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【3D打印改變設計】(一)超高效率化:縮短時間、提高精度

2013年09月23日09:13    

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3D打印機飛速普及。如今某些型號的3D打印機,就連個人設計事務所也能負擔得起。但問題也同樣存在。對於3D打印機,用戶之間尚未形成共識。有人以為3D打印機與以往的快速成型機沒什麼不同,也有人以為3D打印機是什麼形狀都能一氣呵成的百寶箱,看法五花八門。這種局面可能引發輕率購置、過度排斥,甚至降低企業和設計師的競爭力。現階段的3D打印機能夠實現什麼?能夠給產品設計帶來怎樣的變化?今后又將會如何進化?在本系列連載中,筆者希望能為大家揭開3D打印機不可不知的“真面目”。

1 五郎邊衛窯按照為其設計的醬油壺草稿,試制出的醬油壺

2 澄川根據1的試制品重新繪制的草稿之一。設計方針是實現生動的外形與易用的尺寸

3 根據草稿制作渲染。表現形狀與色彩、材料質感

4 委托試制企業根據渲染制作實物模型。可以用手觸摸,感受尺寸感與配重。當時事務所尚未購置3D打印機

5 五郎邊衛窯根據實物模型制作的試制品。驗証了液體不粘壁的良好內部構造

6 澄川伸一設計事務所為調整試制品壺嘴的形狀,使用3D打印機輸出的實物模型。現在,五郎邊衛窯正在根據這一實物模型,制作最終的試制品

澄川伸一設計事務所:縮短時間、提高精度,客戶滿意度節節攀升

2013年7月,產品設計師澄川伸一為事務所購置了美國3D Systems制造的3D打印機“CubeX”。通過第一時間把3D打印機投入到面向客戶的工作流程中,澄川受益匪淺。

提高初期作業效率

澄川向客戶提供設計時,採用的工作流程如下圖所示。除了使用手繪草稿、3DCAD和CG渲染、購置的3D打印機輸出的模型,以及委托試制企業制作的模型驗証自身設計,3D打印機的用途還包括明確客戶的判斷、相互交流等。

在與客戶的交流中,澄川是在上游領域(設計初期)使用3D打印機。接到設計訂單后,澄川會手繪若干份草稿,掃描成PDF文件,通過郵件發送給客戶。客戶從中選擇2、3份草稿作為候選,由澄川使用3D CAD制作渲染,然后再到自家1層的事務所,通過3D打印機輸出。

就CubeX而言,如果是能夠放在掌中的尺寸,隻要一覺睡醒即可完成輸出。與使用外部的輸出服務相比,時間可以縮短約24個小時。輸出的模型與3DCAD渲染同時提交給客戶。

澄川說:“渲染和輸出模型都存在缺點。渲染能夠展示顏色、質感、大致的形狀,但看不出拿在手上的尺寸感與配重。而輸出模型能夠體現尺寸感與配重,但展示不出顏色和質感。通過同時使用二者,不僅可以彌補各自的缺點,提高確認和驗証的精度,還能縮短在這一步驟上耗費的時間。”

澄川通過利用3D打印機,成功縮短了上游工序的作業時間,提高了作業精度。節省了過去利用外部輸出服務、自行切削模型材料的工序及其耗費的時間。對於這一點,澄川尤為重視。

澄川說:“隻要提高上游工序中確認、驗証作業的精度,就能消除下游工序中的返工程度。而且,通過縮短上游工序的時間,還可以為需要精工細作的下游工序留出充分的時間。”如此一來,客戶的滿意度節節攀升,訂單也越來越多。澄川的事例,稱得上是購置3D打印機促進業務發展的典范。

1 澄川為備前燒陶商——備前燒陶吉繪制的茶壺草稿

2 用事務所的3D打印機輸出根據草稿進行的渲染數據。攜帶打印的模型來到備前燒陶吉,通過驗証尺寸感和配重探討產品的方向性

3 通過探討產品的方向性,雙方決定讓外形更加生動。澄川重新繪制了草稿

4 根據新繪制的草稿制作的渲染

5 3D打印機根據新制作的渲染輸出的實物模型。可以一定程度驗証使用感

6 為根據3D打印機輸出的實物模型(后方)燒制試制品,備前燒陶吉方面制作了陶胚(前方)

能夠操作3DCAD為前提

那麼,設計師是不是隻要購置3D打印機,就能像澄川一樣受益?澄川對此不以為然。

澄川說:“3D打印機不是百寶箱。3D打印機的輸出精度還比較低,其存在的意義,是能夠在事務所內輸出模型。在以3DCAD數據為中心的設計工作流程中,3D打印機隻不過是最末端的工具而已。”

澄川把3D打印機熱潮視為3DCAD數字設計的延伸。澄川在10多年前就已經精通3DCAD的操作,將其運用到了面向客戶的工作流程之中。在購買3D打印機之前,澄川是把自己制作的3DCAD數據送往外部的打印服務公司,委托對方進行輸出。現在,這道工序可以在自己的事務所內完成。

澄川表示:“前提是要會操作3DCAD。如果不會,就算購置3D打印機也縮短不了時間。”而且,還有一點必須注意的是,3DCAD渲染與3D打印機輸出通過互相彌補不足,可以提高精度和縮短作業時間。

現在人們直面的,或許並不是3D打印機革命,而是以3DCAD為中心的數字設計革命的第2章或第3章。我們不應該隻盯著輸出方面的一舉一動不放,而是應該把目光重新投向輸入方面的技巧與技術。(作者:下川一哉、丸尾弘志、三木Izumi、廣川淳哉、?田克彥,日經技術在線!供稿) 

(責編:值班編輯、庄紅韜)

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