十四五規劃主要內容精選(九篇)

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第1篇：十四五規劃主要內容范文

【摘要】生物靈感設計(BID)是以仿生學機制為靈感研究設計，并支持發展創意設計系統的新型領域。以BID 為思維中心，將生物智慧作為靈感運用在家具設計領域，借助3D 打印的工業制造手段，以全新的設計視角效仿生物揭示生命體的美感與結構，創造獨特的家具設計創新架構，實現與技術高度融合的設計策略。

【關鍵詞】3D打印；家具設計；BID；仿生學

喬布斯曾說“21 世紀最大的創新將會是生物與技術的交叉點，一個新的時代即將開始”。目前，在物聯網、數據網以及服務網的快速發展的社會背景下，中國工業發展的階段處于換擋減速期，工信部正著手編制“十三五”和“十四五”相關規劃，規劃的關鍵詞為“向工業強國轉型”“工業4.0 戰略”。工業4.0 戰略起源于德國，主要內容包括大規模生產高度個性化產品、顧客對價值創造與制造過程廣泛互動參與等。依托政府持續性的關注與扶持，3D 打印作為工業革命3.0 的代表正在新業態與新技術的融合下向更為廣闊的4.0 邁進，將改變制造業的原有傳統格局，也會對人類的思維方式、消費方式、生產方式產生革命性變化，未來亦會成為家具設計行業的趨勢與潮流，對生活產生巨大變革與深遠影響。

一、BID 與3D打印概述

生物靈感設計（Biologically inspired design），以下簡稱BID，是以仿生學機制為靈感研究設計，并支持發展創意設計系統的新型領域。生物靈感的設計是進行設計創新的一種很有前途的模式，在國外被普遍視作可持續發展設計的一部分。BID 被廣泛應用于建筑設計，從建筑復雜思維的非線性生成法則到結合數字化設計的生命生長規律的遺傳算法建筑，都體現了對生物形態、生命機能、生長特性等深層次的模仿，發掘生物世界特性為設計創作提供了無窮無盡的思想啟迪。

3D 打印技術（Three-Dimensional PrintingTechnology）是快速成型技術的一種，是增材制造的主要實現形式，制造過程不需要原坯和模具，直接依托計算機圖形數據，通過一系列的橫截面切片進行材料疊加以生成任何形狀的物體。最為主流的三種技術類型為用熱塑性塑料熔融沉積快速成型技術的熔融堆積（FDM）技術，使用激光在材質盆中硬化液態樹脂的光固化（SLA）技術，以及利用激光對粉末狀金屬、塑料、陶瓷材料進行高溫熔融并層層堆積的激光燒結（SLS）技術。激光燒結3D 打印技術可以打印金屬等特殊材料，極大地開拓了設計塑造空間。作為全新概念的工業制造手段與傳統的機械加工與模具加工方式相比，3D 打印技術具備材料損耗小、簡化制造程序、實現復雜設計、縮短研發周期、降低研發成本及風險、提升創新效率、降低生產成本、提升產品豐富度等優勢，這些都成為推動設計創新的重要因素，為設計的可行性提供技術保障。

二、BID 思維下的3D打印家具設計塑造

在可持續、數字化等意識形態的影響下，對于設計決策者在設計過程中要更多地從公眾利益及人類學角度出發，探尋設計倫理與設計哲學，而大自然的生物策略將是一個最質樸、最合理的可借鑒啟示，探索生物體的構造技能以及優化適應等自然界的運行機制，從大自然生物中提取可持續、高效、有序、永續的設計原則。后工業社會的哲學思想從傳統、線性向多元、非線性的價值觀變遷，審美體驗也隨之向動態與多方位拓展。德國仿生設計鼻祖克拉尼曾說過“仿生設計，是一個揭示自然界生命體的內部規律，一項翻譯自然的事業”，他要求自己的每一個設計作品都要最大限度地結合自然，每次設計前都會研究分析與自身設計要求相符合的自然形態，在實驗室測試并完成模型，這樣的思維方式下成就了克拉尼堅信自然界法則的設計理念與Bio-form的代表性生態設計風格語言。基于BID 思維，以生物靈感設計作為獨特的設計模式，鏡像重構生命構建復雜形式，家具設計亦可以揭示生命體不同尋常的美感與結構，開啟未知的形式美學標準。3D 打印技術使以往不可能創造的設計方案變為可能，極大地拓展了形式自由度，體現時代進步的同時使設計更加經濟、生態、機智。伴隨著技術的逐漸進步，3D 打印為BID 設計思維的進一步發展提供強力的技術支撐與保障，成為推動BID 的生命力。

（一）形式肌理的生物擬態化

BID 視角下研究自然現象，借助3D 打印技術探求生命中最精簡、輕巧、多功能的形式，實現極小曲面與數理形態的表現，形成新的設計原則與完全新穎的方式，完成有序的多層面的復雜自組織體系的建構，體現與技術完美結合的極致的生命力與視覺張力。設計師Bitonti 設計的3D 打印家具（如圖1），通過軟件算法與3D打印技術，將自然形式與肌理融合在設計作品中，體現錯綜復雜的生物形態與3D 打印技術制作鏤空肌理的高度表現力，從個體到群體進行形式簇化建構，浮動的點按照云重建進行計算，視覺層面上彰顯技術美感。

伴隨著對生物體的探索與3D 打印技術的成熟，除宏觀形態能被肉眼可見外，具有優美形態的微觀世界的組織形態、流線特征、生理機能也將逐漸對BID 產生直接或間接的借鑒意義。尊重思考生物界的智慧，探索全新面貌的生物世界，通過設計創作體現生物高度細致與復雜的形式和肌理，從而獲得作品的視覺生命性，此種設計思路亦是體現可持續發展與生態設計思路的主流價值觀念。微觀視野中的生命現象呈現出非同一般的審美視覺語言，往往包涵豐富、秩序、優雅、韻律等語義要素，將視覺符號進行提取并提煉優化，借助有機的造型語匯使其再生，產品的生命力感與生命體驗價值隨之應運而生。設計師Lilian van Daal 設計的家具《Biomimicry》（如圖2），設計靈感來源于植物細胞的內部形態，細胞作為構成生物的基本單元，其組織形式精密且高度有序，細胞形態下的整體形態體現著生物學角度的靜態平衡邏輯。

（二）結構機能的擬真聚構

生物在遺傳與進化過程中結構與骨架單元呈現出優異的數學秩序，并在演進過程中越發生態、精巧與機智，3D 打印家具設計已不局限在自然界形態上的模仿，其內部的結構功能及運行機制也逐漸成為設計策略。BID 中的仿生學體現了自然界結構與功能的完美結合，反映了生物進化的規律與功能組織形式。在BID 基礎上可以優化產品結構與功能以提高性能實現最佳的解決方案。設計創作過程依托自然功能組織的合理建造規律，對生物結構進行真實模擬，通過理性、邏輯的方式反映復雜生物形態的力學特性，促使設計以最優化的結構形式與高效布局進行塑造。

從2004 年第一把用綢緞進行3D 打印的椅子《Solid C2》開始（如圖3），家具設計領域重視充分發揮材料強度與結構優化，摒棄常規連接方式進行了BID 思維下的顛覆性設計重構。

Fractal.MGX 設計的分形咖啡桌（如圖4），借鑒樹木的分形生長模式，利用環氧樹脂材料一次成型，整體造型沒有任何接縫，樹莖由底部向上生長過渡到頂部濃密的細小枝干，傳統工藝難以制造，通過精確的結構計算創造出可以施加足夠力的高度靈活輕便結構，運用3D 打印成型，質輕節約材料的同時精準地發揮材料效能與結構內在力學穩定性特性，整體設計形態也充分體現植物的非線性特征，充滿前衛雕塑般的炫目視覺沖擊。著名建筑師Zaha Hadid 的家具設計（如圖5），設計出發點為借鑒自然生物的內部結構并進行優化，通過最少材料的消耗進行結構塑造，充分利用內部的中空結構與巧妙的配筋制作質輕的高力學性能椅子，此種結構整體不僅具備良好的張應力，而且能承受較強的壓力并有優秀的耐沖擊性能，整體造型充滿未來主義設計的神秘氣質。基于BID 思維對生物體的整體或局部結構進行研究，建構結構與設計間的內在聯系，完成復雜數學模型并借助3D 打印手段加工完成，此種技術手段下產生的造型形態與結構是傳統加工方式中的幾何語言難以完成的，具有良好的延展力與應用前景。

（三）材料的可持續置換

隨著3D 打印處理能力與材料適應性不斷提升，材料的可持續置換將有效彌合3D 打印與大規模生產之間的間隙。洛杉磯的設計師Alvin Huang利用多材料與多種質地的塑料材料混合，有效彌補了單一材料特性局限的缺點，制作了集合多塑料材料屬性優勢的《Durotaxis》椅子。多種材料的任意分布與同時打印技術已逐漸成熟，木粉材料的產生使得經濟實惠的個性化木質家具變為可能，與此同時，以廢棄的小麥、水稻、玉米等秸稈經過粉碎與添加化學材料的分子與功能改進制成的3D 打印材料，價格低廉，綠色環保，改善了秸稈焚燒對環境的污染，同時節約了能源，這些新材料新技術極大地開拓了設計者的設計塑造空間。美國加州大學伯克利分校等研究機構，正在探索利用廢木屑、雞毛以及海產品加工廢料制作3D 打印材料。材料不僅作為產品審美的重要組成部分，更是能源消耗的重要組成部分，在家具設計的形態創新表現材料的創造性拓展過程中，廢舊及廢棄材料的資源化再利用更有助于體現家具的生態與美學價值，作為傳統常規材料的替換應在設計創造中給予高度重視。

結語

基于BID 思維的3D 打印家具設計探索已逐漸走到了家具設計領域的最前沿，伴隨著3D 打印、云計算、大數據等技術的出現與逐步成熟和推廣，家具設計的模式將發生重大改變甚至創新顛覆，屆時全新的生產、商業與經濟形式將引發空前的消費模式與新的視覺層次結構，對于家具設計師而言，3D 打印意味著技術上的革命性進步。以美國的Shapeways、荷蘭FOC 和比利時的iMaterialise 為典型代表的3D 打印服務商，其3D 打印技術產業化發展已成績斐然，與此同時，如Daniel Widring Studio、NervousSystem Studio 等3D 先鋒工作室的涌現，未來將會催生越來越多探索3D 打印模式與物化設計的新形式，更多的設計師將為大眾提供體驗式與參與式的生產，以滿足個性化與差異化的消費。3D 打印技術的發展不僅會改變未來資本和工作的分配模式，更使得設計業與制造業的成功不再取決于生產規模，而是取決于創意。在BID 思維的引導下，探索設計的發展方向與設計潮流，探求生命永恒的奧秘、多樣的形態、復雜的機能、神奇的結構，啟發設計智慧并將為家具設計提供寶貴的生命性原則，實現想象力與技術的高度融合和拓展延伸，以滿足多元化的需求與時代變革，引導家具設計的新時代潮流。

參考文獻：

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