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1基于虛擬網絡技術的3D打印包裝技術概述
傳統的網絡技術是基于IP來進行的,長時間發展環境下,對于網絡技術的發展有了全新的理念,虛擬網絡技術逐漸進入到人們的視野中。虛擬網絡與寬帶網絡不通,能夠在現場構建出全面的結構體系,并不單純是基于IP基礎上來進行信息傳遞共享的,這樣在信息傳遞效率上會有明顯的提升,并且在進行網絡技術開發利用時也擁有了更廣闊的前景,在此基礎上所進行的3D打印包裝技術實現得到了全面突破,可以在短時間內達到理想化的技術應用效果,應用于精密行業的設計制造中,能夠將打印制造的原料全部投入到使用中,這樣就不會影響到使用功能的實現,并且所打印的產品也從平面逐漸向立體化過度,在各行業的設計中最常使用到這種技術。在打印前產品是虛擬的,需要通過計算機軟件來進行構建,這一點與虛擬網絡更加符合,基于網絡虛擬技術基礎上所進行的3D打印包裝,設計理念所受到的約束更小,對于常見的技術性問題,在設計期間會通過理念完善來解決,最終所應用的技術也能快速實現功能。
2基于網絡虛擬技術中3D打印包裝技術的實用化能力
將網絡虛擬技術與3D網絡技術相互結合,最終所形成的技術方法中,能夠將網絡虛擬的先進性充分引入其中。該項技術是以傳統的打印技術為原型來進行的,在此基礎上可能會遇到不同程度的打印問題,但通過技術性方法也都能夠得到更好的解決。原有的3D打印技術中,僅限于塑料材料,并且打印的速度、成本也都不夠理想化,經過一段時間的應用與發展,技術得到了更好的改進,在打印原料種類上有明顯的增多,除模型之外,還可以打印出所需要的精細零件,將其應用在設備的制造中。對金屬材料也能夠進行塑性,將所要打印的模具模型以程序代碼形式輸入到計算機中,打印時連接虛擬網絡來進行,這樣打印可以完全按照輸入的參數代碼來進行,在規格上不會出現誤差,與傳統的塑料材料相比較,應用金屬材料后,打印的效果有明顯提升,金屬的塑性效果更加理想,不容易受到外界環境因素影響而發生形變,在此基礎上所進行的打印設計,涉及到精密的零件應用這種打印技術也能保障結構完整性不受到破壞。甚至可以將粉末材料經過融化快速塑性,這一點是傳統打印技術所不能比較的。3D打印技術在醫療方面的應用,通過這種打印技術,能夠將細小的芯片植入到人體皮膚內,并對人體的骨骼、皮膚進行小面積重造,基于網絡虛擬技術基礎上所進行的3D打印包裝技術應用,在個別精細領域中正處于研究階段,在醫療方面也有嘗試的經驗,對于常見的技術性問題,在網絡虛擬化技術中,可以將設計理念轉化為具體的模型,這樣所進行的優化處理才更具有針對性。3D打印需要做到根據實際需求來進行現場調節,優化所打印的產品,確保產品在安裝使用時強度以及規格能夠與原有的環境保持一致,更好的融合。最后是在軍事領域上的應用,武器從設計到制造會經歷很長一段時間,但現階段軍事行業的發展對產品更新換代時間要求也在逐漸提升,應用3D打印包裝技術,與傳統制造方法相比較能夠節省三分之二的時間,并且制造的形式是從整體化來進行的,不需要復雜的拼裝過程,可以直接將武器制造出來,在網絡虛擬技術中進行設計,可以對武器的使用情況進行模擬,設計人員觀察模擬過程并對結構進行更深入的優化,這種優勢是傳統技術中所不能達到的。
3基于網絡虛擬技術的3D打印包裝技術發展前景
雖然在多個領域中都已經應用到了3D打印技術,但技術優化過程中,所體現出的矛盾性問題仍然需要進一步解決。通過上文論述可以了解到,3D打印包裝技術主要應用在高端領域中,并且使用的成本也相對比較大,在民用領域中很少涉及到,這也成為技術未來發展中主要突破的內容。未來的發展優化中,必然會以提升使用效率、降低使用成本為發展理念,使3D打印包裝技術能夠真正的融合到人們日常生活中,增強技術應用的服務性。個性化醫療定制或人體器官復制將不再是普通老百姓難以享受到的“特權”,醫療效率更高,許多現在難以攻克的難題,未來將不再困擾患者。
參考文獻
[1]孫文德,匡慧珍,楊志誠,王力武.杭州3D打印技術產業發展現狀及發展路徑建議[J].現代城市,2015(03).
收稿日期:2013-07-19
作者簡介:劉禹(1979—),男,中國科學院自動化研究所副研究員,博士,研究方向為知識管理。通信方式:yuliu@mailiaaccn。
李志江(1948—),男,中國社會科學院語言研究所副編審,研究方向為辭書學、詞匯學。通信方式:。
近年來,3D電影、3D游戲、3D打印等高新技術深刻地改變著人們的生活方式和工作方式。3D技術的概念特指基于計算機及互聯網的三維數字化技術。經過數十年的發展,3D技術在成熟度、易用度、經濟性等方面都已經取得了巨大的突破,成為促進我國文化創意產業升級和自主創新的推動力。
3D打印機最早出現在20世紀90年代中期,是以計算機三維數字化設計模型為藍本,經軟件分層和數控成型等步驟,將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等材料逐層堆積黏結而制造出實體產品的數字化制造設備,屬于“增材制造”的技術范疇。3D打印這種分散式生產的模式,可以直接利用3D模型數據打印生成服裝、建筑模型、汽車零件,甚至是巧克力,讓人們在自己家中或企業里以更廉價、更快捷的方式生產一件或一批產品。這將改變傳統垂直化工業生產的模式,應用前景廣闊。
前面提到的“3D技術”和“3D打印機”都屬于字母詞。其中3是阿拉伯數字,D是英文縮略,“技術”和“打印機”分別是漢語。二者都屬于混合型字母詞。
字母詞的漢化通常是字母詞的最終歸宿,如BP機漢化為尋呼機,Email漢化為電子郵件等,但公眾接受漢化詞的過程長短不一。我們應密切關注字母詞的出現和普及,及早為字母詞確立相應的中文規范。最好在社會普及之前就完成這項工作,以免日后再硬性地“糾正”公眾的約定俗成。因此,現在討論3D技術和3D打印機的中文定名正逢其時。
3D是英文three dimensions的縮略語。three對應的漢語是“三”,dimensions對應的漢語是“維度”。所以three dimensions可直譯為“三維”,即物體的長、寬、高三個維度;也可翻譯為“立體”,即有長、有寬、有高的,就是立體的。
從標準翻譯來說,3D的中文應規范為“三維”,3D技術應規范為“三維技術”。同理,“3D電影、3D模型、3D游戲、3D打印、3D液晶顯示器”都應分別規范為“三維電影、三維模型、三維游戲、三維打印、三維液晶顯示器”。
關鍵詞:3D打印;CAD;模具制作;模具修改的新方法
1 問題的提出
伴隨生產制造業的發展,模具的需求量越來越大,但模具的生產制造過程過長一直沒有得到很好地解決。而3D打印恰巧是一種快速成型技術,恰具有快速、高效、便捷等特點。它是伴隨著現代CAD/CAM技術 、分層制造、機械工程、激光、計算機數控、精密伺服驅動以及新材料等多方面技術突破的基礎上集成發展起來的。3D打印可以在醫療、建筑、制造等多行業發揮重要作用,有人說3D打印技術是一項革命性的技術,因為3D打印技術配合三維建模軟件可以大大提高模具的生產效率、縮短模具制造的生產周期和降低資源損耗。
1.1 3D打印的原理
生活中普通的打印是對將墨水印在承印物上,而3D打印是一種立體打印技術,根據美國材料與試驗協會(ASTM)2009年成立的3D打印技術委員會公布的定義,3D打印是一種與傳統的材料加工方法截然相反,它是基于三維CAD模型數據,通過增加材料逐層制造的方式制造模型。就像將一層層材料用粘黏劑粘起來一樣,不過其制作材料和粘黏劑都是特殊的材料,他的材料能夠液化、粉化、成絲或其它多種形態,打印時又能快速的硬化。現在多采用金屬、塑料和陶瓷等特殊處理的材料。其采用直接制造的模型是通過計算機模擬軟件建立與物理實體模型一致的三維數字模型,打印機使用一些特定的材料對材料的層疊,形成所需的模型。
1.2 打印制造過程
1.2.1 建立三維模型
首先通過對產品的可行性分析,確定產品的工藝方案,并對模型做出初步的設計。瓶子由瓶身、瓶肩和瓶身以及瓶底組成。以三維軟件建立圖形時先從瓶口開始,建立立體的三維實際模型。然后在實際模具中去除改瓶身的形狀的部分,即可所得制造該形狀瓶子的簡易模具。
首先建立模具的三維模型。3D模具是基于計算機建模軟件的技術生成的,可以通過SolidWorks、UG NX、AutoCAD、Pro/Engineer等三維建模軟件進行3D模具設計,solidwords功能強大,簡單易學但是組件繁多,軟件較大。UG主要適合于大型的汽車、飛機廠建立復雜的數模,對曲面渲染較好,Pro/Engineer主要適合于快速建立較為簡單的數模。AutoCAD可用于二維和三維圖像的繪制,應用領域廣泛。在這里我們使用AutoCAD建立有一個高130mm,底面直徑60mm,瓶口直徑20mm的簡易吹塑模型。下面是簡單的步驟:
(1)打開AutoCAD ,新建文件,從瓶口開始建立,在命令欄輸入命令pline選擇多段線工具(或菜單欄-繪圖-多段線[P]),隨機選擇一點,建立塑料瓶基本圖形。輸入下列括號內的命令:
首先建立瓶口(@10,0)、(@0,-10)
然后建立瓶口的曲面 (a) 、(@10,-10)、 (a)、 (@10,-10)
最后完成整個曲面 (0,120)、(c)
對該圖形進行“旋轉”360度。輸入命令(revolve)、(360)以左側為軸建立飲料瓶實體。
(2)建立一個高長寬為140、70、70(mm)的長方體。輸入命令(box)任選一點,輸入(70,140,70),建立長方形。
(3)通過輸入(3dmove)三維移動(3drotate)三維旋轉等命令將飲料瓶放入長方體內。
(4)使用差集。選擇對象為長方體,減去對象為建立的飲料瓶。輸入(SUBTRACT),空格,選擇長方形,空格,選擇模型,空格,形成中空的塑料瓶。
(5)輸入命令(slice)選擇該模型,空格,輸入xy,以模型中心為軸心進行剖切。
(6)另存為**.stl文件。建立模型完畢。如圖1所示。
1.2.2 打印三維模具
根據實際情況,采用的打印機型號為MAKERBOT REPLICATOR 2 3D為例進行打印,該打印機選用PLA材料,基本原理是將絲狀的熱熔性材料加熱融化,同時打印噴頭在計算機的控制下,根據截面輪廓信息,將材料選擇性地涂敷在工作臺上,快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后,機器工作臺下降一個高度(即分層厚度)再成型下一層,直至形成整個實體造型。成型材料種類多,成型件強度高、精度高,主要適用于成型小塑料件。
將設計好的3D模型輸入3D打印機,打印機軟件會自動分析模型,將模型根據分辨率進行分割成層,然后根據你的參數設置選擇合適的打印速度形成相應精度的模型,將模型進行打印層疊。3D打印機是3D打印過程的重要一環,也是將它與現階段的模具車間加工修改所不同的一個方面。它是將大型機床簡化并與計算機新技術、新材料復合成的機械制造設備。它可以快速生成模具--將模具打印出來。將模具拿去進行試驗加工,對其中出現的問題進行分析,對相對應的模型進行修改。3D打印技術在本環節實現快速修改的性能。避免對模具進行修模再制造然后再試這樣一個“漫長”過程。
1.2.3 模具生產制造和產品制造
3D模具試驗結果吻合產品要求后,就可以將3D模型傳輸到車間進行生產和裝配,進行大批量的生產。在實際的模型制作過程中,我們使用的可能是一些金屬材料或者陶瓷材料對模型進行打印,打印精度可以設置更高。
2 結束語
關鍵詞:3D打印技術;汽車行業;影響
與傳統的“去除材料”加工方法不同,被稱為“具有工業革命意義”的3D打印(3D Printing)是一種“添加制造”(Additive Manufacturing)技術。與傳統技術相反,“添加制造”技術是采用層疊方式制造零件的方法。[1]
經過數十年的發展,3D打印技術已經逐步成熟,價格有所下降,應用在多種學科領域上,例如:外科醫生打印器官;產品設計人員將設計的三維模型打印出來,做原型測試等。3D打印行業連續第二年增長達10億美元,總市值在2015年已經接近51.65億美元。[2]
1 3D打印原理
3D打印的步驟通常分為以下四步,如圖1所示。各個步驟的詳細說明如表1所示。[3]
2 常見打印方法
常見的商品化的3D打印機有七類,其中以SLA、SLS、FDM 和DMLS等四類為主[4-5]。這四類打印技術常見的信息如表2所示。根據打印零件的材料、結構、使用條件選擇合適的打印方法。
3 3D打印在汽車產業上的應用
3D打印具有數字制造、降維制造、堆積制造、直接制造、快速制造等特點[1],在汽車領域有著很廣泛的應用,本文從汽車整車打印、汽車外形設計、個性化定制汽車等方面來說明3D打印在汽車行業的應用。
3.1 汽車整車3D打印
近些年,已有多個公司采用3D打印技術制造汽車整車。表3列舉了汽車整3D打印的歷史,3D打印廠商與汽車廠商的合作越來越緊密,這一合作勢必會推動汽車業的發展。汽車整車打印歷史如表3所示。
3.2 汽車外形設計
在進行一款汽車設計的初期,需要設計汽車的外形。汽車的外形對汽車銷量有著很大的影響,在設計時需要考慮到美學、空氣動力學、汽車的車型、材料工藝、價格成本等。圖3為傳統汽車造型設計流程。
在這個流程中,著重介紹油泥模型。油泥模型就是在數據模型的基礎上,用油泥、泡沫等材料做出實物來。在設計前期做小比例油泥模型,設計后期做1:1的全尺寸油泥模型。全尺寸實物油泥模型,主要作用有兩個:(1)直觀展現出設計師的設計,可以在實物上直接修改。在油泥模型上進行修改是比較容易了,可以直接用刮刀調整汽車造型曲面。(2)對車身外部進行風洞試驗。汽車在行駛過程中,會受到空氣阻力的作用,而且車速越大阻力越大。在設計階段做風洞試驗,就是模擬汽車在高速行駛的情況下,檢測受到的阻力、升力等數據,以便設計人員對車身進行優化。[5]
引入3D打印后,汽車的外形設計流程大大簡化,如圖4所示。
在使用3D打印技術后,不僅僅是設計流程大大簡化,更是節省了大量時間和金錢。如果車型需要修改,只需修改三維模型,打印3D樣車,新車的外形設計就可以完成。在汽車更新換代非常快的今天,采用這種方式設計的汽車廠商,會具有更快的設計周期,更多的產品類型。
3.3 個性化定制汽車
汽車在設計和生產的過程中,設計師要考慮人機工程學來設置汽車座椅高低、儀表盤布置、后視鏡大小等。人機工程學是根據大部分客戶的數據進行測量和統計的,選取最佳的設計方案,無法兼顧每個客戶的需求。每個客戶買的車都是從生產流水線上批量生產,毫無個性化可言,面對自己不喜歡或者是不合適的外形、配置等只能被動的接受。如果客戶在傳統生產方式下要求個性化,則會付出極高的經濟代價。
3D打印技術的出現,讓客戶有了個性化定制汽車的可能。消費者可根據自身條件、性別、動作習慣對廠家提出個性化要求,比如汽車外觀的改變、顏色要求、后排座椅變更、儀表盤排布等。在這種方式下,生產成本不會大幅提高,卻可以給客戶提供個性定制化獨一無二的汽車。
4 目前3D打印技術存在的問題
3D打印技術經過多年的發展,已經有了很大的進步,但是在很多方面和傳統加工方法相比依然存在不足,有以下幾方面問題:
4.1 3D打印材料及其強度
目前3D打印材料主流的是金屬、樹脂、塑料,其他的材料還在研究階段,需要研發出更多的材料才能在更多領域的大規模使用。根據所需零件的要求開發新的材料,并建立材料性能參數、打印方法、打印零件測試方法的數據庫。即便是現在能夠打印出一些金屬零件,但是對于有些零件要求的高強度高韌性金屬材料,現在依然存在技術難點。
3D打印由于采用添加制造的制造,原材料每層之間是疊加的關系,層與層之間的連接不如傳統的鑄鍛焊等加工方法。在垂直層方向上的受拉受壓強度也不如傳統方法。比較多的時候,打印零件只能用做原型,其原因是因為零件表面質量和精度不高。
4.2 3D 打印C速度
3D打印機由于層疊的生產方式,其速度目前還不能滿足大規模生產的需要。零件的打印體積會直接影響材料數量、成本、打印時間比如:如果要打印三倍體積的零件,花費的時間和成本將是原來的27倍,越大的零件將花費更多的時間。
4.3 3D打印的價格。
3D打印采用材料與傳統材料不一樣,單單從經濟的角度考慮,沒有明顯優勢。在3D打印產業化沒有完全形成時,原材料的價格比較高。對于工業生產,3D打印核心設備貴,即3D打印機的投資大,耗材貴。對于企業而言,前期投入非常大,也會造成打印零件價格高。
5 結束語
“具有工業革命意義”的3D打印技術在汽車行業中有著廣泛的應用,汽車整車打印、汽車外形設計、個性化定制汽車等應用已經比較成熟。但3D打印還是存在不少的問題,其打印的材料和強度、打印速度、打印價格有待進一步提高。可以肯定的是在未來汽車行業中,隨著3D打印技術的發展,使用范圍會更加廣闊。
參考文獻
[1]李小麗.3D打印技術及應用趨勢[J].自動化儀表,2014(1):1-5.
[2]黃健.3D打印技術將掀起“第三次工業革命”[J].新材料產業,2013(1):62-67.
[3]程美.3D打印技術及其對汽車設計的影響[J].汽車工程師,2015(10):13-15.
一、3D打印技術下產品設計系統的發展趨勢
無論3D打印技術如何發展,都將服務于用戶,因此所有的設計過程、設計結果都以服務人為目標。在3D打印技術下,用戶將作為系統中心統籌各要素的關系。未來產品造型將趨于多樣化,消費者是否購買一件商品主要由設計決定。相較于普通產品,好的工業設計產品的優勢在于:它擁有吸引消費者的說服力和溝通技巧,以及傳遞給消費者想要擁有的強烈信念。而要使產品具備此特質,就必須設計出符合用戶個性化需求的產品,將個性化設計與互動化設計融入設計過程中。設計是最有利的競爭武器,企業必須運用它來獲得先機,為人們提供成功的解決方案,并快速獲得用戶反饋。而好的設計來源僅依靠設計師的苦思冥想是遠遠不夠的,其結果也難以符合用戶的需求。好的設計必須依靠大量的用戶數據,挖掘用戶智慧,并進行整合,最終實現社會化設計模式,形成萬眾創新的社會形態。要實現3D打印技術下的個性化設計、互動化設計、社會化設計,必須依托互聯網聚合力,搭建起系統平臺,將企業、創客、設計師、用戶緊密聯系在一起,最終搭建用戶與設計之間的橋梁。用戶作為設計的中心,必然是萬眾創新系統的核心要素。用戶提出創意或需求,通過此系統進行以用戶需求為向導的設計過程,使理念創新不僅存在于創新過程本身,也存在于媒體中,整個設計過程更加直觀、公開、快速、透明。產品設計創新網絡系統通過“3D打印+互聯網”模式,將帶給人們更多的想象空間,可以實現在線創意、在線設計、在線3D打印、在線銷售,形成“云創意+云設計+云制造+云銷售”的模式。通過互聯網將相關工作人員聯系起來進行頭腦風暴,形成創意,共同協作完成設計,使具有銷售能力的人才對設計產品進行推廣銷售,讓每個參與其中的人都可能獲利。用戶只需要有想法、有創意,或者能做3D設計,或者擁有3D打印機,或者懂得網絡營銷,就可以參與其中,甚至這些都可以不具備,僅提出需求就可以。在未來,能夠發現問題、提出需求和創意將變得比任何時候都重要;而設計、制造、銷售都將成為服務需求的工具(圖1)。針對目前人的智慧未被充分挖掘、用戶需求無法滿足、3D打印技術未深入運用的現狀,本文以3D打印為技術依托,以用戶為核心,以創意為重點,創建一個產品設計創新網絡系統,以彌補創新系統缺失問題。
二、案例分析
(一)3D打印網絡平臺案例研
究——Shapeways公司目前圍繞3D打印技術建立的打印市場及社區,最系統全面的為Shapeways公司。用戶可以在此平臺上和展示設計,同時可以開設商店售賣自己設計的3D作品。當其他用戶下單后,Shapeways代為生產,并進行包裝快遞,為用戶解決了很多問題。本節將對Shapeways公司建立的3D打印網絡平臺進行分析研究,總結其優勢與缺陷,為后續系統創建奠定基礎。Shapeways平臺共有3個模塊,分別是商鋪,設計及銷售。在每個模塊下又分為多個細分模塊。商鋪模塊:此模塊為用戶自己開建的網上商鋪,類似于淘寶網模式,但每個商鋪中只有一個已開發完成的作品與項目。商鋪通過分類模式進行管理,分為配件、珠寶、藝術、動畫人物、禮物等10個類別。用戶的設計作品將在此進行展示與售賣。其他用戶可通過類別搜索查看,對作品進行評價,投票與個性化預定,目前個性化預定僅限于材料與色彩。用戶下單后,Shapeways公司為店主進行3D打印制作,將作品郵寄給店主或者用戶。設計模塊:設計模塊是專為上傳文件設置,整個操作流程為作品設計、作品上傳、通過檢測、上傳成功、對產品進行標價、進入商鋪平臺進行售賣。銷售模塊:用戶在此模塊創建自己的商鋪,將作品上傳至商鋪,價格設定之后,進入商鋪模塊進行產品售賣。從3個模塊功能概述中可以看出,Shapeways平臺以3D打印產品售賣為核心,不管是商鋪、設計還是銷售模塊,都是為用戶服務。
(二)案例啟示
Shapeways平臺具有如下優勢:1.三大版塊清晰,產品分類細致,便于用戶對所需產品進行搜索與購買;2.考慮到用戶的多元化,很多用戶不具備產品設計能力,該平臺為用戶提供多個3D作品設計的途徑,如運用3D打印APP進行設計、三維軟件建模、聘請設計師實現自己的設計;3.創建了設計師專區,為用戶與設計師之間搭建橋梁;4.抓住用戶盈利目標,定位準確。Shapeways平臺的不足:1.三大模塊下分類較繁瑣雜亂,各分塊之間連接性不強;2.只接受可打印模型的上傳與售賣;3.產品的個性化僅限于材料與色彩上的選擇,在造型設計上優勢不夠突出,沒有實現3D打印技術在個性化設計上的優勢;4.沒有發揮3D打印技術可持續發展優勢,訂單由Shapeways公司打印生產,而大多訂單不在本地,需要經過長距離運輸,增加成本的同時也對環境造成一定負擔。Shapeways平臺給3D打印設計帶來的啟示:1.創建3D打印社區,全球各地的3D打印機都能加入此系統進行生產打印產品,充分發揮3D打印技術可持續發展的優勢;2.將模塊清晰化;3.提供設計師資源,實現用戶個性化定制。
三、系統構建
(一)確立系統目標
針對3D打印技術所影響的未來社會形態,結合現有案例分析,擬圍繞3D打印技術建立產品設計創新網絡系統的目標:1.實現個性化設計、互動化設計、社會化設計、可持續設計;2.實現“云創意+云設計+云制造+云銷售”;3.集合人類智慧,將人的智慧發揮至最大,快速將創意轉變為實際產品;4.鼓勵用戶發聲,擴大用戶在設計中參與感;5.最大限度滿足用戶需求,將用戶利益最大化;6.更合理地利用3D打印技術完成直接制造。
(二)因素分析導出系統模塊
一個產品從創意到實現,體現的是人群需求、資源供給、技術支持的有效結合,需要多方面的支持,包括設計師的策劃與支援、技術人員的協助,甚至是后期銷售人員的智慧等。在產品實現中,根據人群不同,導致人的需求定位不同。針對3D打印系統平臺,與之存在關聯與接觸的人群主要有用戶、設計師、專業人士、創客及企業。創客與企業作為合作團體,存在相似之處,可將二者歸為一類。因此,此平臺目標用戶為廣大用戶、設計師與專業人士、創客與企業。這些人群對于系統平臺的功能需求各不相同。1.大眾用戶需求:期望可以主宰自己的設計,對創新感興趣、有想法,愿意說出自己的需求,提出自己的創意。職業、文化、身份及社會地位都無法改變大眾用戶身為用戶的本質身份,無法改變其對真實物質的需要。因此,廣大用戶對于平臺的需求是可以將自己的創新點、創新概念以平臺計算的模式展現出來,直觀顯示其對新鮮事物的渴望、需求以及接受能力,讓設計團隊和企業發現。2.設計師與專業人才需求:設計師在進行設計時需要源源不斷地迸發設計創意、了解用戶需求;根據用戶數據設計開發產品,以滿足用戶的特定需求,達到實現自我價值與滿足用戶需求的共贏狀態。3.創客與企業需求:企業最大的核心是利益。企業需要快速抓住市場,找到開發和創新機會,極大地擴大產品成功率,減小風險。產品實現中的另一個基礎是多種資源的供給。資源的豐富性必然導致資源的難管理性。因此,平臺需要對產品模型及項目進行管理。就目前3D打印技術的使用狀況而言,仍存在一定的限制,什么樣的產品可以進行打印,打印時需要什么材料,在設計過程中如何避開局限,這些都是專業設計師在設計過程中需要考慮的問題。同時,用戶在自己進行打印時也需要考慮上述問題。若不對設計產品進行一定的管理和控制,將會出現設計泛濫,導致真正有價值的設計將無法被用戶和投資人發現,進而難以實現其使用價值。
(三)建立系統模塊
根據產品實現的關鍵因素分析,將用戶需求、資源與技術進行因素提取,并對因素重新進行聚類分析,重新建構聯系,得出4個潛在的平臺或社區:創新社區、資源社區、3D打印社區、人才社區。每個平臺的具體操作和用途如下:1.創新社區(圖2)在萬眾創新的社會形態下,任何個體都可能成為設計師或是創新者,主宰自己的設計。個人的創造可以豐富自我與人生,甚至在某種程度上也可以改變這個世界。此平臺為任何有創意、有想法的人創建。此模塊最大的特點在于將人類的智慧進行發散及疊加,用戶在平臺上提出需求,其他用戶參與討論和溝通,并對其他用戶提出的創意進行投票。企業可在此平臺收集創意,發現需求,挖掘項目機會。同時此平臺為企業連接到大批用戶。當產品方向確立后,企業能通過此平臺快速找到目標用戶,進行產品協同設計,用戶將有更多權利掌控產品的功能、造型、色彩、材料,甚至結構。創新平臺能實現多贏的局面,用戶加入設計成為設計主導,從中獲利的同時,還能滿足產品需求,并獲得幸福感。2.資源社區(圖3)資源社區是圍繞專業設計師及設計愛好者搭建。資源社區專指設計資源,包括設計模型、設計項目及3D打印設計知識與準則。人們可以在此平臺自己的設計項目或者設計模型,用戶可在此找到想要的設計,通過免費或付費的方式獲得設計模型。同時,設計師也可以自己已開發完成的設計項目,進行預售或者用戶的個性化定制,為設計師提供實現自我價值的機會。3.3D打印社區(圖4)3D打印技術的發展,促進3D打印技術走入家庭,除了其個性化設計、便于制造、互動與參與感強之外,另一大因素便是盈利。擁有3D打印機的用戶,可能想要創建“個人工廠”來盈利,但難以找到合適的途徑和通道。此時就出現了3D打印社區。只要用戶擁有3D打印機,就可以注冊加入其中,當其他用戶有需要打印的訂單時,系統將會匹配最合適以及最近的“個人工廠”進行制造。若用戶需要將產品賣給美國的客戶,那么通過社區可以找到美國當地的3D打印機,并將設計發送過去進行生產。3D打印社區不僅推動3D打印機的普及,同時發揮了其重大的優勢——可持續設計。3D打印機種類繁多也是3D打印社區形成的原因之一,不同的產品和需求需要不同的3D打印機完成制造。人們不可能擁有所有類型的3D打印機,組建打印社區可以使打印的產品豐富化。這不僅解決了“個人工廠”生產力不足的問題,也進一步促進用戶在創意社區的活躍度。4.人才社區人才社區創立的意義在于提供人才資源。人才社區建立,通過對人才進行分類管理,設計師、設計院校師生、技術人員等各類人才能在此平臺上傳個人資料進行身份認證。當創意研發需要協助時,團隊以及平臺管理者將能發現人才。因此,對于設計院校來說,這是一種活躍的人才孵化噐。人才社區的另一個意義在于:創新社區涌現的大批創意,能得以實現的只有極小一部分,即使創意得到通過,也存在經過專業評估后失敗的情況。因此,當用戶有強烈欲望想要實現創意時,即可在此平臺找到合作設計師與專業人員協助自己完成設計和創意,以此來搭建用戶與專業人才、企業與設計院校之間協同創新的橋梁,增強人才的利用率,實現用戶與專業人士的價值。
(四)構建設計流程
根據目標的設定,產品設計創新網絡系統流程為:設計需求及創意提出(用戶提出自己的需求以及創新想法)——創意選評(用戶進行投票,估價和評論)——項目確定(設計產品最終確定,加入用戶進行協同設計,確定產品的最終功能、造型以及結構)——任務分解——產品預售(產品在網絡上公布進行售賣預定)——根據訂單制造產品。即分別對應云創意、云設計、云銷售、云制造(圖5)。萬眾創新社會化設計形態建立了商品用戶與企業、設計師直接溝通的渠道,尤其是在全球化的環境中了解用戶真正的多元需求。通過對多種情形的深入分析,找出多種可能性,最終繪制出產品設計創新網絡系統流程圖(圖6)。
結語