第 559 期文章

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数字制造 你也可以是设计师 3D打印 翻盘改写数字设计

运河桥梁运河桥梁

3D打印,过往多聚焦于塑胶类型材质,运用范围受到限制。但随着此种积层制造技术迈向成熟,以金属粉末作为打印材料也逐渐变得可行,不但可用于家具、家用产品,甚至亦能延伸出建筑结构之制造,为工业设计开创出全新发展路径。

 

数字设计,在应用软件逐渐普及后,将创新目标转向制程与材质运用,3D打印结合了软件运算、材质实验与制程革命,可望将人类文明的演进,再推向下一个里程碑。

数字打印 关键在于制程革命

出身于荷兰的尤里斯.拉曼(Joris Laarman),是颇被看好的中生代设计师,在设计、科技、科学、艺术交会的“数字设计”领域格外受到瞩目。

 

尤里斯.拉曼认为,随着电脑控制的软件、机器以及新型材质逐渐降低成本,以3D打印技术为首的数字生产将不再只是作为原型打样而已,更将成为量化生产的实际选项。在他看来,3D打印技术不只酷炫,意义更在于改变传统产品制造流程,借由减少运送里程、强调本土制作,减少对环境冲击。

 

尽管目前大部分3D打印材质—“塑胶”,一时仍难见到商业化大量应用前景,不过逐渐兴起的金属粉末“积层制造”,则被视为大有可为。

金属打印 运河桥梁一体成形

尤里斯.拉曼近期创举,就是在阿姆斯特丹市区设计了一道横越运河的桥梁,采用机器手臂与3D打印技术生产。由于“积层制造”在细节上能够做到一体成形,因此无须额外支撑,便能确保结构安全,让造型更趋简练优美。

 

过去由于受到技术局限,金属零件不易一次铸造,或自单一金属块切割而成,往往得分成数块再焊接、组装,容易产生结构弱点,增加额外重量。新近运用的“雷射金属沉积”,除利用雷射让喷射出的金属粉末材料熔融后覆盖于母材上,也可将金属粉末熔融后直接塑型,避免上述缺点。

 

这座运用“雷射金属沉积”技术的全球首见3D打印桥梁预计在2018年落成,不但在预铸工法更上层楼,也在创新、美学等面向写下新页,让3D打印不再只是概念奇想,而成为真正可落实之生产方式。

下载制造 家具制造新革命

你可以想象用电脑“下载”,也可以制造椅子吗?如果在家就可“Download”椅子,未来还需要家具店吗?尤里斯.拉曼设计的“骨形椅”(Bone Chair)与“制作者椅”(Maker Chair)都打破刻板思维,它的发想概念是:只要从网络下载设计蓝图与制程指示,便能利用人工智能演算与3D打印,在全世界各角落被“打印”出来,甚至还能按照自己的意思进行修改,进化成更具个性的版本。

 

“制作者椅”(Maker Chair)的取名灵感,与DIY makers以及扭转传统“工艺匠师”角色的概念相关,这款家具的12组设计,零组件都由3D打印而来,在精密计算下几乎毫无误差,可像立体拼图般快速组合。

 

另一款“骨形椅”(Bone Chair)则利用电脑运算模拟骨骼生长情境,结构需要多加支撑的弯折处,可适时多加入材质,反之,无需支撑处则可酌量减少原料,因此造型的厚薄胖瘦,完全跳脱过往家具设计桎梏。

 

另一款“龙腾椅”(Dragon Bench)则带有中式书法的龙飞凤舞,亦是设计师自家实验室研发的3D打印技术制成,借由电脑控制的工业用机器手臂进行钢、铝、铜、青铜、不锈钢等金属“打印”。虽然这张椅子看来很细腻,但其实拥有完整支撑效果,无需额外补强结构,让设计美学发挥得更淋漓尽致,突显3D打印设计的独到之处。

制作者椅(Maker+Chair)、骨形椅(Bone+Chair)制作者椅(Maker+Chair)、骨形椅(Bone+Chair)
龙腾椅(Dragon+Bench)龙腾椅(Dragon+Bench)

服饰、乐器也朝向3D打印量产

目前3D打印最普及的范畴,当属塑料材质运用。美国设计师Jessica Rosenkrantz推出“神经系统”(Nervous System)服饰,便采用尼龙材料;它在时尚史上最大突破点,就是略去“剪裁”流程,借由电脑模拟计算,直接聚合大小不同的三角镂空模组,拼出整件洋装,并达到客制化,堪称是运用21世纪新科技制造的“现代蕾丝”。

 

传统服装,往往必须借由立体剪裁,将平面织品进行拼组,方能成为适合人们穿着之衣物。但这种新形态的“运动学服装”(Kinematics Garments)从一开始就以3D进行立体设计,直接取用身形扫描的数字信息进行喷印,轻松达到量身订做的贴合境界。

 

与传统织物不同的是,这种3D打印服装在耐韧度、垂坠性、延展性、透气性、视觉图纹等面向都大相迳庭。成品在喷印前只要通过一款“Kinematics Cloth”app应用程式进行设定,就可做到件件因人而异。

 

不只衣物能靠积层制造,就连“乐器”,也开始迈向3D打印量产。一款由瑞典ODD guitars公司推出的Atom Guitar电吉他,同样借由“打印”进行生产,大大扭转人们对乐器制造的既定印象。这款电吉他有着奇特的镂空主体,抢眼的透空图纹,灵感来自漂浮水面的不规则油渍图形。乐器外壳看来虽脆弱,但由于采用尼龙工程塑料Duraform PA,因此其实极为坚韧。

 

或许,人们日后将不再需要商店,甚至连快速便捷的网购也不再有存在理由,只要一台3D印表机,就能通过数字传输,在家“接收”实体商品,成为对未来生活的大胆想象。

「神经系统」系列洋装、瑞典Atom+Guitar电吉他「神经系统」系列洋装、瑞典Atom+Guitar电吉他

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