3D列印,過往多聚焦於塑膠類型材質,運用範圍受到限制。但隨著此種積層製造技術邁向成熟,以金屬粉末作為列印材料也逐漸變得可行,不但可用於家具、家用產品,甚至亦能延伸出建築結構之製造,為工業設計開創出全新發展路徑。
數位設計,在應用軟體逐漸普及後,將創新目標轉向製程與材質運用,3D列印結合了軟體運算、材質實驗與製程革命,可望將人類文明的演進,再推向下一個里程碑。
數位列印 關鍵在於製程革命
出身於荷蘭的尤里斯.拉曼(Joris Laarman),是頗被看好的中生代設計師,在設計、科技、科學、藝術交會的「數位設計」領域格外受到矚目。
尤里斯.拉曼認為,隨著電腦控制的軟體、機器以及新型材質逐漸降低成本,以3D列印技術為首的數位生產將不再只是作為原型打樣而已,更將成為量化生產的實際選項。在他看來,3D列印技術不只酷炫,意義更在於改變傳統產品製造流程,藉由減少運送里程、強調在地製作,減少對環境衝擊。
儘管目前大部分3D列印材質—「塑膠」,一時仍難見到商業化大量應用前景,不過逐漸興起的金屬粉末「積層製造」,則被視為大有可為。
金屬列印 運河橋樑一體成形
尤里斯.拉曼近期創舉,就是在阿姆斯特丹市區設計了一道橫越運河的橋樑,採用機器手臂與3D列印技術生產。由於「積層製造」在細節上能夠做到一體成形,因此無須額外支撐,便能確保結構安全,讓造型更趨簡練優美。
過去由於受到技術侷限,金屬零件不易一次鑄造,或自單一金屬塊切割而成,往往得分成數塊再焊接、組裝,容易產生結構弱點,增加額外重量。新近運用的「雷射金屬沉積」,除利用雷射讓噴射出的金屬粉末材料熔融後覆蓋於母材上,也可將金屬粉末熔融後直接塑型,避免上述缺點。
這座運用「雷射金屬沉積」技術的全球首見3D列印橋樑預計在2018年落成,不但在預鑄工法更上層樓,也在創新、美學等面向寫下新頁,讓3D列印不再只是概念奇想,而成為真正可落實之生產方式。
下載製造 家具製造新革命
你可以想像用電腦「下載」,也可以製造椅子嗎?如果在家就可「Download」椅子,未來還需要家具店嗎?尤里斯.拉曼設計的「骨形椅」(Bone Chair)與「製作者椅」(Maker Chair)都打破刻板思維,它的發想概念是:只要從網路下載設計藍圖與製程指示,便能利用人工智慧演算與3D列印,在全世界各角落被「列印」出來,甚至還能按照自己的意思進行修改,進化成更具個性的版本。
「製作者椅」(Maker Chair)的取名靈感,與DIY makers以及扭轉傳統「工藝匠師」角色的概念相關,這款家具的12組設計,零組件都由3D列印而來,在精密計算下幾乎毫無誤差,可像立體拼圖般快速組合。
另一款「骨形椅」(Bone Chair)則利用電腦運算模擬骨骼生長情境,結構需要多加支撐的彎折處,可適時多加入材質,反之,無需支撐處則可酌量減少原料,因此造型的厚薄胖瘦,完全跳脫過往家具設計桎梏。
另一款「龍騰椅」(Dragon Bench)則帶有中式書法的龍飛鳳舞,亦是設計師自家實驗室研發的3D列印技術製成,藉由電腦控制的工業用機器手臂進行鋼、鋁、銅、青銅、不鏽鋼等金屬「列印」。雖然這張椅子看來很細膩,但其實擁有完整支撐效果,無需額外補強結構,讓設計美學發揮得更淋漓盡致,突顯3D列印設計的獨到之處。
服飾、樂器也朝向3D列印量產
目前3D列印最普及的範疇,當屬塑料材質運用。美國設計師Jessica Rosenkrantz推出「神經系統」(Nervous System)服飾,便採用尼龍材料;它在時尚史上最大突破點,就是略去「剪裁」流程,藉由電腦模擬計算,直接聚合大小不同的三角鏤空模組,拼出整件洋裝,並達到客製化,堪稱是運用21世紀新科技製造的「現代蕾絲」。
傳統服裝,往往必須藉由立體剪裁,將平面織品進行拼組,方能成為適合人們穿著之衣物。但這種新型態的「運動學服裝」(Kinematics Garments)從一開始就以3D進行立體設計,直接取用身形掃描的數位資訊進行噴印,輕鬆達到量身訂做的貼合境界。
與傳統織物不同的是,這種3D列印服裝在耐韌度、垂墜性、延展性、透氣性、視覺圖紋等面向都大相逕庭。成品在噴印前只要透過一款「Kinematics Cloth」app應用程式進行設定,就可做到件件因人而異。
不只衣物能靠積層製造,就連「樂器」,也開始邁向3D列印量產。一款由瑞典ODD guitars公司推出的Atom Guitar電吉他,同樣藉由「列印」進行生產,大大扭轉人們對樂器製造的既定印象。這款電吉他有著奇特的鏤空主體,搶眼的透空圖紋,靈感來自漂浮水面的不規則油漬圖形。樂器外殼看來雖脆弱,但由於採用尼龍工程塑料Duraform PA,因此其實極為堅韌。
或許,人們日後將不再需要商店,甚至連快速便捷的網購也不再有存在理由,只要一台3D印表機,就能透過數位傳輸,在家「接收」實體商品,成為對未來生活的大膽想像。