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文化沙龙北京设计学会线下学术沙龙:3D打印在消费场景应用下的未来,大有可为!

2022-07-25  1824

7月22日,北京设计学会学术沙龙暨SCRAT3D线下成果展『 SCRAT3D 晶格数据库·初见 』圆满结束,民盟中央文化委副主任、北京市政协常委、北京设计学会创始人宋慰祖指导,北京杰出设计专家池伟及在京增材制造与工业设计高校教师、设计师共同参与研讨,探索3D打印在消费品应用趋势。

民盟中央文化委副主任

北京市政协常委

北京设计学会创始人

宋慰祖

宋主委强调3D打印在消费品中应用的重要性,3D打印技术更加灵活且更能满足个性化需求,3D打印技术支持小规模生产的特点可以实现追求个性化的需求。3D打印使制造商在响应性设计方面更为灵活,制造商不需要再将大量相同的产品呈现在大众面前,而是可以先生产少量的产品,让设计师和工程师能够根据迸发的灵感或客户反馈,以更具成本效益的方式调整产品设计和进行创新。

3D打印技术可规范数字化和重组供应链,3D打印技术引领着工业4.0时代的数字化转型,是最纯粹的数字技术之一,因其不需要模具和夹具,因此消除或降低了将文件移动到不同位置和不同打印机的切换成本,这与过去200年来制造业采用的劳动密集型方法截然不同。事实上,3D打印技术最具颠覆性的方面,3D打印技术是迈向数字化转型的第一步。

北京斯克莱特科技有限公司

联合创始人

贾小卜

北京斯克莱特科技有限公司联合创始人贾小卜《SCRAT3D晶格数据库》主题分享,首次对外公布晶格数据库1.0数字模型,已能满足大部分产品应用。“3D打印”很多人既熟悉又陌生我们试图通过研究更加通俗易懂分享给大家。

84%的3D打印投资者认为3D打印的主要优势:

1.在于加速原型制作以及打印复杂形状;

2.减少对外部供应商的依赖;

3.实现大规模制造。

3D打印在低至中批量定制生产零件、和大批量生产的需求不断上升,增速超24%。

3D打印的主要技术有熔融沉积式和光固化,近些年光固化的比重在不断升高,材料挤出93%,立体光固化(树脂)32%。

未来3-5年,随着打印机的速度、可靠性、准确度的提升和硬件,材料,配件的成本降低,3D打印应用端的需求将会进一步打开,3D打印在供应链中会发挥更大的作用。

——思维逻辑——

如果说3D打印让我们从产品端更接近未来,那参数化设计则是让我们一眼就看到了未来,可以说参数化设计是为3D打印插上想象的翅膀。参数化的技术是一种计算机数字技术,是通过制定计算方法与规则,调节参数属性、改变参数变量及其关系,从而输出大量复杂的差异化结果,参数化设计提高了形态生成的效率,且很多时候还能够生成一些意想不到的设计形态和方案。

大自然不断地在重复简单的单元,最终变成各种复杂的结构。只要细心观察,我们经常能够发现很多循环迭代的例子,例如树的枝干、河的支流、蜿蜒的海岸线、血液循环的管道系统。世界本质上是非线性的,而分形是复杂非线性特征 的一种几何表现,用分形语言去描绘大自然丰富多彩的面貌是最适宜的。

以树冠为例,几乎所有的树干都是呈分叉的形态生长,这种生长方式是有序的,即高一层次;当我们具体观察其树枝的时候,可以看出它们虽然仍是呈分叉式生长,但其开叉的部位以及开叉大小、比例又都不同,且无规律可循,这些树枝即低一层次,是无序的。

对于设计师来说,参数化设计的本质就是使用参数化来描述相对复杂的几何关系,在计算机建模的过程中将全部设计要素作为某个函数的变量 ,设计不同函数算法方式将相关变量关联起来 ,通过定义参数的方式来自动生成或改变模型。参数化设计最大的特点就是将设计中的逻辑关系外化,强调逻辑,逻辑是参数化设计的核心和本质。数据通过逻辑结构在虚拟上的实现反映了客观几何元素的物理水平。设计师的核心就是将感性的图像思维转向理性的逻辑思维,学会如何有逻辑地描述造型。

Strange Attractors(奇怪吸引子)

【混沌理论】混沌这个词最初指的是在宇宙尚未形成之前的混沌状态。混沌理论认为,在混沌系统中,初始条件的极小差别通过系统结构被无限放大,其结果会产生巨大的变化。混沌理论是一个典型的自组织理论,自组织理论指的是一个系统通过内部自我调节而形成复杂、有序结构的过程。

涌现理论示意图

【涌现理论-典型的自组织理论】对于涌现这个词还没有明确的定义,它被用在不同领域,也要适应不同学科的概念。涌现是自组织的结果,由简单个体构成的复杂整体具有个体不具备的新特征。如自然界中的蚁群、鸟群和鱼群,其复杂的群体行为往往是由个体简单的行为组成的。

von-koch科赫雪花曲线

【分形理论】分形理论是非线性科学中最重要的概念之一。简单地说,分形是一种粗糙的或破碎的几何图形,它的组成部分可以被无限细分,而且它的局部的形状一般与整体相似。自相似结构本质上的含义:重用最基本的模板,这些模板也适用于其他大小、复杂性和维度。通过在设计的物理表达和它的核心目的之间编织关系,设计就变得可缩放了,并且每次能形成很多的方案。分形结构的参数化图形设计实际上就是将分形元按照某种特定的逻辑组织原则进行反复迭代和递归,由简单个体趋向复杂整体,最终形成不同的分形图形,在此期间,程序中的任何一个参数的变化都会影响到整个作品。

Twin-Z 概念

2013年,雷诺与 Ross Lovegrove 设计工作室合作设计的 Twin-Z 概念车就融入了很多分形的元素,其轮毂和前灯都是利用分形的方法设计出来的。

扎哈·哈迪德建筑师事务所

参数化目前在建筑领域应用较广,这些应用参数化设计方法设计出的非线性建筑遵循的是后解构主义和复杂性科学,其造型通常都会体现出强流动感、渐变和互动式的特征,给人带来动感、不稳定感等非凡的视觉冲击和感受。随着物质生活水平的提高,对于产品,除了要满足基本的功能需求,人们也希望产品能有更多的含义,如体现个性化、个人社会地位、个人审美等。将参数化设计应用于产品设计中,可以使其富有科技感与美感,且风格多样,具有独特性,可以更好地满足人们对产品多样化的需求。

——晶格数据库——

北京斯克莱特科技有限公司,晶格数据库1.0正式发布,超过24种晶格,已满足大部分产品参数化晶格应用,已申请专利超过80余项,基于它们不同的性能特征,造型特征等等,我们进行了分类及应用建议,希望可以帮到更多设计师,打开创意的大门。

当然可以用不同单元的模块,显而易见的是随着比例的变化,晶格块呈现出截然不同的样子和性能。下面是SCRAT3D针对晶格库的研究所做的一些产品,希望可以给大家一些启迪和思考。

牙医爱3D马鞍椅

马鞍椅最大的特点是坐姿像坐在马鞍上一样,通过这种方式的坐姿,会更大程度颈椎健康,利于久坐职业,比如牙科,美容,美发等等服务行业从业者。SCRAT3D创新的将椅垫部分变成参数化点阵结构,使得椅子更加的透气、弹性、舒适、贴合,椅垫采用弹性体光明树脂材料,通过博理科技的超高速光固化HALS打印技术让它的整体品质达到一个高度。

御小兔3D颈椎按摩枕

SCRAT3D第一次将3D打印参数化设计与按摩产品结合,为按摩行业带来新的思考,模仿人手的按摩头,不同的触点分布,比普通型按摩枕增加了80余个按摩触点,按摩效果提升,巧妙发挥出了参数化的功能作用,可以说参数化不仅仅是外观的差异化,按摩功效面积提升了56%,按摩力度更是提高了15%,为企业带来了百万销售收入。

松鼠贝贝3D儿童鞋

松鼠贝贝儿童鞋也是晶格库应用的一个很成功的案例,通过晶格的力学结构设计配合光固化3D打印的弹性材料,让学步期的宝宝可以拥有一双走的更稳,更具科技和颜值的婴童鞋,这是传统婴童鞋无法比拟的。鞋子只有74g,非常轻质;孔透率到达54%,非常的透气;单杆屈曲力0.3N,多晶格结构,防撞提高安全性。

最后,给大家带来一组,《利博塔斯号》晶格外星人潮玩手办,希望依旧可以保持对浩瀚宇宙的热情,对新科技新事物的追求和对3D打印和参数化的信心。

线下展览

「 SCRAT3D晶格数据库

及创意产品成果展 」

地址/ 北京市西城区

鼓楼东大街277号兔爷美术馆

时间/ 7月20日-8月31日


关于SCRAT3D

北京斯克莱特科技有限公司(SCRAT3D)是一家3D打印创新产品研发企业,致力于引领3D打印创新产品研发,让更多企业和用户享受3D打印带来的创新产品。团队核心成员来自清华大学等知名高校,团队硕博比例超过24%,团队在3D打印研发、产品创新研究和用户研究领域拥有超过16年的实战经验。目前已建立行业领先的参数化模型数据库,连续两年发布3D打印新消费产品研究报告,截至目前,荣获20+国内外产品设计奖,得到3DPrinting、南极熊3D打印网、央视等国内外媒体的专题报道,是目前全球领先的3D打印创新产品研发机构之一。


关于北京设计学会

北京设计学会(Beijing Design Society )是由从事设计及相关科技文化领域的科研、教育、开发、生产、应用和服务的工作者和单位、团体自愿结成并依法登记的专业性、学术性、非营利性社会组织,是北京市科学技术协会(以下简称北京市科协)的组成部分,2015年9月25日在北京市民政局注册登记。在党和国家的大政方针指引下和北京市民政局及北京市科学技术协会的指导下,紧紧围绕创新驱动战略,大力促进设计创新发展,通过构建专业委员会体系和搭建平台,着重开展设计学研究,设计教育教学研究和凡与设计相关领域的学术活动,开展设计教育培训和技术咨询,促进设计在各个领域的融合应用。



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