3D打印在旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用研究

馬世新

（樂(lè)山職業(yè)技術(shù)學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)系 四川·樂(lè)山 614000）

伴隨著我國(guó)旅游產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，旅游紀(jì)念品的需求與日俱增，這種需求既包括量的增加，也包括質(zhì)的提升。要提升旅游紀(jì)念品的質(zhì)量，首先就要從旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)的教育教學(xué)方面加以改進(jìn)。在旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式和方法的創(chuàng)新尤為重要，將新科技應(yīng)用于旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)的例子已舉不勝舉。3D打印作為一種新型的制造技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于軍事、建筑、交通、醫(yī)療、文化等諸多社會(huì)領(lǐng)域。近年來(lái)，3D打印已滲透到文創(chuàng)領(lǐng)域，運(yùn)用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)制作的旅游紀(jì)念品在文創(chuàng)設(shè)計(jì)展中屢見(jiàn)不鮮。本文擬探討3D打印技術(shù)應(yīng)用于旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)的方法與實(shí)踐。

1 3D打印技術(shù)概況

3D打印技術(shù)又稱之為增材制造技術(shù)，是快速成型技術(shù)的一種，是以經(jīng)過(guò)智能處理后的3D數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏合性材料，通過(guò)逐層增加材料的方式來(lái)構(gòu)造任意復(fù)雜物體的技術(shù)①。3D打印技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）模型塑造精確，所見(jiàn)即所得，精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)方案；（2）相比較傳統(tǒng)制作技術(shù)，3D打印速度快，大幅縮短了從設(shè)計(jì)圖稿到設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)間，顯著提升了效率；（3）設(shè)計(jì)易于修改，3D打印的產(chǎn)品通過(guò)市場(chǎng)反饋需要改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)非常方便，只需要對(duì)3D打印產(chǎn)品的數(shù)字模型進(jìn)行修改即可，相比較傳統(tǒng)的模具制造大幅節(jié)省了研發(fā)時(shí)間；（4）節(jié)能環(huán)保，無(wú)污染，無(wú)浪費(fèi)。

2 3D打印技術(shù)應(yīng)用于旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)的可行性

首先，作為教學(xué)用的桌面3D打印機(jī)價(jià)格便宜，使用操作簡(jiǎn)單，學(xué)生使用便捷。目前，大多數(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)院系都配置有3D打印實(shí)訓(xùn)室或者購(gòu)置了3D打印機(jī)，這為旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)提供了便利的教學(xué)條件。其次，目前旅游紀(jì)念品的設(shè)計(jì)制作，無(wú)論是傳統(tǒng)手工制作還是模具機(jī)器批量化生產(chǎn)，從設(shè)計(jì)圖稿到設(shè)計(jì)成品，需要漫長(zhǎng)的研發(fā)周期，如果引入3D打印技術(shù)，就可以大大縮短研發(fā)周期。3D打印的應(yīng)用能夠?qū)⒕珳?zhǔn)的概念模型引入設(shè)計(jì)討論的時(shí)間大大提前②。通過(guò)利用3D打印成品這種直觀的旅游紀(jì)念品模型對(duì)游客進(jìn)行滿意度調(diào)研，廣泛收集改進(jìn)意見(jiàn)，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)圖稿進(jìn)行優(yōu)化。這樣不但縮短了旅游紀(jì)念品研發(fā)周期，而且還降低了產(chǎn)品盲目投入市場(chǎng)造成浪費(fèi)成本的風(fēng)險(xiǎn)。因此，3D打印技術(shù)應(yīng)用于旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)是完全可行的，也是非常必要的。

3 3D打印技術(shù)在旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用過(guò)程

旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程一般經(jīng)過(guò)下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)、市場(chǎng)調(diào)研與搜集素材、構(gòu)思與設(shè)計(jì)圖稿、生產(chǎn)制作、投入市場(chǎng)與反饋、設(shè)計(jì)改進(jìn)、再次生產(chǎn)制作等環(huán)節(jié)，其中生產(chǎn)制作又分為手工制作和機(jī)器生產(chǎn)兩種。在3D打印技術(shù)引入后，從“構(gòu)思與設(shè)計(jì)圖稿”到“生產(chǎn)制作”再到“投入市場(chǎng)與反饋”這幾個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間將大幅縮短（如圖1），這樣就極大地提升了旅游紀(jì)念品研發(fā)的效率。

圖1：旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程

3D打印技術(shù)如何應(yīng)用于旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)中，其過(guò)程分析如下：

3.1 將設(shè)計(jì)圖稿轉(zhuǎn)化為數(shù)字三維模型

設(shè)計(jì)圖稿是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的造型、尺寸、材質(zhì)、色彩等要素所做的圖形與文字描述，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作的主要依據(jù)。但它還是存在于觀念中，無(wú)法直觀地判斷設(shè)計(jì)的好壞。如果借助3D打印技術(shù)，就可以將觀念中的設(shè)計(jì)圖稿變成直觀的設(shè)計(jì)作品。然而在3D打印之前，必須首先要將設(shè)計(jì)圖稿通過(guò)三維設(shè)計(jì)軟件轉(zhuǎn)化為數(shù)字三維模型（如圖2）。要解決這一問(wèn)題，學(xué)生需要熟練操作三維設(shè)計(jì)軟件，并按照設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和尺寸將設(shè)計(jì)圖稿建立為虛擬的數(shù)字三維模型。這個(gè)環(huán)節(jié)是3D打印過(guò)程中的關(guān)鍵所在，因?yàn)閿?shù)字模型建立的好壞直接影響著最終3D打印的效果。

圖2：設(shè)計(jì)圖稿轉(zhuǎn)化為數(shù)字三維模型（作者：馬世新）

3.2 運(yùn)用3D打印機(jī)打印設(shè)計(jì)模型

這個(gè)環(huán)節(jié)主要由3D打印機(jī)完成。在3D打印之前，需要完成如下準(zhǔn)備工作：（1）對(duì)所建立的數(shù)字三維模型進(jìn)行檢查，查看模型是否完整、有無(wú)破損、有無(wú)平滑處理，然后將模型導(dǎo)出為3D打印機(jī)能夠識(shí)別的格式；（2）啟動(dòng)3D打印機(jī)，確保3D打印機(jī)能夠正常運(yùn)行，并為3D打印機(jī)安裝材料，調(diào)試其能否正常吐絲；（3）在電腦端的特定三維軟件中打開(kāi)設(shè)計(jì)好的旅游紀(jì)念品三維數(shù)字模型，調(diào)整其大小和位置。設(shè)置3D打印機(jī)平臺(tái)高度、噴頭溫度、打印精度等參數(shù)，最后執(zhí)行打印命令，3D打印機(jī)將自行打印直至完成。

3.3 通過(guò)3D打印模型，做產(chǎn)品滿意度調(diào)研，收集反饋意見(jiàn)

在完成3D打印后，模型還需要進(jìn)行必要的后期處理，比如對(duì)其進(jìn)行去除支架與毛刺、打磨、上色等修飾，使3D打印模型更完美，更接近設(shè)計(jì)圖稿的效果（如圖3）。不同于虛擬的設(shè)計(jì)圖稿，3D打印模型是一種看得見(jiàn)、摸得著的作品模型。學(xué)生通過(guò)3D打印模型在設(shè)計(jì)小組內(nèi)征求各成員的意見(jiàn)，形成統(tǒng)一的修改方案。也可以將3D打印模型在景區(qū)進(jìn)行展示，向游客做產(chǎn)品滿意度調(diào)研，廣泛收集反饋意見(jiàn)，以改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。

圖3：3D打印作品后期處理效果（作者：馬世新）

3.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

該環(huán)節(jié)主要針對(duì)之前收集的產(chǎn)品反饋意見(jiàn)，對(duì)旅游紀(jì)念品的數(shù)字模型進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，在此環(huán)節(jié)中3D打印模型易于修改的優(yōu)勢(shì)完全體現(xiàn)了出來(lái)。對(duì)設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)主要是針對(duì)3D打印數(shù)字模型進(jìn)行尺寸的修改、造型局部的調(diào)整以及肌理效果的處理等。如果修改幅度較大，必要時(shí)還可以對(duì)設(shè)計(jì)圖稿進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，最終使紀(jì)念品設(shè)計(jì)能完全滿足游客的消費(fèi)需求。

3.5 生產(chǎn)制作并投入市場(chǎng)

在旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)方案得以完善后，就可以根據(jù)設(shè)計(jì)定稿進(jìn)行旅游產(chǎn)品的生產(chǎn)制作了。旅游紀(jì)念品的生產(chǎn)制作可分為手工和機(jī)器生產(chǎn)兩種。手工制作時(shí)要注意造型與設(shè)計(jì)圖稿保持一致，注意材料的精心選擇和工藝的精益求精。若對(duì)旅游產(chǎn)品進(jìn)行批量化生產(chǎn)，還需要借助傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)方式。將最終的設(shè)計(jì)定稿及其3D打印模型交付生產(chǎn)廠家，便于廠家精準(zhǔn)開(kāi)模并批量化生產(chǎn)。

在旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)中，引入3D打印技術(shù)，既可以提升旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)研發(fā)的質(zhì)量和效率，還可以增加游客對(duì)旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)的參與和體驗(yàn)。通過(guò)這樣的研發(fā)模式生產(chǎn)出的旅游紀(jì)念品更易于被游客所認(rèn)可和接受，從而促進(jìn)旅游紀(jì)念品的銷售。

4 3D打印技術(shù)應(yīng)用于旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)中的幾點(diǎn)反思

4.1 開(kāi)設(shè)旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)的相關(guān)專業(yè)需要在課程安排上做必要調(diào)整

在旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)教學(xué)中，引入3D打印技術(shù)，就對(duì)學(xué)生在技能上提出了新的要求：（1）學(xué)生要至少掌握一種三維設(shè)計(jì)軟件，并能根據(jù)特定要求進(jìn)行精確建模；（2）學(xué)生需要掌握3D打印機(jī)的正確操作。這兩種技能可以歸并成一門課加入到開(kāi)設(shè)旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)的相關(guān)專業(yè)中，并且在課程的前后關(guān)系上要將該門課放在旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)課之前，這樣才能確保將3D打印技術(shù)順利引入到旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)課堂中。

4.2 3D打印模型需要進(jìn)一步后期加工，才能達(dá)到旅游紀(jì)念品設(shè)計(jì)的預(yù)期效果

目前市場(chǎng)上流行的3D打印機(jī)多為桌面打印機(jī)，其特點(diǎn)是在打印過(guò)程中材料無(wú)法更換，因此打印出的模型是單色的。要使3D打印的模型接近于所設(shè)計(jì)的預(yù)想效果，就需要在3D打印成品的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的后期加工。首先需要對(duì)模型進(jìn)行去支架、去毛刺和拋光處理。其次，要根據(jù)圖稿的設(shè)想對(duì)模型進(jìn)行上色和肌理的制作。只有這樣，最終的3D打印模型才更加接近于圖稿的設(shè)計(jì)預(yù)想，才能更加完整地表達(dá)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意。

4.3 3D打印與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作模式

3D打印固然有很多優(yōu)勢(shì)，但目前尚不能取代傳統(tǒng)的制造技術(shù)。3D打印作為一種快速成型技術(shù)，在個(gè)性化定制、文化產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)勢(shì)巨大，這是3D打印技術(shù)的特點(diǎn)所決定的。然而目前的3D打印技術(shù)還有技術(shù)瓶頸，即不能實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，而這又恰好是傳統(tǒng)模具制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可見(jiàn)這兩種制造技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。我們可以利用3D打印技術(shù)做產(chǎn)品的前期設(shè)計(jì)、產(chǎn)品調(diào)研、產(chǎn)品優(yōu)化等環(huán)節(jié)，確保產(chǎn)品在投產(chǎn)前設(shè)計(jì)完美無(wú)缺。當(dāng)最終確定了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案后，再運(yùn)用傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)方式進(jìn)行批量化生產(chǎn)，進(jìn)而將產(chǎn)品投入市場(chǎng)，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。但產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作沒(méi)有固定的模式，可以說(shuō)因產(chǎn)品而異。因此，如何將3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合，探索出特定產(chǎn)品最優(yōu)化的生產(chǎn)制造模式是今后我們研究的一大主題。

在即將到來(lái)的3D打印時(shí)代，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模式與人們的生活方式將發(fā)生重大改變，我們的國(guó)家、企業(yè)、設(shè)計(jì)公司、設(shè)計(jì)師、設(shè)計(jì)教育都應(yīng)該做好準(zhǔn)備去應(yīng)對(duì)③。3D打印技術(shù)作為一種新型的高科技制造技術(shù)，應(yīng)當(dāng)恰當(dāng)?shù)匾氲礁咝ＴO(shè)計(jì)教學(xué)中，改革教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)方法，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，進(jìn)而為社會(huì)生活提供高品質(zhì)的服務(wù)。

注釋

① 楊艷石.3D打印技術(shù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)新模式[J].設(shè)計(jì),2015(19):82-83.

② 張楠,李飛.3D打印技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對(duì)未來(lái)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響[J].機(jī)械設(shè)計(jì),2013,30(07):97-99.

③ 周愛(ài)民,歐陽(yáng)晉焱,李?yuàn)^強(qiáng).基于3D打印技術(shù)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)模式研究[J].中國(guó)包裝,2014(02):20-23.