基于bid思维的3d打印家具设计创新研究

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1、基于BID思维的3D打印家具设计创新研究文/李文嘉【摘要】生物灵感设计(BID)是以仿生学机制为灵感研究设计，并支持发展创意设计系统的新型领域。以BID为思维中心，将生物智慧作为灵感运用在家具设计领域，借助3D打印的工业制造手段，以全新的设计视角效仿生物揭示生命体的美感与结构，创造独特的家具设计创新架构，实现与技术高度融合的设计策略。【关键词】3D打印；家具设计；BID；仿生学乔布斯曾说“21世纪最大的创新将会是生物与技术的交叉点，一个新的时代即将开始”。目前，在物联网、数据网以及服务网的快速发展的社会背景下，

2、中国工业发展的阶段处于换挡减速期，工信部正着手编制“十三五”和“十四五”相关规划，规划的关键词为“向工业强国转型”“工业4.0战略”。工业4.0战略起源于德国，主要内容包括大规模生产高度个性化产品、顾客对价值创造与制造过程广泛互动参与等。依托政府持续性的关注与扶持，3D打印作为工业革命3.0的代表正在新业态与新技术的融合下向更为广阔的4.0迈进，将改变制造业的原有传统格局，也会对人类的思维方式、消费方式、生产方式产生革命性变化，未来亦会成为家具设计行业的趋势与潮流，对生活产生巨大变革与深远影响。一、BID与3D

3、打印概述生物灵感设计（Biologicallyinspireddesign），以下简称BID，是以仿生学机制为灵感研究设计，并支持发展创意设计系统的新型领域。生物灵感的设计是进行设计创新的一种很有前途的模式，在国外被普遍视作可持续发展设计的一部分。BID被广泛应用于建筑设计，从建筑复杂思维的非线性生成法则到结合数字化设计的生命生长规律的遗传算法建筑，都体现了对生物形态、生命机能、生长特性等深层次的模仿，发掘生物世界特性为设计创作提供了无穷无尽的思想启迪。3D打印技术（Three-DimensionalPrint

4、ingTechnology）是快速成型技术的一种，是增材制造的主要实现形式，制造过程不需要原坯和模具，直接依托计算机图形数据，通过一系列的横截面切片进行材料叠加以生成任何形状的物体。最为主流的三种技术类型为用热塑性塑料熔融沉积快速成型技术的熔融堆积（FDM）技术，使用激光在材质盆中硬化液态树脂的光固化（SLA）技术，以及利用激光对粉末状金属、塑料、陶瓷材料进行高温熔融并层层堆积的激光烧结（SLS）技术。激光烧结3D打印技术可以打印金属等特殊材料，极大地开拓了设计塑造空间。作为全新概念的工业制造手段与传统的机械加

5、工与模具加工方式相比，3D打印技术具备材料损耗小、简化制造程序、实现复杂设计、缩短研发周期、降低研发成本及风险、提升创新效率、降低生产成本、提升产品丰富度等优势，这些都成为推动设计创新的重要因素，为设计的可行性提供技术保障。二、BID思维下的3D打印家具设计塑造在可持续、数字化等意识形态的影响下，对于设计决策者在设计过程中要更多地从公众利益及人类学角度出发，探寻设计伦理与设计哲学，而大自然的生物策略将是一个最质朴、最合理的可借鉴启示，探索生物体的构造技能以及优化适应等自然界的运行机制，从大自然生物中提取可持续、

6、高效、有序、永续的设计原则。后工业社会的哲学思想从传统、线性向多元、非线性的价值观变迁，审美体验也随之向动态与多方位拓展。德国仿生设计鼻祖克拉尼曾说过“仿生设计，是一个揭示自然界生命体的内部规律，一项翻译自然的事业”，他要求自己的每一个设计作品都要最大限度地结合自然，每次设计前都会研究分析与自身设计要求相符合的自然形态，在实验室测试并完成模型，这样的思维方式下成就了克拉尼坚信自然界法则的设计理念与Bio-form的代表性生态设计风格语言。基于BID思维，以生物灵感设计作为独特的设计模式，镜像重构生命构建复杂形式

7、，家具设计亦可以揭示生命体不同寻常的美感与结构，开启未知的形式美学标准。3D打印技术使以往不可能创造的设计方案变为可能，极大地拓展了形式自由度，体现时代进步的同时使设计更加经济、生态、机智。伴随着技术的逐渐进步，3D打印为BID设计思维的进一步发展提供强力的技术支撑与保障，成为推动BID的生命力。（一）形式肌理的生物拟态化BID视角下研究自然现象，借助3D打印技术探求生命中最精简、轻巧、多功能的形式，实现极小曲面与数理形态的表现，形成新的设计原则与完全新颖的方式，完成有序的多层面的复杂自组织体系的建构，体现与技

8、术完美结合的极致的生命力与视觉张力。设计师Bitonti设计的3D打印家具（如图1），通过软件算法与3D打印技术，将自然形式与肌理融合在设计作品中，体现错综复杂的生物形态与3D打印技术制作镂空肌理的高度表现力，从个体到群体进行形式簇化建构，浮动的点按照云重建进行计算，视觉层面上彰显技术美感。伴随着对生物体的探索与3D打印技术的成熟，除宏观形态能被肉眼可见外，具有优美形态的微观世界的组织