3D打印技術(shù)在箱包設(shè)計中的運用分析

曹貞貞

摘? 要：在遠(yuǎn)古時期，人們使用骨針縫制袋子裝物品，可以說是箱包的最早設(shè)計形式。隨著科技的進(jìn)步，箱包設(shè)計也在不斷的改變，當(dāng)前3D打印技術(shù)十分流行，因而人們開始研究利用3D技術(shù)來設(shè)計箱包?；诖?，該文主要闡述了3D打印技術(shù)在箱包設(shè)計中的優(yōu)缺點，同時提出了具體實踐思路，以此促進(jìn)我國箱包事業(yè)更好地發(fā)展，滿足消費者個性化需要。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)? 箱包設(shè)計? 審美

中圖分類號：TP391.7 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（c）-0009-02

將3D打印技術(shù)與箱包設(shè)計相結(jié)合，能夠使技術(shù)與藝術(shù)、適用與審美進(jìn)行有效的結(jié)合，賦予箱包設(shè)計更多個性化和多樣化特征。同時利用3D打印技術(shù)制作箱包可以做到節(jié)約資源、降低污染與能耗，使現(xiàn)代箱包行業(yè)逐漸向綠色化、環(huán)保化方向發(fā)展。在轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)箱包制作方式的同時，提高了產(chǎn)業(yè)競爭力，可滿足多種消費者需要。

1? 3D打印技術(shù)在箱包設(shè)計中的優(yōu)勢

3D打印技術(shù)能夠快速成型，利用模擬數(shù)據(jù)、使用粉末狀金屬或是塑料等具備粘合性的材料，以逐層打印的辦法制造物體。與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，其具備較高的技術(shù)優(yōu)勢，具體優(yōu)勢內(nèi)容如下。

1.1 具有開放性與智能性特征

利用3D打印技術(shù)來設(shè)計箱包，需要借助計算機(jī)技術(shù)，從而將箱包的設(shè)計理念、元素以及整體結(jié)構(gòu)等特征直觀地在計算機(jī)中以3D立體效果展現(xiàn)出來;同時還能夠從多個角度觀察箱包內(nèi)外部造型設(shè)計情況，使設(shè)計者在修改上更加便捷，滿足消費者所需;使購買者更加了解箱包產(chǎn)品的特征[1]。而且在此技術(shù)的運用下，可以使設(shè)計師充分發(fā)散其思維進(jìn)行設(shè)計，擺脫二維模型的紙質(zhì)設(shè)計，制作出3D立體模型，解決箱包在設(shè)計與實際生產(chǎn)中的矛盾點，進(jìn)而實現(xiàn)新穎創(chuàng)意與現(xiàn)實制造的完美結(jié)合;還能夠拓寬箱包設(shè)計視野，設(shè)計師通過充分發(fā)揮想象力進(jìn)行開放性設(shè)計，滿足不同個體所需。

1.2 具有一次性成型特征

3D打印是以材料堆積方式來打印產(chǎn)品，其具體有3個工作步驟，分別為模型設(shè)計、打印與后處理。其中模型設(shè)計包括設(shè)計3D模型、近似處理、選擇成型方向與切片處理;打印環(huán)節(jié)包括光固化下的快速成型、疊層實體制造、選擇性的激光燒結(jié)以及熔絲沉積制造;后處理包括工件剝離或是去除支撐、強(qiáng)硬化處理、表面處理。若是利用3D打印技術(shù)來設(shè)計并制作箱包，那么就可以使用軟件建模，在三維空間中調(diào)整參數(shù)，從而達(dá)到一次性成型的目的，只需要經(jīng)歷設(shè)計圖紙、軟件建模、選擇打印材料、打印部件、組裝部件這5個步驟即可完成箱包的制作。傳統(tǒng)的箱包制作需要在制作前設(shè)計圖樣、制作模型、箱包出格、制作模板，在做完此些準(zhǔn)備后開始正式制作箱包，需要先進(jìn)行裁布或裁皮，之后縫制箱包、安裝配件、做好后期的整理，步驟十分繁瑣，會消耗很多時間。另外，以上傳統(tǒng)箱包制作步驟為大體步驟，許多細(xì)節(jié)并未提及，譬如：在制作箱包時會使用到裁剪工具，常用工具為剪刀或?qū)I(yè)裁剪設(shè)備。若是布料只需進(jìn)行裁剪即可;若是較厚的皮料則需在縫線處進(jìn)行鏟皮，便于縫制。又或是在縫制箱包前，需要對裁剪好的材料進(jìn)行紙格比對，校對打牙位，同時對各個零部件做記號，降低制作誤差，最后投入生產(chǎn)。此種箱包制作方式若是某一環(huán)節(jié)出差錯，就會造成較大的損失。因而利用3D技術(shù)制作箱包可以減少工序，不必使用專業(yè)刀具，大大提升了箱包制作的質(zhì)量及效率。

1.3 具有高效性及靈活性特征

從理論上看，開放的設(shè)計不會對實際制造造成影響，利用3D打印技術(shù)制造箱包可以有效提升箱包的設(shè)計與制造效能，雖然受到技術(shù)的限制，3D打印箱包的發(fā)展需要考慮到打印材料的數(shù)量與成本，但是此種成本是可以權(quán)衡的。當(dāng)前，3D打印技術(shù)所具備光固化成型、電子束選區(qū)熔化以及分層實體制造等方式，與熱塑性材料、鈦合金及金屬粉末等新型打印材料，都為3D打印想報的發(fā)展提供了較為廣闊的空間，同時此種制造技術(shù)也將填補(bǔ)傳統(tǒng)箱包設(shè)計的漏洞[2]。利用3D打印技術(shù)制造箱包可實現(xiàn)多樣化定制，在輸入不同數(shù)據(jù)，并使用新材料與新工藝，利用同一臺打印機(jī)打出不同形狀的構(gòu)件，進(jìn)而制造出造型各異的箱包產(chǎn)品。另外，3D打印技術(shù)屬于數(shù)字化科技，已經(jīng)制作出的箱包數(shù)據(jù)可以一直存儲在電腦中，所以人們可以在互聯(lián)網(wǎng)中相互傳遞數(shù)據(jù)，實現(xiàn)異地之間的交流與生產(chǎn)，不但可以解決存放空間，還可降低運輸費用，減少生產(chǎn)成本。同時還能夠提升材料利用率，避免浪費材料，實現(xiàn)綠色化生產(chǎn)。而且此種生產(chǎn)方式也與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展相符，提高了箱包產(chǎn)品在市場中的定位。

2? 3D打印技術(shù)在箱包設(shè)計中的劣勢

2.1 打印精度低

因為3D打印技術(shù)需要將材料逐層堆積起來，所以每層都具有一定厚度，產(chǎn)生了臺階效應(yīng)。即使每層厚度較薄，但是從微觀上看，依舊會存在波浪形臺階。比如：使用同一臺機(jī)器打印兩種材料的箱包，就會造成客觀上的偏差;又或是在設(shè)計圓形箱包時，由于包體為曲面結(jié)構(gòu)，所以在成型后，產(chǎn)品與設(shè)計存在偏差問題。這對于3D打印箱包而言，其需要在未來進(jìn)行完善。

2.2 材料使用受限

當(dāng)前利用3D打印技術(shù)制造箱包的打印材料較多，但是在材料使用上依舊存在限制。根據(jù)市場現(xiàn)有3D打印材料而言，可以用于3D箱包打印的材料較為單一，多數(shù)為硬質(zhì)材料。在利用拆分組和方式設(shè)計箱包時，需要利用硬度較高的PLA材料進(jìn)行打印，或是韌性高的TPU材料打印。另外，材料使用受限也與箱包打印成本有關(guān)，雖然塑料材料的成本較低，但是并不是廉價品。許多箱包企業(yè)在生產(chǎn)3D箱包時，所使用的材料都是由專業(yè)廠商提供的特殊材料，而此材料在研發(fā)上需要一定投入，而且3D打印材料處于發(fā)展階段，技術(shù)不成熟，需要投入過多的資金進(jìn)行研發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致打印材料價格偏高。除此之外，3D打印機(jī)之間的價格差距較大，若是使用便宜的設(shè)備，產(chǎn)品質(zhì)量無法保障;若是使用昂貴的設(shè)備，普通設(shè)計廠家會出現(xiàn)資金困難。

2.3 市場開發(fā)難度大

3D打印技術(shù)為箱包設(shè)計提供新的制造方式，使箱包生產(chǎn)更加快速、環(huán)保，尤其是可以定制個性化箱包。但是若想將此種制造生產(chǎn)方式投入到批量化生產(chǎn)中，就會增加生產(chǎn)難度。因此，至今3D打印箱包技術(shù)依舊處于小眾市場中，若想實現(xiàn)大眾化開發(fā)、生產(chǎn)，需要突破生產(chǎn)上的局限性[3]。

3? 3D打印技術(shù)在箱包設(shè)計中的實踐思路

3.1 注重以人為本

利用3D打印技術(shù)進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)造、設(shè)計，可以使箱包設(shè)計具有更多的使用價值與審美意義，將箱包設(shè)計朝著個性化、智能化方向發(fā)展。特別是在現(xiàn)代社會中，人們的物質(zhì)需要基本得到了滿足，開始追求精神上及個性上的需要，對于箱包設(shè)計具有的象征意義及個性風(fēng)范愈發(fā)關(guān)注，這些變化都能夠反映出人們在不同時代所產(chǎn)生的價值觀念，因而設(shè)計師在箱包設(shè)計上要注重以人為本。在以人為本的理念下，產(chǎn)品的形狀、色彩與圖案組合都極富有美感可言。作為消費品及服飾必備品，箱包除了要具備基本儲物功能外，還要重視外觀上的審美。將3D打印技術(shù)融入箱包設(shè)計中，能夠使消費者在購買中既獲得物質(zhì)上的滿足，同時可以得到精神上的享受。

3.2 提升環(huán)保思維

與傳統(tǒng)箱包設(shè)計方式相比，3D打印箱包方式更加便捷，只需利用計算機(jī)建模，使用3D打印機(jī)打印出實物，再經(jīng)過組裝即可。在此過程中不需要設(shè)計圖紙，也不需要精湛的制作工藝，有效減少了資源浪費，實現(xiàn)綠色制造。并且3D打印技術(shù)具有特殊性，箱包的打印材料與傳統(tǒng)制作材料不同，需要依照物理狀態(tài)或是材料成型等多種方式分類，其中聚乙烯類的材料較為便宜，能夠回收利用，所以較長使用。然后是ABS材料與PLA材料，其中ABS材料制作出的成品較為堅固、保存時間長，常用于箱包模型的制作;PLA材料的原材料多為含糖的農(nóng)作物，易被分解，不會污染環(huán)境，屬于環(huán)保型材料，同時也是箱包設(shè)計所需要的材料，以此實現(xiàn)綠色、環(huán)保的生產(chǎn)。

4? 結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行箱包設(shè)計時，若是使用3D打印技術(shù)，可以實現(xiàn)良好的個性化定制服務(wù)，同時還能夠進(jìn)行高效的靈活化設(shè)計。但是，3D打印箱包方式還存在一定弊端，像是打印精度低、市場開發(fā)難度大與材料使用受限。因而，在未來技術(shù)使用過程中，相關(guān)設(shè)計人員或是生產(chǎn)廠家要消除此些弊端，開拓3D打印箱包市場。

參考文獻(xiàn)

[1] 陶巖.3D打印技術(shù)的現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)分析[J].化工設(shè)計通訊，2019，45（5）：87-88.

[2] 潘虹.3D打印技術(shù)對產(chǎn)品設(shè)計創(chuàng)新開發(fā)的研究[J].計算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019（7）：116.

[3] 孫海君，曹嘉玲，梁娜.箱包多功能設(shè)計的創(chuàng)新思路探析——以M&S多功能皮箱為例[J].中外企業(yè)家，2018（23）：133.