3D打印技術在產品容器包裝設計中的優勢和應用分析

劉 昊（武漢交通職業學院，湖北 武漢 430065）

近年來，3D打印技術以跨越式的發展影響著各行各業，大到房屋、小到螺絲，從藝術品到精密的醫用骨骼，無不體現著3D打印的魅力。產品容器包裝設計中應用3D打印技術，不僅能迅捷地制造出模型，更易制造出實物進行測評、改進，縮短了包裝容器的設計周期，降低了設計開發費用。同時，3D打印技術讓設計師天馬行空的設計思維能夠充分表達，這些優勢是其他設計模型所不可比擬的。即便是當下最熱的VR技術，也因其無法體現產品容器包裝的質感、材料、肌理和費用高、開發周期長而難以望其項背。就目前包裝容器設計領域，一部分廠商采用了3D打印技術，在設計感、審美價值和市場反饋表現上都超越以往包裝容器設計，在學界、市場上造成了不小的震動。具有如此優勢的3D打印技術和產品容器包裝設計結合，勢必對未來包裝設計的模式、發展帶來創造性的改變。

一、3D打印技術在產品容器包裝設計中的優勢

產品容器包裝設計是產品理念的陳述者，是產品價值的間接體現，更是吸引消費者“第一眼”關注的動力。產品容器包裝設計不僅要具備良好的承載功能，更要有凸顯產品特點的審美價值。“買櫝還珠”正是對產品容器包裝設計的另類贊美，利用3D打印技術，讓產品容器包裝設計更具設計感和審美情趣。尤其是3D打印能夠加速模型制作，縮短研發周期，以實物表現包裝設計的質感和設計美學，更易于設計調整和打磨，讓產品容器包裝設計更精益。具體優勢體現在以下幾個方面：

首先，真實形象。在信息化時代，包裝設計早已經邁入了通過各類專業設計軟件進行繪圖、建模、VR表現，結合傳統模型進行成品展示與分析。雖然技術成熟，但是3D動畫模型和傳統模型對于產品容器包裝設計的質感、體量感表現不足，而3D打印技術恰恰彌補了這種空白，讓產品容器包裝設計更逼真，無限趨近于所見即所得。這種真實形象是3D打印技術應用在產品容器包裝設計上最突出的優勢，也是其他設計方法不能取代的。

其次，速度快、成本低。當前產品容器包裝設計中模型的制作利用CNC技術和手工打磨，這兩種模式各有特點。手工打磨需要嫻熟的技巧，同時耗時高，復雜的模型制作需要多種小模型進行拼接，過程更加繁瑣，返工率高。CNC工序多，成本高，需要專業的設備和場地。通常來說，這兩種模式進行的模型制作需要3～5天時間。在3D打印技術的支持下，產品容器包裝設計的模型制作僅僅需要十幾個小時甚至更短，并且各種異型的模型一次成型，大大縮短了模型制作時間，降低了時間成本和制作成本。并且前期設計程序與3D打印機可以無縫連接，一次編程，全鏈條適用，也節省了成本。以某茶業包裝設計為例，從設計稿件到最終容器造型確認，用傳統方法需要1個月左右，而利用3D打印技術，15天左右即可完成。目前國內許多大型企業開始使用3D打印技術進行產品容器包裝設計，白天進行軟件設計，進行文檔開發、繪圖，晚上3D打印機進行模型制作，待第二天上班時，模型已經制作好，即可開展優化設計。這種全天候的工作是之前的技術無法實現的。

最后，設計創新更容易，設計迭代速度加快。在3D打印技術配合下，產品容器包裝設計在時間、經濟上都有了跨越式提升，允許設計師有更多的時間和精力去大膽設計，拓展設計邊界，讓設計創意發揮到最大。尤其是在市場化激烈競爭的環境下，產品容器包裝設計需要經常更新，以滿足市場需求。3D打印技術給了設計迭代加速的可能，從設計理念、設計文稿、設計模型制作、設計確認，這個周期時間被明顯壓縮，設計迭代速度加快，更能引導設計潮流，提高市場競爭力。

二、3D打印技術在產品容器包裝設計中的具體應用

當前3D打印技術在產品容器包裝設計中應用同傳統設計流程相似，從分析需求、造型設計進行創新設計，到數據轉換模型制作的3D打印，再到體驗反饋、數據采集和優化設計，最后進行綜合評估，完成設計。

本文以某快消品品牌男士香水瓶包裝設計為例進行3D打印技術與產品容器包裝設計結合應用的分析。首先分析男士香水的受眾，以年輕人和精英人群為主，講求生活品味和情調。所以設計上一方面要凸顯男士審美情趣，另一方面要將男士特征設計于瓶身上。本文瓶身采用仿生設計，利用肩膀、胸部、腰部凸顯男士人體造型，厚度均勻，在噴嘴下采用領帶樣式設計，突顯了整個香水包裝的設計理念——穿西裝的男士造型。香水包裝的設計不僅要考慮造型設計，在使用層面還要考慮使用的舒適性，根據使用舒適性的需求進行符合人體工程學的造型結構優化設計。在手持與按壓時，由于瓶身的凹凸，會使得消費者在手持時不易把控好其最舒適的狀態，從而在噴霧時不能更好地對準某個部位，造成其使用的不合理性。為了滿足使用舒適性的需求，盡量采用人性化設計，根據男士使用噴霧時食指按壓部位和手掌手握部位的實際手勢的數據，對該款設計進行結構優化設計。為了獲得實際手勢數據，需要采集男士手掌手握部位的數據。首先，按照初步設計的瓶身造型，采用3D打印技術制造香水包裝的實體模型。其次，采用隨機抽樣的方式，邀請了100位男士對實體模型進行手持和按壓模擬動作，同時測量并采集了實際手勢數據。在3D打印模型后，經過握感分析，沒有達到易于手持、噴灑的要求。再次，根據數據分析進行了尺寸修正，優化了造型結構。對優化后的結構在3D打印設備上進行實物模型的制造，經過再次評價分析，經過優化的造型結構設計，既保持了香水瓶身西裝造型，又達到了男士手持按壓的舒適性的需求。

香水包裝的材質及色彩設計產品包裝對美觀性有深層次需求。包裝的美觀性，一方面通過優美的造型獲得，另一方面通過包裝的材質體現。此設計的香水包裝的材質選用玻璃材質，優點在于易于成型、密封性好、通透性強、手感光滑，無形中體現了現代男士粗中見細、剛中帶柔的性格特征。色彩的選擇會影響到消費者購買商品的欲望。高純度、低明度的冷色，如深褐色、深藍色可以給人成熟、沉穩、自信的感覺。

從香水包裝使用性入手，以方便使用為首要設計目標，在包裝手持舒適度上進行了結構優化設計。3D打印技術應用于包裝結構設計是包裝CAD設計的發展趨勢。利用3D打印技術能夠快速、低成本制造模型，真正從使用層面實現個性化設計。在模型制造過程中，減少了不必要的模具制造過程，也是目前綠色設計及制造的需求。隨著多材料、多色彩和功能梯度材料的出現，未來3D打印技術可以通過真實產品體驗完成具有特定功能、復雜產品的評價工作，使得產品創新設計更精準。

三、3D打印技術應用于產品容器包裝設計的趨勢

隨著3D打印技術集成化、智能化程度越來越高，為產品容器包裝設計提供了更多的機會。從目前3D打印技術的市場化應用來看，基本局限在快消品領域，其他領域涉及少。這種現狀一方面是當前3D打印技術在產品容器包裝設計上專門應用少，設計軟件單一，另一方面許多企業、設計方并未認識到3D打印技術的優勢，又顧忌到前期開發成本問題，使得3D打印技術在產品容器包裝設計的應用仍然小眾。但是可以預見，如同其他領域的新技術一樣，在3D打印技術更加細化細分的趨勢下，專門針對產品容器包裝設計的3D打印技術會應運而生。當前需要重點關注的3D打印技術與產品容器包裝設計的契合點，前者更適合應用在設計復雜、更新換代快的領域，而產品容器包裝設計正是如此，其已經同產品本身融為一體，具有審美價值和凸顯產品特點的包裝設計更容易被市場接受。所以，具有更美的外形、更創新的概念、更多的附加屬性的包裝設計才能被受眾所接受，才能具備更豐富的包裝文化。

3D打印技術可以在當前復合材料、金屬、樹脂等材料的基礎上融入更多的打印材料，而設計者也從單一的設計者變為制造者，設計與制造分離的情況得以解決。在3D打印技術的推動下，產品容器包裝設計不再是為設計而設計，而是從設計理念到制造模式，再到市場推廣的一系列行為。對設計師的要求也越來越高，更要求設計師進行設計創新，這些趨勢都是未來產品容器包裝設計的發展方向。也可以說，未來的產品容器包裝設計復合化、一體化程度會更高，重設計、輕制造、快速更新、緊跟需求將成為設計主流。

結語

總而言之，3D打印技術在產品容器包裝設計中的應用優勢明顯，同時會促進產品容器包裝設計的變革，不僅會讓產品容器包裝設計更快捷、成本更低、可實現性更好，更對其設計流程、設計模式造成了顛覆性的影響。設計環節成為整個產品容器包裝生產的最初環節變成了最重要環節和最關鍵環節。在目前傳統設計與3D打印技術輻射下的設計會并行一個階段，當產品容器包裝設計與3D打印技術的契合度更高的時候，現有的手工設計、CNC設計表現都將被取代，作為高校，應走在設計大潮的浪頭，從日常教學和產學研結合上，率先滲透3D打印技術，以使這一技術更好地廣泛應用。