3D打印技術(shù)在徐州漢文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

◇程雪琪 張馨丹

一、3D打印技術(shù)的內(nèi)涵及發(fā)展

（一）3D打印技術(shù)內(nèi)涵

3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，它以三維數(shù)字模型為基礎(chǔ)，通過(guò)層層堆疊的方式將粉末狀金屬或塑料等材料構(gòu)造成形態(tài)，這種方法或稱(chēng)為積層造型法。這種3D打印技術(shù)經(jīng)常被用在珠寶、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車(chē)、航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域，例如在醫(yī)學(xué)中利用3D打印技術(shù)制造髖關(guān)節(jié)或牙齒等。

（二）3D打印技術(shù)的發(fā)展

3D打印行業(yè)雖然已經(jīng)應(yīng)用到諸多行業(yè)，但是3D打印行業(yè)仍然處于工業(yè)化初級(jí)階段，同時(shí)也面臨諸多挑戰(zhàn)，它的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的劣勢(shì)進(jìn)行了互補(bǔ)，一些精細(xì)且難以實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品可以通過(guò)3D打印技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。不難看出，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，3D打印技術(shù)將是一種具有顛覆性的制造技術(shù)，3D打印市場(chǎng)將不斷擴(kuò)大，會(huì)從邊緣技術(shù)成為主流技術(shù)之一。同時(shí)3D打印行業(yè)既是制造業(yè)也是服務(wù)業(yè)。與3D打印技術(shù)有關(guān)的行業(yè)眾多，包括設(shè)備制造商、三維模型服務(wù)行業(yè)、3D打印耗材制造、3D打印機(jī)維修等。在3D打印產(chǎn)業(yè)鏈里，除了出現(xiàn)大品牌的生產(chǎn)廠商外，也有可能出現(xiàn)基于3D打印所提供的服務(wù)業(yè)巨頭。

二、徐州漢文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

徐州作為漢文化的發(fā)源地，現(xiàn)存大量的漢文化資源。就徐州博物館而言，為了更好“讓文化活起來(lái)”，徐州博物館通過(guò)自主研發(fā)和聯(lián)合引進(jìn)的方式，致力于創(chuàng)建一個(gè)新型的一體化博物館文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)。此外，徐州還通過(guò)參加文創(chuàng)類(lèi)展覽、舉辦文創(chuàng)比賽等方式鼓勵(lì)文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。但是，從徐州市場(chǎng)上正在售賣(mài)的文化創(chuàng)意產(chǎn)品來(lái)看，徐州文創(chuàng)具有以下幾類(lèi)問(wèn)題：

（一）產(chǎn)品趨于同質(zhì)化

文化創(chuàng)意產(chǎn)品存在的必要性正是為了體現(xiàn)一座城市的特色或是一段難以忘懷的歷史。但是目前徐州市場(chǎng)上現(xiàn)有售賣(mài)產(chǎn)品設(shè)計(jì)形式過(guò)于單一，同質(zhì)化嚴(yán)重。雖然不乏創(chuàng)新型產(chǎn)品，但是市場(chǎng)售賣(mài)產(chǎn)品多為仿制工藝品且缺乏創(chuàng)意。

（二）品牌性薄弱

品牌形象是對(duì)一個(gè)團(tuán)體或企業(yè)的整體描述，包括內(nèi)在與外在的反應(yīng)、產(chǎn)品以及服務(wù)。徐州文創(chuàng)現(xiàn)狀呈現(xiàn)一種“各自為營(yíng)”的狀態(tài)，由于徐州文創(chuàng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)是由各個(gè)漢文化景區(qū)負(fù)責(zé)并自行管理，因此設(shè)計(jì)研發(fā)的水平參差不齊，這種現(xiàn)狀也是導(dǎo)致徐州文創(chuàng)品牌形象未能明確建立的一個(gè)原因。

三、3D打印技術(shù)對(duì)文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響

（一）提高設(shè)計(jì)效率

3D打印技術(shù)簡(jiǎn)化了文化創(chuàng)意產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程。傳統(tǒng)的文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要以圖紙和工程圖為主，設(shè)計(jì)流程固化，設(shè)計(jì)展現(xiàn)不夠直觀。如果在最后的產(chǎn)品模型中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，那么整個(gè)設(shè)計(jì)流程就要推倒重來(lái)，嚴(yán)重浪費(fèi)了設(shè)計(jì)者的時(shí)間和精力，同時(shí)也造成了成本的增加。3D打印技術(shù)的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式中的缺陷，設(shè)計(jì)師們不用再向工藝、材料、結(jié)構(gòu)而妥協(xié)，能夠更加直觀地將自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模型呈現(xiàn)。3D打印技術(shù)還能夠縮短設(shè)計(jì)周期，降低模型設(shè)計(jì)的時(shí)間、材料成本，降低企業(yè)將產(chǎn)品投放市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。

（二）設(shè)計(jì)多樣化

在傳統(tǒng)的文化創(chuàng)意產(chǎn)品中，為了節(jié)約成本和提高質(zhì)量所采用的批量化生產(chǎn)方式在一定程度上限制了設(shè)計(jì)的多樣性。然而隨著生活質(zhì)量的提高，人們不再滿足于現(xiàn)有的需求，定制化、個(gè)性化越來(lái)越成為設(shè)計(jì)行業(yè)所追求的目標(biāo)。文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)內(nèi)容廣泛，包括旅游紀(jì)念品、城市禮物等，充斥著人們的生活，作為設(shè)計(jì)品類(lèi)的一種，消費(fèi)者對(duì)其的要求也逐漸趨向個(gè)性化。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)讓個(gè)性化和定制化不再拘泥于標(biāo)準(zhǔn)化大生產(chǎn)的限制，同時(shí)由于3D打印技術(shù)的廣泛傳播、3D打印技術(shù)的升級(jí)和3D打印耗材價(jià)格的下降，這些因素都在某些方面促進(jìn)個(gè)性化和定制化行業(yè)的發(fā)展。消費(fèi)者可以根據(jù)個(gè)人需求，利用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化需求。

四、基于3D打印技術(shù)的漢文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析與實(shí)踐

（一）徐州漢文化元素分析

徐州漢文化資源豐富，漢文化資源主要分為陵園類(lèi)、景觀類(lèi)、文化活動(dòng)類(lèi)、傳統(tǒng)食物類(lèi)和手工藝品。為了更好地體現(xiàn)3D打印技術(shù)在文化創(chuàng)意產(chǎn)品中的應(yīng)用，因此在漢文化元素的選擇上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.造型元素與文化元素的融合

造型是文化元素表現(xiàn)的載體，造型元素是對(duì)文化的重構(gòu)和創(chuàng)意表達(dá)。3D打印技術(shù)應(yīng)用于文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)，解決了設(shè)計(jì)師向工藝和材料妥協(xié)的問(wèn)題。因此在徐州漢文化創(chuàng)意產(chǎn)品的創(chuàng)意構(gòu)思上，造型元素與文化元素的完美融合不再受到限制。

2.傳統(tǒng)元素與現(xiàn)代手法的融合

在探究徐州漢文化的同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存漢文化資源中包含大量傳統(tǒng)元素，例如傳統(tǒng)思維、傳統(tǒng)用色、傳統(tǒng)文字、傳統(tǒng)圖像等。雖然“傳統(tǒng)”和“現(xiàn)代”在很大程度上是一種標(biāo)簽，但是如何將傳統(tǒng)漢文化元素與現(xiàn)代形式相融合是在進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)時(shí)需要著重考量的。

（二）徐州漢文化元素與3D打印技術(shù)的融合實(shí)踐

1.方案設(shè)計(jì)及分析

通過(guò)前期對(duì)徐州漢文化資源和3D打印技術(shù)的分析，選擇以徐州博物館陶舞俑作為漢文化設(shè)計(jì)元素。一方面，徐州陶繞襟衣舞俑是了解西漢早期舞蹈造型的重要實(shí)物資料，且其他地區(qū)未見(jiàn)出土，該文物體現(xiàn)了徐州地區(qū)的獨(dú)特性。另外一方面，舞俑身姿嬌柔，身體隨變化呈現(xiàn)出“S”形，動(dòng)感十足，設(shè)計(jì)切入點(diǎn)豐富，可以更好地與造型元素相融合。為了更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)方案分析，對(duì)舞俑造型進(jìn)行簡(jiǎn)化和抽象，提取出關(guān)鍵造型特點(diǎn)，最后通過(guò)調(diào)整和變化，得出產(chǎn)品的多項(xiàng)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)討論分析，從多項(xiàng)方案中選出最佳方案，如圖1所示。

2.產(chǎn)品三維建模

3D打印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)今已經(jīng)非常成熟，各種各樣的建模軟件，從工業(yè)設(shè)計(jì)到青少年教育，軟件支持已經(jīng)涵蓋了各個(gè)領(lǐng)域，常用的軟件包括3DMAX、Maya、Rhino等。在此選擇以Rhino軟件為舞俑類(lèi)文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)的建模軟件，該軟件硬件要求較低，且能夠輕易整合3DMAX與Softimage的模型功能部分，對(duì)要求精細(xì)、彈性與復(fù)雜的NURBS模型，有點(diǎn)石成金的效能。如圖2所示為舞俑文創(chuàng)產(chǎn)品的三維建模造型圖。

3.3D打印參數(shù)調(diào)試

將完成的產(chǎn)品模型保存為STL格式導(dǎo)入3D打印切片軟件，利用3DMiracle軟件對(duì)模型切片進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。在對(duì)舞俑文創(chuàng)產(chǎn)品進(jìn)行切片時(shí)發(fā)現(xiàn)，若直接對(duì)模型進(jìn)行打印切片，則會(huì)因燭臺(tái)造型造成輔助支撐過(guò)多，這樣會(huì)降低模型的精度，浪費(fèi)耗材，為了解決此問(wèn)題，特返回三維建模階段，將產(chǎn)品模型燭臺(tái)面和舞俑身體結(jié)構(gòu)分開(kāi)進(jìn)行打印，最后將兩部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行粘合。這種方式不僅不會(huì)造成模型本身結(jié)構(gòu)的缺陷，還能提高產(chǎn)品打印精度。

將產(chǎn)品切片完成后存儲(chǔ)為obj格式，導(dǎo)入3D打印機(jī)，按照3D打印機(jī)規(guī)范操作流程，對(duì)3D打印機(jī)進(jìn)行預(yù)熱、加料、調(diào)平、出絲調(diào)試。最后打印出的成品如圖3所示。

五、結(jié)語(yǔ)

3D打印技術(shù)的應(yīng)用給文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了多種可能性。在對(duì)徐州漢文化進(jìn)行分析過(guò)后，結(jié)合3D打印技術(shù)的特殊性和多樣性，進(jìn)行了在3D打印技術(shù)下的漢文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)探索和實(shí)踐，為漢文化創(chuàng)意產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供更多的可能性。