数字太湖：3D打印家具的创新设计

杨璞和丁文Nic Bao的创新实践

在家具设计的长历史中，传统文化为家具形态赋予了丰富的形态语言，而3D打印作为一种新的设计文化，可以为家具设计带来更多的惊喜。从设计角度看，设计师希望通过将传统中国石头"太湖石"的自然形态与数字设计相结合，通过3D打印使其形态更为生动，激活数字时代中国传统文化的新的传播方式。

这项作品使用3D打印技术激活传统中国文化，实现了由"太湖石"产生的结构特性和双向演化结构优化算法的协同设计，关注虚拟生态形态的复杂性转化为物理形态的合理性。这种数字设计实践从自然中学习，从自然系统中提取其设计的生物形态方法，以实现与自然共生的可持续目标。

设计师使用双向演化结构优化方法优化家具结构，得到太湖石的模拟自然形态。家具模型由液态光敏树脂材料通过集成3D打印构建。实际建造使用金属3D打印进行。

首先，使用双向演化结构优化算法设计家具，并根据相应的优化结果进行原型迭代。其次，通过3D打印构建家具。拓扑优化的家具不仅具有合理的结构特性，减少了材料的使用，缩短了建造生产周期，而且得到了更好质量的定制轻量设计。

这个项目开始于2022年7月，结束于2022年9月，项目周期为2个月。地点：中国湖北省武汉市。研究目标：1. 中国传统文化的数字表达。2. 家具结构优化和3D打印技术结合实现可持续目标。研究方法：1. 结构数据的收集和分析。2. 算法数据迭代生成形态。研究发现：1. 3D打印技术允许快速轻量化设计，摆脱传统生产模式。2. 家具结构和材料是前沿的。研究影响：为未来的数字设计行业提供了多样化设计的可能性。

项目开发过程中最困难的部分是拓扑优化阶段，包括相关力学方法的应用和数据迭代的测试。其次，验证结构材料的可行性也是一项挑战，需要考虑到生产难度和人们使用的程度。

数字太湖使用3D打印技术激活数字时代传统中国文化的应用，将太湖石与双向演化结构优化算法相结合，从自然系统中探索设计生成方法，得到结构优化的数字可持续设计。

这个设计在2023年的A' 3D打印形式和产品设计奖中获得了铁奖。铁A'设计奖：颁给设计精良、实用、创新的作品，满足专业和工业要求。因融入行业最佳实践和具有竞争力的技术特性，提供满足感和积极情绪，为创造更好的世界做出贡献。