3D打印技術(shù)在產(chǎn)品容器包裝設(shè)計中的優(yōu)勢和應(yīng)用分析

劉 昊（武漢交通職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430065）

近年來，3D打印技術(shù)以跨越式的發(fā)展影響著各行各業(yè)，大到房屋、小到螺絲，從藝術(shù)品到精密的醫(yī)用骨骼，無不體現(xiàn)著3D打印的魅力。產(chǎn)品容器包裝設(shè)計中應(yīng)用3D打印技術(shù)，不僅能迅捷地制造出模型，更易制造出實物進(jìn)行測評、改進(jìn)，縮短了包裝容器的設(shè)計周期，降低了設(shè)計開發(fā)費(fèi)用。同時，3D打印技術(shù)讓設(shè)計師天馬行空的設(shè)計思維能夠充分表達(dá)，這些優(yōu)勢是其他設(shè)計模型所不可比擬的。即便是當(dāng)下最熱的VR技術(shù)，也因其無法體現(xiàn)產(chǎn)品容器包裝的質(zhì)感、材料、肌理和費(fèi)用高、開發(fā)周期長而難以望其項背。就目前包裝容器設(shè)計領(lǐng)域，一部分廠商采用了3D打印技術(shù)，在設(shè)計感、審美價值和市場反饋表現(xiàn)上都超越以往包裝容器設(shè)計，在學(xué)界、市場上造成了不小的震動。具有如此優(yōu)勢的3D打印技術(shù)和產(chǎn)品容器包裝設(shè)計結(jié)合，勢必對未來包裝設(shè)計的模式、發(fā)展帶來創(chuàng)造性的改變。

一、3D打印技術(shù)在產(chǎn)品容器包裝設(shè)計中的優(yōu)勢

產(chǎn)品容器包裝設(shè)計是產(chǎn)品理念的陳述者，是產(chǎn)品價值的間接體現(xiàn)，更是吸引消費(fèi)者“第一眼”關(guān)注的動力。產(chǎn)品容器包裝設(shè)計不僅要具備良好的承載功能，更要有凸顯產(chǎn)品特點的審美價值?！百I櫝還珠”正是對產(chǎn)品容器包裝設(shè)計的另類贊美，利用3D打印技術(shù)，讓產(chǎn)品容器包裝設(shè)計更具設(shè)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(fā)周期，以實物表現(xiàn)包裝設(shè)計的質(zhì)感和設(shè)計美學(xué)，更易于設(shè)計調(diào)整和打磨，讓產(chǎn)品容器包裝設(shè)計更精益。具體優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，真實形象。在信息化時代，包裝設(shè)計早已經(jīng)邁入了通過各類專業(yè)設(shè)計軟件進(jìn)行繪圖、建模、VR表現(xiàn)，結(jié)合傳統(tǒng)模型進(jìn)行成品展示與分析。雖然技術(shù)成熟，但是3D動畫模型和傳統(tǒng)模型對于產(chǎn)品容器包裝設(shè)計的質(zhì)感、體量感表現(xiàn)不足，而3D打印技術(shù)恰恰彌補(bǔ)了這種空白，讓產(chǎn)品容器包裝設(shè)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(shù)應(yīng)用在產(chǎn)品容器包裝設(shè)計上最突出的優(yōu)勢，也是其他設(shè)計方法不能取代的。

其次，速度快、成本低。當(dāng)前產(chǎn)品容器包裝設(shè)計中模型的制作利用CNC技術(shù)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(fù)雜的模型制作需要多種小模型進(jìn)行拼接，過程更加繁瑣，返工率高。CNC工序多，成本高，需要專業(yè)的設(shè)備和場地。通常來說，這兩種模式進(jìn)行的模型制作需要3～5天時間。在3D打印技術(shù)的支持下，產(chǎn)品容器包裝設(shè)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(shè)計程序與3D打印機(jī)可以無縫連接，一次編程，全鏈條適用，也節(jié)省了成本。以某茶業(yè)包裝設(shè)計為例，從設(shè)計稿件到最終容器造型確認(rèn)，用傳統(tǒng)方法需要1個月左右，而利用3D打印技術(shù)，15天左右即可完成。目前國內(nèi)許多大型企業(yè)開始使用3D打印技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品容器包裝設(shè)計，白天進(jìn)行軟件設(shè)計，進(jìn)行文檔開發(fā)、繪圖，晚上3D打印機(jī)進(jìn)行模型制作，待第二天上班時，模型已經(jīng)制作好，即可開展優(yōu)化設(shè)計。這種全天候的工作是之前的技術(shù)無法實現(xiàn)的。

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

二、3D打印技術(shù)在產(chǎn)品容器包裝設(shè)計中的具體應(yīng)用

當(dāng)前3D打印技術(shù)在產(chǎn)品容器包裝設(shè)計中應(yīng)用同傳統(tǒng)設(shè)計流程相似，從分析需求、造型設(shè)計進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模型制作的3D打印，再到體驗反饋、數(shù)據(jù)采集和優(yōu)化設(shè)計，最后進(jìn)行綜合評估，完成設(shè)計。

本文以某快消品品牌男士香水瓶包裝設(shè)計為例進(jìn)行3D打印技術(shù)與產(chǎn)品容器包裝設(shè)計結(jié)合應(yīng)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(diào)。所以設(shè)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(shè)計于瓶身上。本文瓶身采用仿生設(shè)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(lǐng)帶樣式設(shè)計，突顯了整個香水包裝的設(shè)計理念——穿西裝的男士造型。香水包裝的設(shè)計不僅要考慮造型設(shè)計，在使用層面還要考慮使用的舒適性，根據(jù)使用舒適性的需求進(jìn)行符合人體工程學(xué)的造型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。在手持與按壓時，由于瓶身的凹凸，會使得消費(fèi)者在手持時不易把控好其最舒適的狀態(tài)，從而在噴霧時不能更好地對準(zhǔn)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(shè)計，根據(jù)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(shù)據(jù)，對該款設(shè)計進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。為了獲得實際手勢數(shù)據(jù)，需要采集男士手掌手握部位的數(shù)據(jù)。首先，按照初步設(shè)計的瓶身造型，采用3D打印技術(shù)制造香水包裝的實體模型。其次，采用隨機(jī)抽樣的方式，邀請了100位男士對實體模型進(jìn)行手持和按壓模擬動作，同時測量并采集了實際手勢數(shù)據(jù)。在3D打印模型后，經(jīng)過握感分析，沒有達(dá)到易于手持、噴灑的要求。再次，根據(jù)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行了尺寸修正，優(yōu)化了造型結(jié)構(gòu)。對優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)在3D打印設(shè)備上進(jìn)行實物模型的制造，經(jīng)過再次評價分析，經(jīng)過優(yōu)化的造型結(jié)構(gòu)設(shè)計，既保持了香水瓶身西裝造型，又達(dá)到了男士手持按壓的舒適性的需求。

香水包裝的材質(zhì)及色彩設(shè)計產(chǎn)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(yōu)美的造型獲得，另一方面通過包裝的材質(zhì)體現(xiàn)。此設(shè)計的香水包裝的材質(zhì)選用玻璃材質(zhì)，優(yōu)點在于易于成型、密封性好、通透性強(qiáng)、手感光滑，無形中體現(xiàn)了現(xiàn)代男士粗中見細(xì)、剛中帶柔的性格特征。色彩的選擇會影響到消費(fèi)者購買商品的欲望。高純度、低明度的冷色，如深褐色、深藍(lán)色可以給人成熟、沉穩(wěn)、自信的感覺。

從香水包裝使用性入手，以方便使用為首要設(shè)計目標(biāo)，在包裝手持舒適度上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。3D打印技術(shù)應(yīng)用于包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計是包裝CAD設(shè)計的發(fā)展趨勢。利用3D打印技術(shù)能夠快速、低成本制造模型，真正從使用層面實現(xiàn)個性化設(shè)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(shè)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(xiàn)，未來3D打印技術(shù)可以通過真實產(chǎn)品體驗完成具有特定功能、復(fù)雜產(chǎn)品的評價工作，使得產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計更精準(zhǔn)。

三、3D打印技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品容器包裝設(shè)計的趨勢

隨著3D打印技術(shù)集成化、智能化程度越來越高，為產(chǎn)品容器包裝設(shè)計提供了更多的機(jī)會。從目前3D打印技術(shù)的市場化應(yīng)用來看，基本局限在快消品領(lǐng)域，其他領(lǐng)域涉及少。這種現(xiàn)狀一方面是當(dāng)前3D打印技術(shù)在產(chǎn)品容器包裝設(shè)計上專門應(yīng)用少，設(shè)計軟件單一，另一方面許多企業(yè)、設(shè)計方并未認(rèn)識到3D打印技術(shù)的優(yōu)勢，又顧忌到前期開發(fā)成本問題，使得3D打印技術(shù)在產(chǎn)品容器包裝設(shè)計的應(yīng)用仍然小眾。但是可以預(yù)見，如同其他領(lǐng)域的新技術(shù)一樣，在3D打印技術(shù)更加細(xì)化細(xì)分的趨勢下，專門針對產(chǎn)品容器包裝設(shè)計的3D打印技術(shù)會應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前需要重點關(guān)注的3D打印技術(shù)與產(chǎn)品容器包裝設(shè)計的契合點，前者更適合應(yīng)用在設(shè)計復(fù)雜、更新?lián)Q代快的領(lǐng)域，而產(chǎn)品容器包裝設(shè)計正是如此，其已經(jīng)同產(chǎn)品本身融為一體，具有審美價值和凸顯產(chǎn)品特點的包裝設(shè)計更容易被市場接受。所以，具有更美的外形、更創(chuàng)新的概念、更多的附加屬性的包裝設(shè)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(shù)可以在當(dāng)前復(fù)合材料、金屬、樹脂等材料的基礎(chǔ)上融入更多的打印材料，而設(shè)計者也從單一的設(shè)計者變?yōu)橹圃煺撸O(shè)計與制造分離的情況得以解決。在3D打印技術(shù)的推動下，產(chǎn)品容器包裝設(shè)計不再是為設(shè)計而設(shè)計，而是從設(shè)計理念到制造模式，再到市場推廣的一系列行為。對設(shè)計師的要求也越來越高，更要求設(shè)計師進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)新，這些趨勢都是未來產(chǎn)品容器包裝設(shè)計的發(fā)展方向。也可以說，未來的產(chǎn)品容器包裝設(shè)計復(fù)合化、一體化程度會更高，重設(shè)計、輕制造、快速更新、緊跟需求將成為設(shè)計主流。

結(jié)語

總而言之，3D打印技術(shù)在產(chǎn)品容器包裝設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，同時會促進(jìn)產(chǎn)品容器包裝設(shè)計的變革，不僅會讓產(chǎn)品容器包裝設(shè)計更快捷、成本更低、可實現(xiàn)性更好，更對其設(shè)計流程、設(shè)計模式造成了顛覆性的影響。設(shè)計環(huán)節(jié)成為整個產(chǎn)品容器包裝生產(chǎn)的最初環(huán)節(jié)變成了最重要環(huán)節(jié)和最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在目前傳統(tǒng)設(shè)計與3D打印技術(shù)輻射下的設(shè)計會并行一個階段，當(dāng)產(chǎn)品容器包裝設(shè)計與3D打印技術(shù)的契合度更高的時候，現(xiàn)有的手工設(shè)計、CNC設(shè)計表現(xiàn)都將被取代，作為高校，應(yīng)走在設(shè)計大潮的浪頭，從日常教學(xué)和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合上，率先滲透3D打印技術(shù)，以使這一技術(shù)更好地廣泛應(yīng)用。