3D打印背景下的文創產品設計制作方法研究

[摘 要]在文創產品設計制作領域，3D打印技術不僅可以提高生產效率，還可以激發設計師的創造力和想象力。通過3D打印，設計師可以突破傳統材料的限制，實現復雜造型和精細結構的制作，為文創產品增添獨特的藝術魅力和市場競爭力。同時3D打印技術還為消費者提供了更多個性化的選擇，滿足了市場細分的需求，進一步推動了文創產業的繁榮與發展。闡述文創產品市場需求，分析3D打印在文創產品設計制作中的應用優勢，探究3D打印背景下的文創產品設計制作方法。

[關 鍵 詞]3D打印；文創產品；設計制作方法；市場需求；數字化建模

[中圖分類號]TB472 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-7556（2024）34-0067-03

文獻著錄格式：仲夏.3D打印背景下的文創產品設計制作方法研究[J].天工，2024（34）：67-69.

隨著文化創意產業的蓬勃發展，文創產品的設計與制作逐漸成為推動產業創新的重要力量。然而，傳統的設計制作方式在效率、精度及個性化方面存在諸多限制，難以滿足日益增長的多元化市場需求。3D打印技術的出現，為文創產品的設計制作帶來了革命性的變革。3D打印技術作為一種增材制造技術，能直接將數字模型轉化為實體產品，極大地縮短從設計到生產的周期，并提供前所未有的設計自由度和個性化定制能力。對此，本文通過研究3D打印背景下的文創產品設計制作方法，以期推動3D打印技術在文創產品設計制作中的廣泛應用，促進文創產業的數字化、個性化和高效化發展。

一、文創產品市場需求分析

近年來，文創產品市場需求持續高漲，展現出強勁的增長勢頭。據中研普華產業研究院發布的報告，2023年，全球文創產品市場規模已突破1416.74億美元，同比增長9.5%，并預計2024年將達到1551.33億美元，文創產品行業正處于快速發展階段，市場需求持續增長。

在中國，文創產品市場的表現尤為亮眼。2023年，中國文創產品市場規模達到了163.8億美元，同比增長13.09%，增速高于全球平均水平。中國文創產品市場規模的擴大，不僅得益于國家對文化創意產業的支持，還反映了消費者文化消費需求的提升。從市場占比來看，中國文創產品市場規模在全球市場中的占比逐年提高，從2020年的10.67%增長至2023年的11.56%，顯示出中國在全球文創產品市場中的重要地位[1]。

從市場需求的角度來看，個性化定制和跨界合作成為文創行業的兩大趨勢。隨著消費者需求的日益多樣化，個性化定制的產品更能滿足消費者的獨特品位。跨界合作不僅可以提升文創產品的附加值，還進一步擴大了文創產品的市場規模。文創行業積極尋求與旅游、影視、動漫等其他產業的跨界合作，通過整合各方資源，共同打造更具文化內涵和創意的文創產品

此外，數字化和智能化也是文創行業的重要發展方向。通過運用大數據、人工智能等技術手段，文創行業能更精準地把握市場需求，提升產品的創新能力和市場競爭力。虛擬現實、增強現實等技術的應用，為消費者提供了更加豐富的文化體驗，使文創產品更加生動有趣。

二、3D打印在文創產品設計制作中的應用優勢

（一）快速原型制作

在文創產品設計領域，快速原型制作是加速創意從概念到實物轉化的關鍵環節。傳統原型制作往往需要經歷復雜的模具開發、材料準備及加工等過程，耗時長且成本高。3D打印技術的引入顛覆了傳統文創產品制作模式。設計師借助3D建模軟件可以迅速將創意構思轉化為三維數字模型，隨后利用3D打印機直接打印出實體原型。整個過程僅需數小時至數天，大幅縮短產品開發周期。即時反饋機制不僅加速了文創產品設計迭代過程，還使得設計師能更加靈活地調整和優化設計方案，快速響應市場變化。此外，快速原型制作還降低了文創產品開發的風險[2]。

（二）無限設計自由度

3D打印技術的應用，極大程度地賦予文創產品設計無限的自由度。傳統制造方式受限于模具、切割或鑄造等工藝，往往難以實現復雜或異形的結構設計。而3D打印采用逐層堆積的方式構建物體，理論上可以打印出任何形狀，無論是內部鏤空、復雜曲面還是精細紋理，都能輕松實現。設計自由度的提升激發了設計師的創造力和想象力，使得文創產品能突破傳統形態的限制，呈現出更加多樣化和個性化的風貌。

（三）提高產品精度與質量

3D打印技術在提高文創產品精度與質量方面也展現出顯著優勢。傳統制造方式在加工過程中可能受到人為因素、設備精度及材料特性的影響，導致產品精度不一、質量參差不齊。3D打印技術通過精確控制打印參數和材料層疊方式，可以確保每個打印件都達到極高的精度和一致性。此外，3D打印還允許設計師在數字模型中精確設定尺寸、角度和曲率等參數，進一步提升文創產品的整體質量。在文創產品制作中，高精度和高質量是贏得消費者認可的關鍵。通過3D打印技術制作的文創產品，無論是細節處理還是整體造型都能達到極高的水準，滿足消費者對品質的追求。3D打印還可以實現材料的均勻分布和精細控制，提高產品的耐用性和穩定性，延長產品的使用壽命[3]。

（四）個性化定制

在消費升級的背景下，個性化定制已成為文創產品市場的重要趨勢。消費者不再滿足于千篇一律的標準化產品，而是追求能體現個人品位和獨特性的定制化產品。3D打印技術以其獨特的優勢滿足了這一市場需求。通過結合3D掃描、數字化建模和個性化設計軟件等技術手段，消費者可以參與到文創產品的設計過程中，根據自己的喜好和需求定制專屬的產品。在文創產品制作中，個性化定制不僅體現在外觀設計上，還可以深入產品結構、功能及材料選擇等多個方面。消費者可以根據自己的喜好、生活習慣等定制文創產品。這種高度個性化的定制服務不僅提升了消費者的滿意度和忠誠度，還為文創產品市場注入了新的活力。

三、3D打印背景下的文創產品設計制作方法

（一）精準數字化建模，從創意到實物無縫銜接

在3D打印技術迅猛發展的今天，文創產品設計制作迎來了前所未有的創新與變革。3D打印技術通過其獨特的增材制造方式，不僅實現了從精準數字化建模到實物產品的無縫銜接，而且極大地縮短了設計構想到成品的周期，為文創產品注入了新的生命力和無限可能。這種創新的生產方式使得設計思路可以瞬間轉化為實體，從而快速順應市場變化，滿足消費者個性化和定制化的需求。

1.精準數字化建模，創意的精準捕捉與表達

在文創產品設計初期，如何實現精準數字化建模是創意實現的關鍵一步。設計師首先要通過文獻研究、實地調研等方法，深入挖掘不同地區的地域文化，從中提煉出可用的元素，確定設計主題，繪制手繪效果圖，使用平面設計軟件輔助完善視覺設計方案，利用3D數字建模將創意構思立體化。如基于3D打印技術的“楚辭”印章系列文創產品創作，結合前期對荊楚文物的紋樣調研，以個性化定制的姓氏和圖騰印章為載體，整體造型以“圓”為中心，選取柿蒂紋、云雷紋和饕餮紋元素進行打散重組和裝飾。利用3D技術不僅在工藝上能便捷實現紋樣的立體化，在功能上還可實現印章、胸針功能互相切換，多方面立體化展現荊楚藝術之美[4]。

2.利用3D打印技術，精準實現數字向實物的無縫轉化

完成三維數字建模后，3D打印技術便成為將創意轉化為實物的孵化器。設計師可根據產品設計方案和數字建模方式，確定產品的材質、工藝，基于打印材料的屬性特征，選擇合適的3D打印技術，如熔融沉積成型（FDM）、立體光固化成型（SLA）、選擇性激光燒結成型（SLS）、數字光處理（DLP）等技術，導出的STL文件，通過配套切片軟件完成打印文件格式處理，匹配對應的3D打印機，打印測試樣品，并根據模型特性設置合適的打印參數，以確保打印過程的順利進行。在打印過程中應密切關注打印機狀態，及時處理可能出現的問題，確保打印成品的質量。樣品打印完成后，檢查并總結出現的問題，選擇合適的后期處理方式，提升產品的美觀度和實用性，形成最終的文創產品設計制作方案，實現從創意構思到實物產品的無縫銜接，讓文創產品以更加生動、具體的形態展現在世人面前。

（二）快速原型制作，加速設計迭代與市場驗證

在文創產品設計的浪潮中，快速原型制作已成為加速設計迭代與市場驗證的關鍵。隨著3D打印技術的日益成熟，文創產品的設計制作方法迎來了革命性的變革。下面將從兩個方面探討3D打印背景下文創產品的設計與制作方法。

1.快速原型制作，加速設計迭代

在文創產品設計中，設計迭代是提升產品競爭力的關鍵環節。傳統設計方法往往需要耗費大量時間和材料成本來制作原型，而3D打印技術的引入極大地縮短了原型制作過程。設計師通過3D建模軟件快速構建產品模型，利用3D打印機直接打印出實物原型，不僅減少了材料浪費，還使設計師能迅速獲得產品實物反饋，從而快速調整設計方案。

2.加速市場驗證與反饋

市場驗證是文創產品成功上市的重要步驟。傳統的市場驗證方法往往需要制作大量樣品進行市場調研，成本高昂且周期長。3D打印技術使得小批量、定制化的市場驗證成為可能。設計師可以根據市場需求快速打印出不同款式、不同材質的文創產品原型，通過線上線下的展示和試用，快速收集用戶反饋。這種快速反饋機制有助于設計師及時調整產品策略，降低市場風險。

（三）個性化定制服務，滿足消費者的多元化需求

在當今消費者需求日益多元化和個性化的背景下，文創產品設計制作正迎來前所未有的創新機遇。3D打印技術的崛起，以其獨特的定制化能力和快速成型特點，為文創產品的設計與制作開辟了新路徑。

1.設計的個性化定制

設計師可根據客戶實際的個性化需求，通過3D掃描技術，獲得客戶的個人三維數據，再結合3D打印技術，完成一對一的個性化定制服務。如在2022北京冬奧會中亮相的3D打印雪車頭盔就是根據運動員的頭部三維掃描數據，再結合雪車特點，完成的個性化頭盔[5]。

2.跨界融合與文化傳承

3D打印技術還可以促進文創產品的跨界融合與文化傳承。設計師可以將不同領域的元素和技術引入文創產品設計中，創造出具有創新性和獨特性的產品。如，設計師通過3D打印技術使文化遺產以新的形式呈現和傳承。利用3D掃描和打印技術可以復制和修復古代文物，使這些珍貴的歷史遺產以更生動、更直觀的方式展現在公眾面前。此外，通過與其他地區的文創項目合作，可以共同打造具有地域特色和跨文化交流意義的文創產品，進一步拓寬消費者的選擇范圍。

（四）材料與技術創新，拓寬文創產品設計邊界

在3D打印技術的浪潮中，材料與技術的創新正以前所未有的方式拓寬著文創產品設計的邊界。這項技術還推動了工藝發展、技術創新，為文創產品帶來了前所未有的創意空間和市場潛力。

1.多元材料應用，激發設計靈感

3D打印技術的核心優勢之一在于其能處理多種類型的材料，從熱塑性材料、光敏樹脂、尼龍粉末、金屬到復合材料，甚至是生物相容性材料，極大地豐富了文創產品的材質選擇。例如，在開發具有地方特色的文創產品時，設計師可以利用3D打印技術將傳統手工藝中較難實現的部分，以數字化方式再現，創造出既保留傳統韻味又融合現代科技感的作品。此外，特殊材料的引入，如環保可降解材料，也為文創產品增添了綠色生態的亮點。

2.技術創新，突破制造局限

3D打印技術的創新與發展，不斷突破傳統制造方法的局限。例如，連續數字光處理技術（CDLP）是基于數字光處理技術（DLP）的創新技術，該技術的透氧窗口能形成一定厚度的“死區”，樹脂容器底的液態樹脂由于阻氧而保持穩定的液面，從而保證固化的連續性。這也提高了打印部件的分辨率，并降低了由于剝離力導致打印失敗的可能性[5]。也就是說技術的不斷發展與創新，能幫助設計師創作出結構更為復雜、細節更為精準的3D打印作品，使作品更好地承載、再現豐富的文化內涵。

四、結束語

3D打印技術賦能文創產品設計，實現了從創意構想到實體產品的無縫對接。隨著材料科學的進步和打印技術的持續革新，文創產品設計將更加多元化、精細化，進一步推動文化產業的繁榮與發展。設計師也應當繼續探索3D打印與傳統文化、現代藝術的深度融合，讓每一件文創產品都承載著獨特的故事與文化內涵，共同書寫3D打印背景下文創產品設計制作的新篇章。

參考文獻：

[1]林苑菲，薛擁軍.3D打印技術在文創產品設計課程教學中的創新應用[J].美術教育研究，2024（4）：144-146.

[2]林堯.3D打印技術在現代文創產品設計中的應用[J].塑料助劑，2023（6）：68-71.

[3]吳虹姍，譚慧娥，郭瑞雪，等.3D打印技術在地方文創產品中的開發與推廣：以湖北省十堰市為例[J].漢江師范學院學報，2023，43（S1）：124-128.

[4]何萌，張榮紅，侯思敏.基于數字技術的荊楚文創產品設計研究[J].設計，2023，36（4）：10-13.

[5]余冬梅，郭碩，李小康，等.與時俱進的3D打印及3D打印冬奧會產品[J].金屬世界，2022（3）：9-13.

（編輯：高 瓊）