摘要：3D打印是一项革命性新型制造技术，正在使传统工业产品设计和生产方式发生变革。本文对手电筒进行了外观和功能的创新，按照手绘草图、三维建模、展板设计的步骤完成了创新设计流程，并3D打印了实物模型。模型装配良好，外形美观实用，实现了设计要求。
关键词：产品设计 工业设计 3D打印
中图分类号：TP3348文献标识码：A文章编号：1009-5349（2016）11-0243-01
工业产品造型设计，也就是围绕产品的材料、构造、形态、色彩、表面加工及装饰而赋予特定产品以新的品质。作为一种产品设计观念和方法论，工业产品造型设计探讨如何应用各种先进技术，达到产品的科学与艺术的高度统一，寻求实现“人-机-环境”的和谐统一。
本文根据设计任务的要求，按照手绘草图、三维建模、展板设计的步骤完成了手电筒的造型设计，并用北京太尔UP BOX 3D打印机制作了实物模型。本设计课题来自2015年山东省职业院校技能大赛“工业产品造型设计与快速成型”项目。
一、设计要求
手电筒是日常生活中经常用到的产品，主要存在的问题：造型陈旧，功能单一，缺少审美感；尺寸较大，携带不方便；使用时，如果在黑暗状态下寻找物品时，还要一只手握着手电筒，妨碍做其他一些事；产品造型单一。
针对以上问题，提出如下创新设计要求：①灯头设计成可旋转90度，直立在平面上，要保持稳定性，可以在黑暗中作为迷你灯具照明。②新设计在满足其功能的前提下，要求曲面饱满、广顺、色彩漂亮、协调，符合年轻人的心理喜好。③新产品应具有较好的工艺性和经济性且使用方便，有足够的强度。④新产品具有良好的持握性，并且便于携带，符合人机工学。
二、新产品的创意设计
新产品外观采用仿生设计，设计灵感来自海豚跳跃的一瞬间，曲面饱满造型漂亮，方便持握。在此基础上，我们从造型美观、人机协调的角度，对产品的外部细节结构及内部工艺结构进行了构思，完成了新产品的设计方案，手绘草图如图1所示。
三、产品数模的创建
运用三维建模软件UG，进行产品的三维造型。UG软件具有强大的三维造型能力，可以完成复杂曲面的造型设计。本产品的建模主要通过扫掠、网格曲面等构面命令完成整体外形的曲面构建，并在曲线绘制过程中，运用曲率梳检查曲线曲率的连续性，避免急剧变化，通过高质量曲线的构建，保证曲面质量。
四、产品的渲染及展板
将产品数模导入KeyShot软件中，通过对环境和灯光的设定，完成产品的渲染，后用PS进行了产品展板设计，对产品的配色方案和细节结构进行详细展示，并通过爆炸图对内部结构进行说明。在创新设计的过程中，随着对产品创新设计要求的进一步了解，对灯头的结构进行了重新设计，把折叠结构改为旋转，使其使用更加方便，工艺性也更合理。
五、产品打印
选用北京太尔UP BOX熔融挤压快速成型设备进行模型的打印，UP BOX的成型精度为±0.2mm/100mm，能全自动调整平台高度，全自动光电调整平台水平，成型尺寸为宽255x长205x高205mm。打印材料选用ABS工程塑料，具有良好的力学性能。
六、小结
随着科技的进步和人们生活水平不断提高，人们在关注产品使用性能的同时，对产品的外观提出了越来越高的要求。本文完整阐述了海豚手电筒产品造型设计与快速成型的流程。外观上，相比原产品更具艺术美感；功能上，既可以作为手电筒使用，也可以作为迷你照明灯具使用。最后，通过3D打印并制作了实物模型，装配良好，达到了设计要求。
参考文献：
[1]陈震邦.工业产品造型设计[M].北京：机械工业出版社，2015.
[2]2015年山东省职业院校技能大赛.工业产品造型设计与快速成型项目，2015.
责任编辑：孙瑶
