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3D打印要求的人才要集创意、造型、内容生产和内容执行能力于一身。
9月7日,第46届中国(上海)国际家具博览会在虹桥国家会展中心举行。其中,最新颖的展区就是由三维设计品牌“极致盛放Xuberance”打造的增材数字设计特展,这是目前国际最大规模的增材数字设计家具展,展放了各种具有创意、造型奇特的家具用品以及摆设。
走进展厅,仿佛进入了一个充满未来感的造梦空间。这里有上海音乐厅著名的“海上蓝”座椅模型,有造型多变的建筑沙盘模型,有巨大的仿生动物模型,甚至有异形的家用座椅……令人难以置信的是,这些作品竟然是由高温陶瓷、水泥、光固化(液体)、硅胶、塑料、粉末等让人意想不到的材料打印而成的。
其实,不只是家具摆设可以打印,小到文创产品、珠宝、服饰,大至古建筑的模型都可以通过3D打印来实现。正如极致盛放联合创始人、首席执行官 CEO王蕾所说,“3D打印已经开始进入民用领域,掌握技术的设计师越来越多,逐渐地已经可以看到一些细分领域了”。
3D打印:“梦想工程师”
同手工制作一样,3D打印最核心的部分也在于“模型”,只不过在3D打印的世界里,这被称为“数字模型”。比如,上海音乐厅独具特色的“海上蓝”座椅模型。座椅原貌工艺就十分复杂,各部位都呈弧线型,背板上刻有复古雕花,主色金色和海上蓝色的特征也十分明显。构建其数字模型,就是要对其进行“数字孪生”。王蕾说,“数字孪生,实际上指的就是虚拟的和物理的结合——既有数据模型的存储,又有物理世界的结构”。通过数字扫描得到数字模型,以模型为标准,可以放大打印,也可以缩小打印,甚至可以支持不同材料的打印。因此,数字模型是3D打印中最昂贵和最核心的部分。
现如今,建筑模型是3D打印的重点实践项目之一,尤其是在异性和曲面的建筑设计上会被大量运用。3D技术的介入并不意味着主体结构要打印,而是建筑的模型、装饰和部件可以依靠3D技术来完成,借助技术的先进性可以解决建筑上许多精密结构的设计,如曲面上的砖块如何进行排列可以既保证美观,又保证安全。最后,在建筑落地修筑时,就可以通过模型和施工图来辅助,使得多样的建筑成为可能。
提到“增材”,人们总会好奇到底什么材料可以被运用于3D打印?材料又是怎么进行打印进而成型的?从钛合金、不锈钢、玻纤尼龙、tpu 、光固化到硅胶、水泥,都可以打印成型。通常,运用机械臂就可以进行3D打印。同济大学建筑设计研究院数字实验室的负责人朱元双向记者演示了如何用一种木塑材料——upm颗粒,现场打印一台茶几。
“打印实际上是一层一层‘堆’上来的。但每一层的材料能不能实现稳固,角度能不能满足支撑要求都是要进行严格检测的。设计出的数字模型,我们会去检测它是否符合3D打印的逻辑。一般来说,打印的层与层之间能不能实现粘合,主要取决于温度、材料与机械臂运动速度三者的平衡。计算好这些参数,机械臂在3-4个小时就可以打印出一把极具设计感的椅子。”
从数字模型的设计,到材料的运用,再到模型打印的过程,每个环节都对3D打印设计师和从业者有着非常高的要求。王蕾告诉《新民周刊》,增材制造设备操作员以及其他相关人员最重要的就是对三维空间的想象能力,与此同时还需要掌握结构力学、材料学、计算机、数学、设计学等知识。所以3D打印要求的人才从来都是跨学科的复合型人才,他们需要掌握平面模型如何可以转换为立体模型,需要了解材料的不同特性以及组装材料如何计算,需要明白打印机机械臂的运动轨迹和控制方法,而这背后需要精准的计算支撑,需要知晓一些建筑美学和设计学的内容辅助模型设计。总之,要集创意、造型、内容生产和内容执行能力于一身。
这样兼具多学科思维的人才目前是极度紧缺,“不仅国内缺,国外3D打印技术发展30多年来,依然缺少这样的人才”。王蕾介绍道。而单一地依靠高校的培养无法充分实现与企业的对接,也因此3D打印技术越来越多地与清华大学、同济大学等高校建立“产学研”合作关系,并且接纳毕业生到企业进行培训。依据王蕾多年的经验,她认为一个较为成熟的培训期一般都要长达3-5年。
在业内,大家都称3D打印设计师为“梦想工程师”。王蕾举了一个非常贴切的例子——主题乐园。主题乐园的设计理念是让游客在游玩过程中对主题产生互动共鸣,往往通过以建筑和绿化等元素作为点缀来实现。试想迪士尼乐园的梦幻城堡、爱丽丝梦游仙境的迷宮花园、“海上”寻宝的加勒比海盗等等建筑和装饰的设计,通过传统手工工艺难以完成如此精巧、逼真的设计,而这些在3D打印“梦想工程师”的设计中得以实现。
区块链:多领域“大显身手”
几年前,区块链对于寻常百姓还是一个十分陌生的词汇,但现在它已经深入至多个行业。用conflux首席技术官伍鸣的话来讲,“凡是有多方参与的事情,就会滋生不信任。在任意一个这样的场景中,区块链往往都具有非常好的应用价值”。这句话其实就包括了两个核心要素,即区块链本身与区块链的应用,分别对应到了两个新的职业区块链工程技术人员以及应用操作员。
“如果将区块链比喻成高速公路的话,那么工程技术人员就是修路工,想办法让这个道路更加宽广。路修好了后,才会有更多的车辆,不同的车辆是否可以驶上这条路,就需要应用操作员来实践。”伍鸣说,工程技术人员专注于区块链本身,包括搭建系统、共识机制、存储机制、网络通信等等,致力于让区块链可以更加高效和安全的运行。应用的操作员主要的任务是探索,探索区块链如何适用于不同场景的业务逻辑。两种职业看似一个在“后端”,一个在“前端”,实际上有着相互支持的密切关系,“后端”为“前端”保驾护航,如conflux还成立了专门的树图研究院,为场景应用提供技术支持,“前端”需要拓展更多的应用场景,为“后端”提出技术优化的路径和建议。