免调平桌面式3D打印机产品设计和实现机械设计和自动化专业论文设计

1、本科论文目 录摘 要IAbstractII引 言11 3D打印机市场分析21.1 行业背景21.2 市场现状52 3D打印机交互系统设计研究62.1竞品分析62.2用户研究72.3 需求转化142.4 SWOT分析153 3D打印机交互系统设计173.1 产品定义173.2 网页流程图17结 论29参考文献30附录一、外文文献翻译32（一） 外文文献原文32（二）外文文献中文翻译34致 谢36摘 要由于国家大力发展智能制造并且国家提出“一路一带”“中国制造2025”等利好政策，又激发了3D打印产业的发展动力。3D打印行业市场调查分析报告显示3D打印技术一直是国家重点支持和推动应用的一项高新技术

2、，特别是政府强调要振兴制造业，这就给3D打印技术应用带来发展机遇。本文从3D打印机的产品角度出发，通过前期对采集市场的信息与数据进行分析，搜集用户体验信息。后期进行设计交互系统，充分研究人机交互行为，遵循安全性为首要原则，同时简便易操作为第二原则进行设计。以产品报告角度去探究产品，得出相应的设计原则与要素，并且将交互方式与软硬件进行有机的结合，带给用户不一样的体验，最后设计出一款极简的桌面式免调平的3D打印机。关键词：3D打印机设计；用户体验；免调平；人机交互AbstractAs the country vigorously develops intelligent manufacturing

3、 and the country puts forward favorable policies such as One Road, One Belt and Made in China 2025, it has stimulated the development momentum of the 3D printing industry.The 3D printing industry market survey and analysis report shows that 3D printing technology has always been a high-tech that the

4、 country has focused on supporting and promoting applications. In particular, the government emphasizes the need to revitalize the manufacturing industry, which brings development opportunities to the application of 3D printing technology.From the perspective of 3D printer products, this article ana

5、lyzes the market information and data collected in the early stage to collect user experience information.Design the interactive system in the later stage, fully study the human-computer interaction behavior, follow the safety as the first principle, and at the same time, the simple and easy operati

6、on is the second principle.Explore the product from the perspective of product report, get the corresponding design principles and elements, and organically combine the interaction mode with hardware and software to bring users a different experience, and finally design a minimalist desktop-style le

7、veling-free 3D printer.Keywords: 3D printer design; user experience; leveling-free; human-computer interaction引 言为解决桌面3D打印机在交互设计方面的不足，本文提出一种基于交互理念的用户行为和用户需求分析，构建桌面打印机交互设计方法系统。首先，对目前国内外桌面式3D打印机的功能、形态、结构、人机等各方面要素运用比较分析法进行分析，总结目前桌面3D打印机的不足之处，解决用户在使用3D打印机的常见痛点问题。根据模糊Kano模型以及交互情境访谈，调研桌面式3D打印机用户的需求点，对各需求点

8、进行分类，针对各个步骤的操作行为得出具体设计需求点。最后以3D打印机设计实践为佐证，实现交互涉及概念与桌面3D打印机设计的一致性，从而解决用户痛点。国内外对于3D打印机的发展更多的是高校。国内外各大高校将3D打印技术应用到不同的领域中1，进而展现出其多功效的作用。从商业角度来看，3D打印机由于竞争的态势，产品规划越来越好，不管是性能还是功能，都在大步提高。3D打印技术近年来备受瞩目，已经成功地应用于航空航天、生物医疗、建筑、汽车等多个领域。2016年，3D打印列入国家重点研发计划，我国的3D打印技术及设备逐步接近国际先进水平，3D打印行业的发展前景光明2。本文通过前期市场的调研，汇总商业信息，

9、将同级别产品做比较的方式进行规划，研究用户心理，做用户调研发觉产品痛点提升产品功能竞争力。将前期的调研汇总进行下一步的交互设计，使产品有更好的结构、功能、符合人机操作方式以及更具审美性的形态，把安全性为第一首要素进行设计参考3，各属性都以更恰当的方式表达，来提高产品的竞争力。进而设计出各个流程图以供参考，将UI、UE通过产品软件等形式展现出来。1 3D打印机市场分析1.1 行业背景1.1.1 宏观经济（1）政策由于国家大力发展智能制造并且国家提出“一路一带”“中国制造2025”等利好政策，又激发了3D打印产业的发展动力。3D打印行业市场调查分析报告显示，3D打印技术一直是国家重点支持和推动应用

10、的一项高新技术，特别是政府强调要振兴制造业，这就给3D打印技术应用带来发展机遇。（2）经济据2019中国3D打印产业发展报告显示，2018年，整个3D打印设备市场包括工业、信息、商业、医学和科研领域的3D打印设备（含进口）市场销售总收入达605亿元，同比增长了22个百分点。3D打印设备在2018年上半年维持了较大幅度增长，下半年增速有所放缓。3D打印显示、3D打印雷达以及非标自动化设备在全年都保持了较可观的增速。Laser Focus World杂志主编John Lewis报告，2018年全球3D打印产业营收增长了5%，全球3D打印产业整体向好的发展趋势并未改变，中国市场的占比不断增加，其市场

11、重要性日益体现。（3）社会与传统的工业制造来说，3D打印的有点显而易见，快、精、细。伴随着智能互联网+的时代到来，社会制造业也随着开始转型，同时也会波及很多领域：比如教育的革新、服饰的制作等。1.1.2 竞争态势（1）购买者基于最初的产品设计理念，专为教育和创作而生，所以产品的受益群众主要集中世界各地的学校或者教育机构用于教育展示。（2）同行 深圳市创想三维有限公司：CT-228，如下图1.1所示。图1.1：CT-228展示图 极光尔沃科技有限公司:A6,如下图1.2所示。图1.2：A6展示图Snapmaker:A350，如下图1.3所示。图1.3：A350展示图 深圳市创客工厂科技有限公司:

12、mcreate,如下图1.4所示。图1.4：mcreate展示图1.1.3 行业技术和动态预测目前3D打印机核心技术逐步成型趋于完善，对于产品的迭代该从产品的实用和使用角度出发，呈现与人更好的交互理念。自我预测行业技术动态应该呈现以下几点：（1） 遥控控制：目前对于3D打印机的使用，国内使用群体大致为学生和老师，所以安全尤为重要，能够远程操作便可使安全性达到最高。（2） 免调平：现在目前工业级别和桌面级别的3D打印机有个通病，就是机器调平需耗费时间长，喷头过热加上工作台的多次使用，导致工作台出现坑洼现象，以至于机器调平时间过长或调平不准确，导致零部件打印失败。1.2 市场现状随着政策的推动、制

13、造业的改革，更多科技产品走进课堂，让更多的学生感受时代科技的产物，市场空缺，竞争对手少，竞争力少等，都是现阶段3D打印机产品对于教育领域的优势。现阶段用户大致为工业人员与教育人员，并没有像电脑那样普及，若产品迭代到新功能，能够完成日常所需，加上中国和国外的份额，一定会有很大的市场。中国从1991年开始研究3D打印技术，当时的名称叫快速原型技术，国内也在不断跟踪开发。2000年前后，这些工艺从买验室研究逐步向工程化、产品化转化。由于做出来的只是原型，而不是可以使用的产品，而且国内对产品开发也不重视，大多是抄袭，所以快速原型技术在中国工业领域普及得很慢，全国每年仅销售几十台快速原型设备，主要应用于

14、职业技术培训、高校等教育领域。2 3D打印机交互系统设计研究2.1竞品分析2.1.1竞品分析的目的与选择竞品分析是为未来研究产品规划提供了前期的资料，所以宏观上它仿佛就是为了完善自己的产品，实则它有它自己的价值与意义，竞品分析的价值在于分析者的中立客观，分析者不仅不偏不倚，不以我之产品为导向，分析者也应该心胸宽广，不以我之关注为关注，分析者更要眼界高远，不以当下做未来之事。2.1.2竞品分析作为中国3D打印机的两家龙头企业极光尔沃和创想三维，不管是用户体验还是产品都是极好的，snapmaker在国外产品中性价比是最好的。所以选择极光尔沃、创想三维、snapmaker三家公司的三款桌面式3D打印

15、机来作为对比对象，三款中外产品彰显出竞品分析的饱和度，在经过对比信息整理出信息以下表2.1所示。表2.1 竞品分析表产品名称不同点mcreateCT-228A6A350打印空间（mm）220220295228228258300200200320350330输入文件STL、OBJ、XAD、AMF、JPG、PNG、GIF、BMPSTL、OBJ、AMFSTL、OBJ、AMF、JPGSTL、OBJ、SVG、JPG、PNG系统支持Win、Mas、LinusWin、Mas、Linus、XP、VistaWin、Msa、LinusWin、Mas、Linus耗材PLA及衍生物、TPV、PET、ASA、HIPS、

16、PP、PVAPLA、木材、软胶、碳纤维、金属材料PLA、IPV、碳纤维、PVA木材、PCB、碳纤维、丙烯酸、翡翠连接方式wifi、usbwifi、联机、TF-卡脱机SD卡、联机wifi、usb产品亮点智能调平、专利喷头、全彩触摸屏、磁吸式柔性打印平台、3D打印和雕刻二合一、断电续打、STEAM教学、可曲面雕刻、断料检测、定制软件机器精度高、进口芯片、自动关机、断电续打、断料检测、定制软件断电续打、断料检测、无间隙进料系统、FA特制平台、4.3英寸高清触摸屏、智能调平模块保护系统消除污垢、耐用、定制软件、智能手机型触摸屏、断电续打、灯丝偏移传感器、曲面打印、磁吸式柔性打印平台、摄像头、数控/3D

17、打印/雕刻三合一（续表）产品名称不同点mcreateCT-228A6A350安全性需购买防护罩自身带防护罩自身带防护罩需购买防护罩售价8999528064009351.712.1.3竞品分析结论经过分析可得，自身产品与三家公司产品对比，在可输入文件格式呈现多样性。系统支持里中规中矩，可在进行多系统优化处理，来解决不同系统的用户使用产品的问题。有关耗材并没有采取多样性，收到了耗材的限制，下一步尽量优化采用多耗材进行打印作业使用。在连接方式中，采用了智能化处理，保证与机器连接简易。关于产品亮点对比极光尔沃和创想三维，拥有更好的产品亮点去吸引用户购买使用，但是对比Snapmaker而言，Snapma

18、ker有更好的产品特色，例如：拥有摄像头定位，有去污垢的模块，三合一功能，灯丝偏转传感器等实用功能。所以产品还需迭代到更加完备，其次价格方面一分钱一分货，也许材质不同，功能不同，国外国内政策的不同，而导致的定价不同，属于正常现象，还是看实际情况定价为好。2.2用户研究2.2.1用户定位在综合考虑之后，将目标用户定为教育相关人群。教育相关人群，不仅仅有专业的课程培养，也有专业的人员可以进行培训教导。3D打印机国内市场主导职业大致分为两种教育和工业，有关教育行业市场广泛且有活力，不仅仅需要了解时代进步的产品，也要在学习上了解科技产品的同时拥有想象力去发展科技。在优越的物质基础上，学生将来也能学以致

19、用，去发明更好的科技产品报效社会。收到多元分化的影响下。所以我认为教育行业是3D打印机的主导用户。2.2.2用户画像定位Alan Cooper（交互设计之父）最早提出了 persona 的概念:“Personas area concrete representation of target users.”Persona 是真实用户的虚拟代表,是 建立在一系列真实数据(Marketing data, Usability data)之上的目标用户模型。通过用户调研去了解用户,根据他们的目标、行为和观点的差 异,将他们区分为不同的类型,然后每种类型中抽取出典型特征,赋予名字、照片、一些人口统计学要素

20、、场景等描述,就形成了一个人物原型。总结来说，准确的用户画像与定位可以给设计的产品有理可寻，并且根据用户画像进行的下一步研究，可以确保用户研究的线路准确，不发生走歪和走偏差的现象，也可以抛开个人的主观因素，更加理性的，有效的进行用户研究。是用户体验设计中必须经历的一步。（1）标签式用户画像本文设计中在做标签用户画像时，从用户的个人信息、行为习惯、心理特性、用打印机目的、价值观原则等方面入手，拼错出一个模糊的人群，这时的年龄也是一个模糊的的概念。在这一步骤中，可以得到有用的关键词，并且这些关键词最后也被运用到了设计实践之中，例如碎片化信息、虚拟消费、参与式体验等。如下图2.2所示。 图2.2：标

21、签市用户画像（2）用户模型建立用户模型是在用户画像之后更加具象的一步。本文设计研究中确定了用户模型为教育人群，有固定的的消费者，他们积极主动，求知若渴，加上老师学生一起互动和课程的培育，可能是一个创意工作者，他们对世界有自己的看法与度量，学生可以着手发挥自己的想象力。借助互联网的便利，习惯网上搜索知识，热爱创造，喜欢参与式的设计。这一动作被用户画像更加精确，在特殊人群中去寻找脸谱人物，对人物进行分析，可以得到这个人群独有的需求。本文设计中的用户建模如图2.3所示。图2.3 教育人群轮廓图（3）典型用户典型用户是用户研究场景化与故事化的衍生，本文设计实践中对典型用户进行追踪和访问，并且亲身体验其

22、过程，记录发生的事件，然后绘制了行为地图。例如：使用3D打印机的男同学。（4）目标用户目标客户是市场营销工作的前端，只有确立了消费群体中的某类目标客户，才能展开有效具有针对性的营销事务。例如：上课中使用3D打印机的学生。（5）邀约用户线下邀请5-10名用户，安排合适的时间，到公司做可用性测试，记录反馈，收获意见，完事给予奖励。2.2.3客诉记录分析因为本产品已经不是从0到1，而是要迭代到2.0。以下是客诉记录分析，该记录是分析用户在使用产品中遇到的问题，故将来更好的迭代产品，解决问题，做出更好的产品。客诉记录记录了338条问题，其中最多的功能异常问题占总问题的48.8%紧随之的结构损坏、体验缺

23、失和问题咨询问题占14.7%、13.6%和13.0%，我们将客诉问题分为以下几种，如图2.4所示。图2.4 问题分类图首先一个产品的问题，优先级最高的应该是需求问题，有需求才能更好地解决用户在日常生活中使用软件所遇到的问题。下列问题是用户遇到的上位机问题和结果。如表2.5所示表2.5 需求建议表日期解决过程2019.01.112019.02.182019.07.252019.07.25版本普通版教育版教育版教育版反馈渠道微信公众号业务转接邮件邮件客户ID地球摄影台湾dmitriy.evstigneevdigis.rudmitriy.evstigneevdigis.ru客户所在地上海台湾俄罗斯俄

24、罗斯问题属性需求建议需求建议需求建议需求建议问题归属应用软件应用软件应用软件应用软件问题详述提出需求：软件内部可以进行图像调整，类似修改 编辑 填充，没有这些功能操作不方便，或者插入第三方软件0116：待项目组评估修改预设参数，后续进去软件都是更改过后的参数设备提示 reset中，重启软件硬件都没有用win10 laserbox软件usb不能连接（续表）日期解决过程2019.01.112019.02.182019.07.252019.07.25维修诠释0116：待项目组评估目前改不了，后续会有一个参数同步的功能，可以修改官方材料的参数并且同步到机器里问题处理问问log可能是驱动安装失败，给用户

25、试试责任部门上位机上位机上位机上位机问题状态已解决跟进中已解决已解决其次看客诉记录中问题最多的那一项，也就是功能异常。在用户使用产品时候，需要的软硬件问题也是很棘手的，所以要在可用性测试中尽可能的多做多想，用户在使用中遇到的问题，产品是否符合可用性测试原则，让用户得到便捷。故选择一些代表性问题。如下表2.6所示功能异常问题。表2.6 功能异常表日期解决过程2019.10.162019.09.122019.02.192019.07.25版本迭代版教育版试用版反馈渠道微信公众号微信公众号微信公众号客户ID骑行天下蝴蝶老师武汉芯态度客户所在地新西兰江苏武汉问题属性功能异常功能异常功能异常功能异常问题

26、归属产品固件机械结构电子器材应用软件（续表）日期解决过程2019.10.162019.09.122019.02.192019.07.25问题详述净化器刚换滤芯就报警Q*02报警有台机器开机后，X 轴无法正常自动复位（没记错的话正确的复位顺序是Z、X、Y轴吧），Y 轴正常复位。提到说测试这么多次 X 轴自始至终都没运动过，另外机器也没有过漏水的痕迹。进软件后它就连接上机器了，然后再次选择用usb连接的时候，它通过接口获取到机器被连接，所以就卡住了问题处理11月中旬会上版本；临时处理更新固件现在在官网下载最新的软件，然后升级下固件就可以调整速度和功率；分别是110W和5000转，效率大有提高，缺点

27、是净化器的噪音有点加大气泵出气口脏，让客户清理让客户单独测试 X 轴的限位开关是正常工作的（如视频所示），X 轴电机线也重新插拔过，重新开机后问题依旧。关机后手动扳回到原点，然后尝试通过上位机在机器中间打一个圆，也未成功（激光头在X轴方向始终无运0227：普通版激光切割机在软件内部连接usb串口必现卡死在正在连接中（续表）日期解决过程2019.10.162019.09.122019.02.192019.07.25维修诠释单独去掉滤芯就正常工作，查看log看净化器电机功率70W,风速4000转；都非常临界偏低检查气泵出气口3-14：寄回检测拆机后，发现X轴电机线（连接主板端）未接，重新接上后测试

28、正常，已让NPI和产线负责人员确认现场责任部门硬件/软件硬件问题状态已解决跟进中已解决已解决体验问题，大致是软件的BUG、升级出错和硬件的磨损相关。其中硬件问题大部分是运输以及用户在使用时，未按照产品手册规定进行使用从而导致产品的损坏。若是产品自身问题的反馈已经安排邮回和换新服务。如表2.7所示。表2.7 体验缺失表日期解决过程2019.09.122019.05.172019.05.182019.05.13版本教育版教育版试用版教育版反馈渠道微信公众号微信公众号微信公众号业务转接客户IDCode_G微信任我行湖南双馨源,白手作夏志华转韩国客户客户所在地福建问题属性体验缺陷体验缺陷体验缺陷体验缺

29、陷问题归属产品软件应用软件应用软件应用软件（续表）日期解决过程2019.09.122019.05.172019.05.182019.05.13问题详述雕刻机是否只支持2.4G？我们网络是5G的，但应该也有2.4G的信号。中间有空格的话，不能连接上位机的制图功能还不完善，推荐的少简单制图软件加载复杂文档软件会变卡，会有多层svg 导入软件后， 把切割换成雕刻后， 软件图像处理会很慢维修诠释wifi名称不能有空格和特殊符号推荐使用autodraw需要更新版本和景涛确认是正常情况问题处理下一版本修复之前的是会有这个问题，这个月的版本增加了路径合并，会把复杂的路径进行合并，对这个问题进行了优化责任部门

30、其他上位机上位机软件问题状态已解决已解决已解决已解决其余问题大致都可分成用户没有耐心查看用户手册，以及常见的电脑问题、硬件如何连接问题，可算是线下经销商没有培训妥当导致的。所有的问题都及时的反馈出去了，以及出现的BUG团队也紧锣密鼓的查看日志解决问题。2.3 需求转化在经过长时间的客诉分析之后，需求转化这一步骤显得尤为重要。最后对这些输出物进行整合分析，可以得到一些共性的需求，这些需求就是信息框架的依据与来源。本文的设计实践根据绘制的用户行为地图拆分用户的每一个步骤，再分析每个步骤场景下的痛点，紧接着寻找相应的解决办法，整个过程就是需求转化的过程。 因为产品本身就是需要迭代的，是一个需要去发现

31、问题发现需求并且解决的过程。2.4 SWOT分析2.4.1优势（1）产品特色功能最多。（2）具有人性化设计最多。（3）操作总体简单易上手。（4）有专门的老师会给用户配套课程。2.4.2劣势（1）用户若不分析性价比直追价格的话市场价同比最高。2.4.3机会（1）技术完备、人性化设计多，用户体验同比较好。（2）各地销售多，更加的接近用户提供服务。（3）教育的课本普及，会有更多学校购买产品。2.4.4威胁（1）竞品公司功能结构相仿，虽然功能不如本产品完备，但价格低廉，如果用户没有具体分析，单凭价格判断，则会导致用户流失。（2）小企业的模仿，研究成本的降低导致售价降低，小企业的机器会更加便宜，价格优势

32、降低，导致一部分用户流失。2.4.5优化硬件：（1）可进行系统升级，添加摄像头进行调平，有时机器出现错误，调平会磕住下面的打印平台。（2）柔性打印平台可选择可擦洗材质，以至于不浪费。（3）设置温度传感器。软件：（1）在打印过程中，软件可进行其他操作。（2）将软件上的开始键图表调大并放置到右下角。（3）软件设置“返回首页”键或将“返回项目管理”改为“返回首页”3 3D打印机交互系统设计3.1 产品定义3D打印又称三维打印，是快速成型技术的一种。它是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。简单来说，3D打印是一种增材制造技术（一层层增加材料），将

33、打印材料一层层叠加起来，最终将计算机上设计的3D图纸打印为实物。与传统的减材制造技术(车、刨、钻、磨)相比，它节省材料成本和材料加工时间，使制造精细的物品更加容易。3.2 网页流程图伴随着互联网的普及，许多企业会制作官方网站作为自己宣传之一，渐渐发展网站不仅仅给用户提供可观的产品简介，也相应提升了自己的对同行的竞争力，好的官网设计，让用户清晰明了的找寻自己所需信息，也为企业太高了门面。本产品网页流程图如下图3.1所示。图3.1 网页流程图3.2.1软件流程图简明的流程图，不仅能促进产品经理与设计师、开发者的交流，还能帮助我们查漏补缺，避免功能流程、逻辑上出现遗漏，确保流程的完整性。流程图能让思

34、路更清晰、逻辑更清楚，有助于程序的逻辑实现和有效解决实际问题。本款3D打印机是打印、雕刻二合一产品，所以在软件中有打印和雕刻流程设计。（1） 打印流程图流程图不仅仅是产品经理与设计师、开发者对于产品软件的交流，也更是产品在软件上与用户的交流，不仅要逻辑上正确，即便是第一次使用，也要让用户无从下手，这正是软件流程图对于交互的简便之处。下图3.2是本产品软件中的打印流程图。本次的流程一共分成五个一级功能：菜单、插入元素、拖动画布、雕刻、选择工具、开始按键。菜单中有常规软件中具体操作如：文件的导入和导出，虽然现在常规的键盘操作已经深入人心，但是全部用户还是会做出文件相应的复制粘贴等常规指令，以及视图

35、调整。因为菜单是个大方向所以包括语言的选择、检查更新、提供帮助、产品的版本号、退出软件等都收入其中，方便用户找寻。因为是设计软件，故设计师会放置一些基础的图形，以供学生和老师参考去制作自己的案例。雕刻流程机器会按照程序设定的步骤给与用户提示，去帮助用户完成操作，不仅仅极简的交互，也为即便是不熟悉流程的用户带来更好的体验。最后的步骤就是按键开始，就可以开始打造自己的作品了。详情请见下图3.2所示。图3.2 软件打印流程图（2） 雕刻流程图雕刻流程图是切换雕刻喷头后软件自动识别呈现的交互。如图3.3所示，分为了3个主要功能按键：设置、雕刻、分支主题。具体操作跟打印相似，唯一的不同，在对焦上面，由于

36、本机不是专业的激光雕刻机，所以在对焦方式上，采用人工形式，选择机器雕出呈现最好的数字，机器在根据所选数字进行功率设置，已完成雕刻的功率选择。如下图3.3所示。图3.3 软件雕刻流程图3.2.2 硬件流程图人机交互一直是设计的最大环节，如果不符合人机交互原则，该产品的用户则会受制于机器，这样就并不符合让用户有更好的体验原则。所以极简是我们产品的设计理念，去除多余繁琐的操作，机器会提醒并告知下一步的操作和如何操作。如下图3.4所示。图3.4 硬件流程图3.2.3低保真设计在产出高保真设计图之前，产品经理需要画出拥有合适框架、导航的低保真设计原型，这样不仅让设计师能够清晰明白产品交互的功能，也让后续

37、的工作能够顺利完成。原型是设计想法的表达。原型让设计师们得以展现他们的设计，以及模拟真实的使用场景。在数字化的背景下，原型能够模拟用户与界面之间的最终交互行为。低保真的历史曾是像机械工程师一样绘制图形，由最开始的头脑风暴到有点规章制度的画图，从头脑风暴到纸质输出，再到专业软件进行设计制作，其发展年限也顺应了科技发展的历程。低保真（lo-fi）原型设计是将高级设计概念转换为有形的、可测试物的简便快捷方法。它首要的也是最重要的作用是检查和测试产品功能，而不是产品的视觉外观。低保真的产出有几个特点如：视觉设计、内容、交互性、便宜、快速、协作、清晰、等还有几个缺点：测试期间的不确定性、有限的交互性。产

38、品经理作为近几年比较火爆的职业，最初这个职位诞生的作用就是传话服务的工作内容，早期设计师比较内敛，不知道怎么讲自己的想法说出去，得到大家的认可，产品经理这个职位从此应运而生。慢慢发展，产品经理从最初的服务行业再到最后的CEO的接班人，工作内容逐年增加也逐年的重要，我觉得在不久的将来企业职位将越来越细化。低保真的设计从最初的设计人员输出文档，递交给企业高管进行审阅，进而评估项目。慢慢发展成有固定的产品经理负责，运用软件将产品设计理念构建出原型图，也就是所谓的低保真设计图，由产品经理绘制低保真将思路、功能交代完毕后，有设计师绘制具有色彩形式的高保真设计，再由企业高管最后审理，达到最好的效果，最后产

39、品上线。下图3.5是本产品的低保真原型图。 图3.5 低保真设计图3.2.4 高保真设计一个好的作品都是经过时间的沉淀，都需要分解步骤将想法变成现实，往往都是有很多元素相符衬托、共生的关系如：先有电脑，再有鼠标，先有汽车，在有雨刷，先有手机，在有App。肯定由最开始的很基本的元素一点点逐渐丰富。高保真的基础就是低保真设计，从低保真的各个元素绘制成最终的高保真，所有的产品都是一个目标为了满足用户需求，解决问题而产生的，淘宝解决不用出门就能购物的用户需求，汽车满足高速运动的用户需求，高保真具备很多元素：目标用户、用户需求场景、信息架构、布局、控件逻辑、尺寸、色调、纹理、风格等等。被越丰满的元素叠加

40、，对产品的完整性越高，这也是高保真所被企业需求的原因。所以，所谓的“高”保真可以是对外观的高保真，也可以是对交互逻辑的高保真，或者对代码性能、流量消耗的高保真，等等等等。以下先以通常大家理解的视觉的高保真为例来谈。在视觉设计中采用扁平化的设计风格，整体看起来简洁轻快，将用户的视线集中在产品功能上，减少视觉负担。在GUI设计中，将渐变，阴影，悬浮等效果融入在界面中，可以形成视觉上的有限层级，提升老师和学生的界面的认知，减少认知所花费的时间。如果采用单一的扁平化视觉方式，按钮与按钮之间没有有限的层级罗列，界面中就失去了节奏感，要让用户觉得界面干净整洁并且一眼就能找到自己接下来要操作的按键，才能更好

41、的提升用户体验，不要让用户去学软件才是一个好的产品初衷。原型让设计师们得以展现他们的设计，以及模拟真实的使用场景。在数字化的背景下，原型能够模拟用户与界面之间的最终交互行为。根据产品团队的需求，原型可以模拟整个app或仅单个交互行为。原型可以模拟最终产品的运作方式。它支持产品团队测试其设计的可用性和可行性。也有很多人将原型与草图，线框图和模型混淆，实际上它们不同于原型。下图3.6是软件打印的首页图，包含打印、进料、退料、设置、关于的按键，通过按键可进行对应的接下来的操作。图3.6 打印首页图下图3.7是点击打印按键后呈现的选择文件图，本图呈现左右构图形式，左面是选择文件界面，呈现一图三格的设计

42、，让用户更加直观的点击文件进行打印。面可上下跳转页面后选择文件，让页面有延展性，有更好的用户体验。 图3.7 打印文件图下图3.8和图3.9是点击打印过程中预计剩余工作时间图，总体配图是左右结构，左面展示了剩余工作时间以及文件名称和文件样式，右面则是点击开始或者暂停。图3.8 打印开始图 图3.9 打印暂停图下图3.10是打印的准备图，是选择打印图和开始打印图的中间矢量图，展示着机器准备开始时机器在准备的阶段。图3.10 打印准备图 下图3.11是打印的完成图，是打印完成后的最终图片，构图呈现左右结构，点击“确定”按键后即可进行下一次打印操作。继而整个流程完成。 图3.11 打印完成图 下图3

43、.12是打印流程中的设置按键，设置按键里面包括了蜂鸣器、堵料检测、XYZ轴调平、喷头与工作台调平、校准、语言等各个操作按键。图3.12 打印高保真设计图在界面的色彩运用上，采用了以黑色为主白色蓝色为辅的颜色代培，白色为大面积的背景色。黑白是最受欢迎也最简单的两个色彩让用户感受到操作见面的简单易操作，而明度较高的蓝色模块，是页面的操作模块，加深提醒用户接下来可进行的操作，黑色的显示界面、白色的选择界面、蓝色的操作界面，面面分工明确，三面分层简单明了让用户一站式操作。避免给用户带来用户体验的烦恼。下图3.13是软件雕刻的首页图，包含雕刻、设置、关于的按键，通过按键可进行对应的接下来的操作。图3.1

44、3 雕刻首页图下图3.14是点击雕刻按键后呈现的选择文件图，本图呈现左右构图形式，左面是选择文件界面，呈现一图三格的设计，让用户更加直观的点击文件进行打印。面可上下跳转页面后选择文件，让页面有延展性，有更好的用户体验。 图3.14 雕刻文件图下图3.15是点击打印过程中预计剩余工作时间图，总体配图是左右结构，左面展示了剩余工作时间以及文件名称和文件样式，右面则是点击对焦进行接下来的操作。图3.15 雕刻对焦图 下图3.16是雕刻的准备图，是选择雕刻图和开始雕刻图的中间矢量图，展示着机器准备开始时机器在准备的阶段。图3.16 雕刻准备图下图3.17是雕刻的对焦图，是用手动的方式选择工作区域和定点

45、。总体设计运用三线框模式，左面呈现出定点和走边框的操作、中间呈现调节坐标进行喷头定位，右面呈现出开始按键。图3.17 对焦操作图下图3.18是点击打印过程中预计剩余工作时间图，总体配图是左右结构，左面展示了剩余工作时间以及文件名称和文件样式，右面则是点击开始。 图3.18 雕刻开始图下图3.19是产品信息图，左右配图的形式展现了良好的设计，左面呈现出产品的信息：产品序列、固件版本、开始时长、打印时长、雕刻时长。让用户深刻了解产品的工作实效，进而选择维护而保持正常使用。右面呈现出版本升级和恢复出厂的按钮，让用户可以第一时间感受产品的迭代，增加用户体验。图3.19 产品信息图3.2.5 交互设计“

46、以用户为中心”的设计原则已经在很多领域得到使用了，而这个原则也同样适用于界面设计，需要设计者基于用户进行设计。人机界面是人和机器互相传递信息的平台，不仅仅包括硬件界面和软件界面，是计算机科学与人因工程学、人之学、色彩学、设计学等若干学科都涉及到的研究领域，人机界面设计是非常具有活力的研究领域。我们不仅仅给予了产品硬件外观的设计感，也要符合用户的需求，拥有相对于大体积的工作面积，不仅可以生产大部件，也给用户尽可能的展现了工作的状态。不仅要注重安全性，也要注重色彩和材质。对于人机交互这方面，我们进行了问卷调查的方式筛选功能，追求极简的设计风格，简单明了但功能完备，突出核心，通过构架、导航方式、版式

47、、字体、颜色、交互方式六个方面进行人机界面设计，在通过可用性测试来验证人机交互效果并逐渐完善。结 论本产品的设计亮点在于解决了用户在进行3D打印作业时需要繁琐的进行调平的操作，产品拥有专利智慧型喷头，通过AI智能探测模块及算法，运用Genius可以自主调节，确保了喷头与工作面保持合适的间距，即便是曲面也能完成作业。作为不多的一机多用产品，机器配备了两种模式的喷头。还配备了磁吸式柔性打印平台解决工作后铲料的问题，让用户更好的进行取材。延续断电续打、断料检测的产品功能，配备通针解决了喷头因不当操作而堵料的问题。在官网也配备了设计师的杰出作品和相关图纸，也配备了教师团队为学生打造更好的课程设计，让学

48、生更好的使用产品，激发想象力。本产品通过在前期市场调研、用户调研、SWOT分析为后期进行交互设计，完成了产品的企业官网设计、软硬件流程设计打下至关重要的基础，在提供安全性的基础下，为用户带来更好的体验，解决用户问题。参考文献1 赵彪,王文鹏,张士超,刘天奇.3D打印机的分类、优缺点及国内发展现状分析J.科技经济导刊,2020,28(01):70.2 杨昕.基于STEAM教育理念的3D打印教学实践J.中小学信息技术教育,2020(Z1):105-108.3 郑灿周,刘旭鹏,李志飞,洪晓兰,刁少铭,杨豪杰,郑誉煌.一种3D打印机的隔音罩设计J.福建电脑,2019,35(01):44.4 项楠楠,苏

49、啸宇,李金泉.简易3D打印机结构设计J.绿色科技,2019(24):213-214.5 王志刚,柯旭成,王力,冯兵.3D打印机运动系统跟随误差分析及优化J.机电工程技术,2019,48(11):68-696 姜虎强.基于ARM单片机的智能打印机设计J.自动化与仪器仪表,2019(09):29-31.7 陈立德.机械设计基础课程设计指导书M.第二版.北京:高等教育出版社,2004.5:105-134.8 陈立德.机械设计基础M.北京:高等教育出版社,2004.5:30-729机械设计手册编写组.机械设计师手册M.北京:机械工业出版社,1998.7:132-175.10 王翠.零件机械加工工艺的设

50、计原则分析J.南方农机,2017，48(6):83-83.11 陈宏均.机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社,2005.6:27-65.12 胡碧强,程伟,向诗豪,张安,王特.基于3DP的桌面级3D打印机的设计J.机械研究与应用,2019,32(04):121-123.13 刘佳.桌面式3D打印机的运动机构探讨J.山东工业技术 ,2019(12):51.14 孙学强.机械加工技术M.北京:艺术科技,2019.6:27-8615 崔庆旭,刘玮.3D打印机产品开发策略研究J.机械工业出版社,2019,32(04):28-29.16 李川,张绍辉.基于次优网络深度学习的3D打印机故障诊断J.机械

51、工程学报,2019,55(07):73-80.17 张操.基于Arduino的FDM型3D打印机设计与应用J.电子世界,2020(02):126-128.18 蒋丽.数控加工工艺分析J.时代农机,2019,46(1):49-51.19 黄炜林,何晓洋,李佳,李裕武,谢泽贤.基于新型快速成型技术的砂芯3D打印机设计J.电子世界,2020(02):119-120.20 王慧,于泳.基于仿真软件的典型零件数控编程与加工J.烟台南山学院学报,2017,14(2):10-12.附录一、外文文献翻译（1） 外文文献原文Research on 3D printing technology for produ

52、ct design innovation and developmentFirst of all, 3D printing technology is a need in the prototype design stage of product design innovation and development.In the design research stage, product designers obtain design requirements through intelligent data (such as style library, material library)

53、analysis means to generate concept. Based on the advantages of 3D printing, the intelligent parallel collaborative strategy is used to realize the effective feedback of conceptual design and manufacturing information, greatly shorten the product development cycle, and improve the quality of prototyp

54、e design.Secondly, 3D printing technology is a need in the design stage of product design innovation and development.Traditional manufacturing techniques have physical restrictions on the shape of products. Many shapes can only exist in imagination and cannot be produced, especially those with compl

55、ex curved surfaces. 3D printing breaks the limitation of the designers traditional thinking. The designer can directly print out any free shape through 3D modeling.Thirdly, 3D printing technology is a need in the iterative design stage of product design innovation and development.Compared with the traditional design process, 3D printing technology eliminates the need for mold manufacturing,