计师、设计院校师生、技术人员等各类人才能在此平台上传个人资料进行身份认证。当创意研发需要协助时，团队以及平台管理者将能发现人才。因此，对于设计院校来说，这是一种活跃的人才孵化噐。人才社区的另一个意义在于：创新社区涌现的大批创意，能得以实现的只有极小一部分，即使创意得到通过，也存在经过专业评估后失败的情况。因此，当用户有强烈欲望想要实现创意时，即可在此平台找到合作设计师与专业人员协助自己完成设计和创意，以此来搭建用户与专业人才、企业与设计院校之间协同创新的桥梁，增强人才的利用率，实现用户与专业人士的价值。

（四）构建设计流程

根据目标的设定，产品设计创新网络系统流程为：设计需求及创意提出（用户提出自己的需求以及创新想法）——创意选评（用户进行投票，估价和评论）——项目确定（设计产品最终确定，加入用户进行协同设计，确定产品的最终功能、造型以及结构）——任务分解——产品预售（产品在网络上公布进行售卖预定）——根据订单制造产品。即分别对应云创意、云设计、云销售、云制造（图5）。万众创新社会化设计形态建立了商品用户与企业、设计师直接沟通的渠道，尤其是在全球化的环境中了解用户真正的多元需求。通过对多种情形的深入分析，找出多种可能性，最终绘制出产品设计创新网络系统流程图（图6）。

结语

未来3D打印技术将通过网络实现自身的价值，人们能通过网络来表达自己的需求。3D打印机将像电脑一样被家庭所拥有，通过网络形成3D打印社区。在此趋势下，构建3D打印技术下产品设计创新网络系统，将4个社区智能地连接起来，真正实现个性化设计、互动化设计、社会化设计及可持续设计，使每个群体都能在该系统中实现自我价值并获取利益，最终实现“云创意+云设计+云销售+云制造”模式，将3D打印技术的价值发挥到极致。

作者：陈汗青 单位：武汉设计工程学院