朱炜
摘 要：参数化设计给设计师带来了新的灵感，使得传统表形态变更加的丰富和多样化。利用计算机技术强大的计算功能，可以通过改变规则和算法，生成超越人类空间想象的形态，避免产品单一化，提供了多种备选方案。与参数化设计同时出现的3D打印概念，其出现把设计和制造的过程连接得更加紧密，实现了无缝对接的过程，避免了数据在传递、转译和表达的过程出现的信息损失，3D打印技术的应用带来了一次新的技术革命。但是目前，参数化设计主要在应用于建筑工程领域中的应用较多，目前在首饰设计领域应用尚少，3D打印技术在制造行业和建筑行业研究成果较多，同样在首饰设计的过程中的实践较少，因此文章主要讨论首饰参数化设计与3D打印技术的关系。
关键词：首饰；数化设计；3D打印
中图分类号：TB472 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）31-0115-02
1 参数化设计的兴起
设计以目标为导向，以服务于人为根本，考虑功能性与审美的完美结合，同时设计也是科学与艺术的融合过程，理性与非理性的矛盾斗争。参数化设计最大的优点就是其联动性，改变其中任意一个参变量之后，整个设计体系根据其定义的关联规则产生相应变动，并且可以根据给定的条件计算出设计体系最优解。参数化设计过程是在初始模型的基础上进行输入——响应——输出，最后进行不断调整与修正形成最优解，即在有限的条件限制下的最佳方案[1]。
非线性设计是造成设计过程中矛盾主要原因，设计过程中是相互联动的过程，如果只孤立改动其中一个点，则会对整体设计产生未知影响。利用参数化设计，改变其中参变量，按照既定模型实现不同约束条件下系统的整体变化。工程设计即有满足工程需求的属性，又有形态美观的艺术性要求，这两重属性就是科学工程理性和感性艺术性两者的结合。参数化设计结合了科学性与艺术性，用科学的算法和规则融合艺术性与科学性。
典型的参数化设计的产品就是利用参数化设计的手段，首先选择基本元素，然后根据基本元素的叠加和变形，生成设计方案，实现了美学与技术科学的完美结合[2]。
2 3D打印技术的广泛应用
3D打印技术故名思义，就是以传统的2D打印技术升级为3D打印技术，传统的二维的打印技术，打出来的是平面的纸张，而三维打印打出来的成品则是立体的实物。3D打印技术的主要原理是通过把三维设计的立体的模型，经过精密的计算切割成一个个小的构件，然后通过打印加工，最后把小的构建拼接成为一个立体，这就是分层打印的核心原理[3]。随着学者对于3D打印技术的不断深入研究，对于3D打印的认识也更加的丰富，对3D打印技术的内涵有了一定的扩充，如3D打印技术不局限于分层打印，现在还有切割打印，如图1所示。由传统以增材的打印方式扩充到了减材的打印方式。与增材相比较来说，减材的加工方式更为精细，精确度更高，弥补了增材打印的产品较为粗糙的缺点。另外，以减材打印的方式，对于材料的选择范围更大，一定程度上突破了材料选择的限制。
最早的3D打印出现在计算机连接车床加工，实现车床对于电子化的设计方案的直接加工。3D打印技术最早应用在医疗领域用来打印仿生的血管等精密构件，随着3D打印技术的成熟应用，越来越多的学者专家看到了3D打印技术所带来的优势，开始尝试把3D打印技术应用于各个领域，相对来说应用较为广泛的领域是制造行业，因为制造行业的机械化程度高且对于产品精度要求更高，所以3D打印技术的应用可以给制造业带来极大的优势，如3D打印的钛合金零部件应用于航天领域等，都是3D打印技术在不断深入的研究过程中取得的成就。目前研究应用较多的是工程领域，受到制造业的影响，研究的注意力也转移到了建筑行业，由转配式建筑转向3D打印房子，3D打印房屋的概念已经在技术上可以初步实现。
目前来说，制约着3D打印技术的发展的主要因素之一是，就是3D打印受到机械的限制，对于材料的要求更高，因此材料的选择范围更小，需要在材料学上有更大的突破才能够使得3D打印技术有更加广泛的发展前景。
3 首饰设计中参数化设计与3D打印技术的关系
3.1 参数化设计给首饰设计新的设计方式
随着社会生活经济水平的提高，人类的审美观念有很大的转变，从以前的单纯对珠宝的原石质量的要求，逐步扩大到了对于设计整体美感的追求。此外，对于审美观念来说人类越来越追求新鲜，追求创意。传统的设计模式下，设计师的想象力是有限制的，不可能超越人的想象力去给出设计方案，但是参数化设计的出现，实现了人与计算机的交互功能，通过编译程序等手段可以设计出超越人类想象力的造型，保证了设计的高度创意，因此参数化设计为首饰设计提供了新鲜的活力。参数化的实际方法给首饰设计师带来了一场创意的革命，在提供设计的工具的同时，也产生了新的灵感的碰撞。
3.2 3D打印技术是首饰参数化设计的表达载体
3D打印技术的出现直接使得设计师的设计方案直接可以通过机械的加工变成与设计方案完全一致的设计成果。充分保证了设计师的设计理念被原汁原味的表达出来，同时3D打印还具有精度高的特点，能够分毫不差的呈现出完美的作品，尤其适合于首饰制作的过程中对精细程度的要求[4]。3D打印技术完美弥补了传统首饰设计过程与制作过程的断层问题。尤其首饰设计加工，具有一次性的特点，3D打印技术更是可以根据不同的设计方案的调整制作出不同的首饰实物，因此3D打印技术是首饰参数化设计的表达载体。3D打印技术对于首饰设计领域来说，提供的不仅仅是一种加工方式，同时也转变了设计师的设计思路，给设计师提供了一些材料的选择，首饰的材料不仅可以选用传统的金属类材料，也可以选择一些复合塑料、陶瓷等，对于设计师来说是一种新的尝试，也是一种新的审美观念的转变，如果成功的应用，将会推动潮流的发展。
3.3 首饰设计中参数化设计与3D打印技术的应用
对于首饰设计中参数化设计与3D打印技术的应用并不是空想与空穴来风，其中已经有了具体的实践内容。首饰设计中参数化设计与3D打印技术的应用步骤主要分为以下几个步骤：（1）参数化设计：选择参数化设计的原型，然后利用犀牛软件进行参数化设计，如图2所示就是以Voronoi为原型，进行参数化设计的首饰作品；（2）选择合适的材料：目前来说3D打印所能够选择的材料的范围并不是很广泛，主要有塑料、陶瓷、高分子塑料材料等，都是以颗粒状态存在的材料才能够保证3D打印过程中的顺利进行；（3）然后设计连接打印，直接3D打印出来的首饰成品，如图2所示。
4 结束语
目前对于首饰设计中的参数化与3D打印技术的应用，多是参照其他领域中的应用而随之产生，一方面在理论研究中，3D打印技术应用于首饰的加工中缺少其独特的理论支撑和依据，没有理论的指导则实践的方向很难掌控[5]。另外一方面对于3D打印技术从技术角度来说，应用于首饰的加工还存在很多难点，例如首饰的尺寸都比较小，打印材料单一等，打印出来的首饰并不能够满足正常佩戴的要求。首饰设计领域中的参数化设计和打印的成品也不是很多，对于大众来说并没有带来普遍性的传播，对于打印首饰这一概念没有接受。综上所述，首饰参数化设计与3D打印技术的应用需要不断地进行设计、选择材料和打印技术等方面的尝试与研究，而这一过程需要众多学者后续的不断努力。
参考文献：
[1]袁大伟.基于参数化技术的建筑形体几何逻辑建构方法研究[D].清华大学，2011.
[2]陈大智.基于3D打印模具设计制备镍钛合金及钴铬钼合金医学植入材料的工艺和材料学研究[D].中南大学，2014.
[3]徐炯，徐丰，于雷.无器官身体——建筑之外的3D打印工作坊实验教学[J].城市建筑，2015（28）：70-72.
[4]吴树玉.3D打印首饰之艺术观[J].宝石和宝石学杂志，2015，17（1）：50-55.
[5]张萌萌.基于3D打印技术的首饰设计研究[D].齐鲁工业大学，2015.
