设计大咖说 | 张成林:工业设计与智能制造的创新融合
发布者:河北工业设计创新中心
日期:2026-08-03
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工业设计是产业创新的核心引擎,智能制造是产业升级的必由之路,二者的深度融合的是推动我国工业从“制造”向“创造”转型的关键抓手。在2025河北国际工业设计周活动“雄安设计数智场”现场,北京拓宝增材科技有限公司董事长张成林,以《工业设计与智能制造的创新融合》为题,结合企业十余年在金属3D打印领域的深耕实践,分享了增材制造与人工智能双向赋能的路径与思考,为工业设计产业创新升级提供了重要指引。

张成林指出,工业设计创新的核心诉求是实现创意理念与制造实践的有效衔接。随着设计手段的迭代升级,传统加工工艺已难以满足新型设计的技术需求,而金属3D打印技术(如粉末床技术)的成熟应用,为这一难题提供了高效解决方案。作为深耕金属3D打印领域十余年的企业,北京拓宝增材科技已构建起覆盖小型至大型的全系列设备体系,可全面满足各类工业场景的加工诉求。

当前工业领域的发展核心趋势是融合发展,人工智能与智能制造技术的深度应用,正推动产业转型升级与产品性能迭代。工业设计也已突破传统外观设计、结构设计的单一维度,向智能感知、绿色环保、功能集成等多元化方向转型。张成林以Mate 6.0玄武结构(集成散热与外壳功能)、空警3000共性天线(嵌入式机翼设计)为例,说明当前工业设计已实现“结构、外观、功能”三位一体的融合发展模式,而这一转型的核心支撑,正是人工智能与3D打印技术的双向赋能。

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张成林认为,工业设计与智能制造融合创新的核心,在于增材制造与人工智能的双向赋能。在设计端,人工智能技术通过大数据分析挖掘市场需求、优化设计方案,有效提升设计效率与科学性,为设计师提供高效支撑。在制造端,3D打印技术凭借分层叠加的核心特性,彻底打破传统工艺对结构复杂度的限制,使人工智能优化后的轻量化、一体化设计方案得以落地实施。这种双向赋能模式带来的产业变革主要体现在四个方面:

  • 一是提升交付效率:通过人工智能设计与3D打印技术的协同应用,实现产品研发与制造的快速闭环,将传统半年的交付周期缩短至1个月、1周甚至1天。工业产品复杂结构的设计、装配与调试,1周内即可完成迭代,较传统工艺大幅提升效率。

  • 二是实现柔性定制:无需模具开发,不同三维设计模型可在同一设备上完成打印,既能满足小批量个性化定制需求,也能快速验证设计理念、推动方案迭代优化,有效降低研发成本。

  • 三是践行绿色理念:3D打印所用粉末可回收再利用,有效减少材料浪费与能源消耗,契合工业设计可持续发展的行业趋势,助力循环经济发展。

  • 四是优化产品结构:推动产品实现一体化设计,取消传统分散式设计中的垫片、螺钉等冗余部件,提升产品结构稳定性与综合性能,同时突破复杂结构的加工局限,在流道、外型设计等方面展现独特技术优势。

人工智能与3D打印的融合创新,已在多个行业领域实现深度落地,展现出广阔的应用前景:

  • 在艺术设计领域,无需开模即可快速迭代各类造型设计,实现创意理念的高效落地,推动艺术设计与工业制造的深度融合。

  • 在工业制造领域,打破传统分体加工、焊接的工艺局限,通过人工智能优化结构设计、3D打印一体成型,实现结构、工艺、功能的三维创新,推动产品减重从“局部优化”升级为“系统重构”。

  • 在医疗健康领域,针对不同病症定制专属手术方案,通过3D打印技术将设计图纸转化为临床适用的个性化部件,打破标准化制造的局限,提升医疗服务的精准度。

  • 在模具制造领域,推动模具产品架构革新,实现零部件、功能件、外观件的一体化集成,降低设计难度,结合人工智能优化实现产品减重与受力均衡,提升模具使用效能。

  • 在精密制造领域,在小型化、微型化精密部件制造中凸显技术优势,结合新型设计理念,实现零件小型化、功能集成与散热优化的多重突破。

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谈及行业发展现状,张成林分析了当前增材制造与人工智能融合过程中面临的三大挑战一是技术层面的数据链整合难题,设计模型、工艺参数、成型检测等各类数据的无缝衔接与安全保障仍需进一步突破;二是材料与工艺的适配问题,如何通过人工智能技术快速开发适配不同材料的3D打印工艺,成为行业未来发展的重要方向;三是专业人才理念升级,传统工业设计从业人员需更新设计思维,适配3D打印技术的设计逻辑,才能充分发挥技术赋能价值。

他表示,智能制造与工业设计的深度融合,离不开先进制造技术、信息技术、互联网、物联网等多领域技术的整合,以此实现跨学科、跨领域协同创新。在此基础上,还需组建由工业设计师、机械工程师、软件工程师、数据分析师等构成的多学科专业团队,建立高效沟通机制,推动跨界思考与协同合作,保障融合创新策略落地见效。

张成林强调,增材制造不只是单一制造工具,更是连接设计与制造的核心创新枢纽。人工智能与3D打印深度融合,让个性化、轻量化设计从理念走向现实,在航空航天、模具制造等关键领域展现出强劲的产业变革动能,也契合我国工业设计从“制造”向“创造”转型的发展方向。面对当前行业发展中的诸多挑战,只要行业同仁深化协同、聚焦技术突破,就能推动产业高质量发展,实现工业制造“多快好省”的目标。未来期待与各界携手,共同推动设计更自由、制造更高效、创新更深入,为智能成型领域繁荣发展贡献力量。