北京设计学会线下学术沙龙：打印在消费场景应用下的未来

7月22日，北京设计学会学术沙龙暨SCRAT3D线下成果展“Scrat3D点阵数据库一见钟情”圆满落幕。民盟中央文化委员会副主任、北京市政协常委、北京设计学会创始人宋维祖指导研讨会，北京市优秀设计专家迟伟以及来自北京市增材制造、工业设计高校的教师和设计师参与讨论，探讨3D打印在消费品领域的应用趋势。

NLD中央文化委员会副主任

北京CPPCC常务委员会

北京设计学会创始人

宋维祖

宋董事长强调了3D打印在消费品领域应用的重要性。3D打印技术更加灵活，能够更好地满足个性化需求。3D打印技术支持小规模生产的特点，可以实现对个性化需求的追求。3D打印使制造商在响应设计方面更加灵活。制造商可以先生产少量产品，而不是将大量相同的产品呈现在公众面前，这样设计师和工程师就可以根据generate的灵感或客户的反馈，以更具成本效益的方式调整产品设计和创新。

3D打印技术可以规范数字化，重构供应链。3D打印技术引领工业4.0时代的数字化转型，是最纯粹的数字化技术之一。因为它不需要模具和固定装置，所以消除或减少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年制造业采用的劳动密集型方法完全不同。其实3D打印技术最颠覆性的方面，3D打印技术是迈向数字化转型的第一步。

北京思卡特科技有限公司

联合创始人

邪武

Sclater科技有限公司联合创始人贾小布分享了SCRAT3D点阵数据库的主题，并首次公布了点阵数据库的1.0数字模型，已经能够满足大部分产品应用。“3D打印”对很多人来说既熟悉又陌生。我们试图通过研究更容易地与您分享。

84%的3D打印投资者认为3D打印的主要优势是:

1、加速原型制作，打印复杂形状；

2.减少对外部供应商的依赖；

3.实现批量制造。

中低批次3D打印定制零件和量产需求不断上升，增速超过24%。

3D打印的主要技术有熔融沉积和光固化。近年来光固化的比例越来越大，材料挤出占93%，立体光固化占32%。

未来3-5年，随着打印机速度、可靠性和精度的提高以及硬件、材料和配件成本的降低，3D打印应用的需求将进一步打开，3D打印将在供应链中发挥更大的作用。

-思维逻辑-

如果说3D打印从产品端让我们更接近未来，那么参数化设计让我们对未来一目了然。可以说，参数化设计为3D打印插上了想象的翅膀。参数化技术是一种计算机数字化技术，通过制定计算方法和规则，调整参数属性，改变参数变量及其关系，可以输出大量复杂的微分结果。参数化设计提高了形状生成的效率，很多情况下可以生成一些意想不到的设计形状和方案。

大自然不断重复简单的单元，最终变成各种复杂的结构。只要我们仔细观察，往往可以发现很多循环迭代的例子，比如树木的枝干，河流的支流，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，分形是复杂非线性特征的几何表示。用分形语言来描述大自然的多姿多彩是最合适不过的了。

以树冠为例，几乎所有的树干都是以分叉的形式生长，是有序的，也就是层次较高的；当我们详细观察它的分支时，我们可以看到，虽然它们仍然以分叉的方式生长，但它们分叉的位置、大小和比例是不同的，没有规律可循。这些树枝低矮杂乱。

对于设计师来说，参数化设计的本质就是用参数化来描述相对复杂的几何关系。在计算机建模过程中，将所有设计元素作为某个函数的变量，设计不同的函数算法关联相关变量，从而通过定义参数自动生成或改变模型。参数化设计的最大特点是将设计中的逻辑关系外化，强调逻辑，这是参数化设计的核心和本质。数据逻辑结构的虚拟实现反映了客观几何元素的物理层次。一个设计师的核心是把感性的形象思维变成理性的逻辑思维，学会如何逻辑地描述造型。

奇怪的吸引子

【混沌理论】混沌一词原本是指宇宙形成之前的混沌状态。混沌理论认为，在一个混沌系统中，初始条件的最小差异被系统结构无限放大，结果会发生很大变化。混沌理论是一种典型的自组织理论，是指系统通过内部的自我调节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】涌现一词没有明确的定义。它用于不同的领域，必须适应不同学科的概念。涌现是自组织的结果，由简单个体组成的复杂整体具有个体所不具备的新特征。如自然界中的蚁群、鸟类和鱼类，它们复杂的群体行为往往是由个体的简单行为组成的。

冯-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。简单来说，分形是一种粗糙或破碎的几何图形，其组成部分可以无限细分，其局部形状一般与整体相似。自相似结构的本质含义:复用最基本的模板，同样适用于其他大小、复杂程度和维度。通过编织设计的物理表达与其核心目的之间的关系，设计变得可扩展，每次可以形成许多方案。分形结构的参数化图形设计实际上是将分形元素按照一定的逻辑组织原则，从简单的个体到复杂的整体，进行迭代递归，最终形成不同的分形图形。在此期间，程序中任何参数的改变都会影响整个工作。

双Z概念

2013年，雷诺与洛斯·拉古路夫设计工作室合作设计的Twin-Z概念车融入了许多分形元素，其轮毂和大灯采用了分形方法设计。

扎哈·哈迪德建筑师事务所

目前，参数化在建筑领域得到了广泛的应用。这些采用参数化设计方法设计的非线性建筑遵循后解构主义和复杂性科学，其造型通常呈现出强烈的流动、渐变和互动的特点，给人带来非凡的视觉冲击和动感、不稳定感等感受。随着物质生活水平的提高，对于产品来说，除了满足基本的功能需求，人们还希望产品能够有更多的意义，比如个性、个人社会地位、个人审美等。参数化设计在产品设计中的应用，可以使其富有科技感、美感、风格多样、独具特色，更能满足人们对产品多样化的需求。

——点阵数据库——

斯卡特科技有限公司，点阵数据库1.0正式发布。共有24种以上的点阵，满足了大部分产品的参数化点阵应用。已经申请了80多项专利。基于它们不同的性能特点、造型特点等。，我们做了分类和应用建议，希望能帮助到更多的设计师，打开创意之门。

当然，可以使用具有不同单元的模块。显然，随着比例的变化，格子块呈现出完全不同的外观和性能。下面是SCRAT3D为格子库的研究做的一些产品，希望能给你一些启示和思考。

Ai牙医3D马鞍椅

马鞍椅最大的特点就是坐起来像坐在马鞍上。这样坐着，颈椎会更大程度的健康，有利于久坐的职业，比如牙科、美容、美发等服务行业的职业。SCRAT3D创新性地将椅垫改为参数化网格结构，使椅子更加透气、富有弹性、舒适、贴合。椅垫采用弹性体亮光树脂，通过博力科技的超高速光固化HALS打印技术，整体质量达到了较高水平。

玉兔3D颈椎按摩枕

SCRT3D首次将3D打印参数化设计与按摩产品相结合，为按摩行业带来新的思考。它模仿人手的按摩头，有不同的触点分布。与普通按摩枕相比，SCRT3D增加了80多个按摩触点，提高了按摩效果，巧妙发挥了参数化功能。可以说，参数化不仅仅是外观的区别，按摩效率面积提升56%，按摩力度提升15%，为企业带来百万销售收入。

贝贝3D童鞋

小松鼠童鞋也是格子库应用非常成功的案例。通过格子和光固化3D打印弹性材料的机械结构设计，让蹒跚学步的孩子拥有一双更稳固、更科学、更美观的婴儿鞋，这是传统婴儿鞋无法比拟的。鞋子只有74g，很轻；孔隙率达到54%，非常透气；单杆扣合力0.3N，多格子结构，防撞提高安全性。

最后给大家带来一组“李博塔斯”晶格外星人，希望我们依然能保持对浩瀚宇宙的热情，对新技术新事物的追求，对3D打印和参数化的信心。

线下展览

“SCRAT3D点阵数据库

和创意产品成果展”

地址/北京市西城区

鼓楼东街277号图野美术馆

时间/7月20日-8月31日

关于SCRAT3D

斯卡特科技有限公司是3D打印的创新产品研发企业，致力于引领3D打印创新产品的研发，让更多的企业和用户享受到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，团队中硕士、博士比例超过24%。团队在3D打印研发、产品创新研究、用户研究等领域拥有超过16年的实践经验。目前已经建立了行业领先的参数化模型库，连续两年发布3d打印消费新品研究报告。至今已获得20+项国内外产品设计大奖，并获得3D打印、南极熊3D打印网、央视等国内外媒体的专题报道。是目前全球领先的创新3D打印产品研发机构之一。

关于北京设计学会

北京设计学会是由从事设计及相关科学、技术、文化领域的科研、教育、开发、生产、应用、服务的工作者、单位和团体自愿组成，依法登记注册的专业性、学术性、非营利性社会团体。是北京市科学技术协会的组成部分，于2015年9月25日在北京市民政局登记注册。在党和国家大政方针、北京市民政局和北京市科学技术协会的指导下，围绕创新驱动战略，大力推动设计创新发展，重点开展设计科学研究、设计教育教学、设计相关各领域学术活动，开展设计教育培训和技术咨询，促进设计在各领域的融合应用。