探究3D打印技術(shù)在包裝設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用

◇李 慧

在第三次工業(yè)革命中，3D打印技術(shù)屬于標(biāo)志性的生產(chǎn)工具，現(xiàn)已滲透到各個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域中。在教育領(lǐng)域，3D打印技術(shù)可以作為模具進(jìn)行教學(xué)，現(xiàn)已引起教育界的廣泛關(guān)注。3D打印技術(shù)對學(xué)生來講屬于全新的領(lǐng)域，可以有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，所以教師在包裝設(shè)計(jì)課程中，需要將3D打印技術(shù)應(yīng)用其中，以此來鞏固教學(xué)效果。由此可見，對3D打印技術(shù)在包裝設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用進(jìn)行探析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)（快速原型技術(shù)）原理為增材制造，在制備的整個(gè)過程中，都不需要磨具、刀具、夾具作為支持，可以將生產(chǎn)周期、開發(fā)成本進(jìn)一步降低。通常來講，3D打印過程可以分為三維模型設(shè)計(jì)階段、三維模型打印階段、打印后處理階段。三維模型設(shè)計(jì)階段：3D打印需要有完整的三維模型作為支持，綜合考慮與3D打印相關(guān)的多種因素，如尺寸、結(jié)構(gòu)等，確保3D打印中的尺寸與形狀精度。三維模型打印階段：在打印的過程中，需要依據(jù)三維數(shù)字模型，開展切片工作，以此來獲取實(shí)體模型[1]。打印后處理階段：當(dāng)前許多模型在采用熔融擠出、立體光刻加工技術(shù)時(shí)，為了確保打印工作的順利進(jìn)行，需要在模型的斜面處增加支撐結(jié)構(gòu)，一些多余的結(jié)構(gòu)就需要通過后期處理去掉。另外，在3D打印的實(shí)體中，表面較為粗糙，存在毛刺等，這時(shí)在打印后期，需要開展打磨工作，所以打印后處理階段是必不可少的階段。

二、包裝設(shè)計(jì)課程中存在的問題

當(dāng)前，在包裝設(shè)計(jì)課程中存在諸多的問題，具體問題主要體現(xiàn)在以下幾方面：首先，制定的課程標(biāo)準(zhǔn)定位缺乏科學(xué)性。隨著我國教育的改革，高校在開展專業(yè)教育的過程中，不僅需要對學(xué)生的理論知識進(jìn)行培養(yǎng)，同時(shí)還要提高學(xué)生的實(shí)踐技能，以此來培養(yǎng)與社會要求相符的專業(yè)人才，所以高校管理人員需要改變學(xué)校定位，采用理論與實(shí)踐并重的教學(xué)理念對課程進(jìn)行改革。從目前的情況看，教師受到傳統(tǒng)觀念的影響，為了在短暫的課堂時(shí)間中傳授更多的知識，主要采用言傳身教的教學(xué)模式，這就在一定程度上造成了課堂的枯燥乏味，影響教學(xué)效果。包裝設(shè)計(jì)課程屬于社會上的特定行業(yè)，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對包裝設(shè)計(jì)的藝術(shù)性、創(chuàng)意性提出了全新的要求，所以教師在教學(xué)的過程中，需要引進(jìn)先進(jìn)的3D打印技術(shù)。以往包裝設(shè)計(jì)課程主要將教學(xué)重點(diǎn)放在印刷加工、材料加工上，但是隨著第三次工業(yè)革命的到來，3D打印技術(shù)逐漸走進(jìn)人們的視野，需要包裝設(shè)計(jì)企業(yè)應(yīng)用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)多元化的發(fā)展?，F(xiàn)階段許多高校的包裝設(shè)計(jì)課程仍然停留在3D打印技術(shù)到來前的標(biāo)準(zhǔn)，沒有對包裝設(shè)計(jì)課程進(jìn)行改革，從而與時(shí)代的發(fā)展需求出現(xiàn)了脫節(jié)的現(xiàn)象[2]。

其次，課程培養(yǎng)目標(biāo)缺乏科學(xué)性。高校學(xué)生在畢業(yè)之后需要踏入工作崗位，所以高校在對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，通常以就業(yè)為目的。學(xué)生的就業(yè)形勢分為兩種，一種就業(yè)形勢無潛力，主要就是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，無技術(shù)含量，可以將其視為企業(yè)普通的操作工。另一種屬于有潛力的就業(yè)，學(xué)生不僅具有動(dòng)手能力，同時(shí)也具有創(chuàng)新意識、實(shí)踐與創(chuàng)意精神，在就業(yè)幾年之后，可以成為企業(yè)的管理人員，高校應(yīng)該注重第二種就業(yè)形勢[3]。包裝設(shè)計(jì)課程蘊(yùn)含著自然科學(xué)與美學(xué)知識，涵蓋造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、圖形設(shè)計(jì)等多方面的內(nèi)容，無論哪一種課程內(nèi)容都需要具有創(chuàng)新意識與創(chuàng)意精神，因此教師在教學(xué)的過程中，要發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對課程的知識技能架構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的創(chuàng)建。

三、3D打印技術(shù)在包裝設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）鞏固課堂效果

在包裝設(shè)計(jì)課程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于重點(diǎn)的課程內(nèi)容。以往教師在教學(xué)的過程中，主要借助多媒體軟件，以二維圖片的形式向?qū)W生展示包裝結(jié)構(gòu)，一旦形成設(shè)計(jì)模型，改變結(jié)構(gòu)形狀、結(jié)構(gòu)大小時(shí)較為困難。對于設(shè)計(jì)獨(dú)特的包裝結(jié)構(gòu)，無法通過實(shí)物給學(xué)生帶來感官刺激，學(xué)生在對信息知識進(jìn)行獲取時(shí)，需要發(fā)揮自己的想象力，這就在一定程度上增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，影響教學(xué)效果的提升。將3D打印技術(shù)應(yīng)用在課堂教學(xué)中，可以豐富教師的教學(xué)手段，將3D打印模型與傳統(tǒng)模型形成對比，具有靈活性、輕便性的特點(diǎn)，可以依據(jù)課程內(nèi)容的實(shí)際要求進(jìn)行制作，自由地控制結(jié)構(gòu)大小，使得包裝結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)特異化的特征。除此之外，教師可以利用3D打印技術(shù)對實(shí)物進(jìn)行獲取，實(shí)物教學(xué)更容易刺激學(xué)生的感官。在結(jié)構(gòu)功能特殊的課程中，通過實(shí)物演示，學(xué)生可以對知識點(diǎn)進(jìn)行直接獲取，從而在一定程度上提高課堂教學(xué)效率，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。除此之外，在教學(xué)的過程中，要指導(dǎo)學(xué)生熟練運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件，掌握模型設(shè)計(jì)的技巧[4]。如果教師在教學(xué)的過程中，只采用講解教學(xué)法、演示教學(xué)法向?qū)W生介紹基本功能，學(xué)生自主設(shè)計(jì)的模型只能在電腦之中儲存，在判斷模型設(shè)計(jì)是否符合要求時(shí)，需要由教師憑借自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評判。人為意識具有主觀性的特點(diǎn)，在評判的過程中規(guī)范性不足，這就使得學(xué)生無法掌握自己設(shè)計(jì)的模型與標(biāo)準(zhǔn)需求的差距。但是3D打印技術(shù)可以使學(xué)生對自己設(shè)計(jì)的作品實(shí)物進(jìn)行獲取，在直觀觀測實(shí)物時(shí)，可以明確作品的美觀性、功能性，不僅可以為教師的評判提供便利，同時(shí)也在一定程度上加強(qiáng)學(xué)生的理解能力，使學(xué)生可以熟練地運(yùn)用軟件，樹立正確的設(shè)計(jì)理念。

（二）培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

科技日新月異的今天，在人們的日常生活中包裝設(shè)計(jì)隨處可見，不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)前物品的包裝設(shè)計(jì)已經(jīng)具備個(gè)性化、可定制、功能化的特色，為了使學(xué)校培養(yǎng)的人才與市場需求相符，在包裝設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，需要對學(xué)生的創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力進(jìn)行培養(yǎng)。3D打印技術(shù)可以將學(xué)生內(nèi)心所想的包裝設(shè)計(jì)變成實(shí)物，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在包裝設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生可以運(yùn)用精準(zhǔn)的加工獲得自己的設(shè)計(jì)作品，直觀地觀察自己的作品存在哪些缺陷，使課程內(nèi)容與教學(xué)功能性需求相符，這時(shí)就會激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作熱情，進(jìn)行自主式的探究學(xué)習(xí)，改變以往“灌輸式”學(xué)習(xí)的弊端。

（三）激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識

學(xué)生所有的設(shè)計(jì)作品都可以通過3D打印技術(shù)顯示出來，將學(xué)生腦海中的設(shè)計(jì)想法、設(shè)計(jì)靈感轉(zhuǎn)化為實(shí)物，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生獲得成就感與學(xué)習(xí)自信心，這時(shí)學(xué)生就會拓展自己的思路，從多個(gè)方面研究包裝設(shè)計(jì)的類型，使學(xué)生的創(chuàng)新意識得到提高。

四、3D打印技術(shù)在包裝設(shè)計(jì)課程中的應(yīng)用策略

（一）前期調(diào)研

在包裝設(shè)計(jì)課程中，課程調(diào)研是基礎(chǔ)工作，可以分析學(xué)生對知識的掌握度，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行針對性的教學(xué)，使課程內(nèi)容知識與學(xué)生的素質(zhì)、能力需求相符。在包裝設(shè)計(jì)課程中，可以從以下兩方面開展調(diào)研活動(dòng)：首先開展與3D打印技術(shù)相關(guān)的講座，使學(xué)生對3D打印技術(shù)有一個(gè)全面的認(rèn)知，與此同時(shí)，將公司運(yùn)用3D技術(shù)打印的優(yōu)秀作品呈現(xiàn)到學(xué)生的面前，對學(xué)生的感官進(jìn)行刺激；其次，可以采用問卷調(diào)查的方式，了解學(xué)生對包裝設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)需求。在本次調(diào)研活動(dòng)中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對3D打印技術(shù)具有較高的興趣，可以將其融合到包裝設(shè)計(jì)課程教學(xué)中。

（二）課程項(xiàng)目設(shè)定

教師在開展包裝設(shè)計(jì)教學(xué)中，在設(shè)定課程項(xiàng)目時(shí)，需要與行業(yè)需求、學(xué)生需求相符，具體需要涵蓋包裝調(diào)研、包裝容器設(shè)計(jì)、紙盒包裝設(shè)計(jì)等方面。每種項(xiàng)目都需要運(yùn)用3D模型設(shè)計(jì)，并運(yùn)用3D打印打出，為了提高學(xué)生的參與性，需要依據(jù)班級人數(shù)對學(xué)生進(jìn)行分組，通常情況下，可以4至6人為一組，每組挑選一名組長，要確保每組的實(shí)力具有相似性。包裝設(shè)計(jì)課程的基礎(chǔ)為草圖設(shè)計(jì)，在該環(huán)節(jié)，教師可以將3D創(chuàng)意建模應(yīng)用其中，具體可以選取3DMAX軟件技術(shù)，增加創(chuàng)意性元素。在創(chuàng)意建模中，要對產(chǎn)品模型的尺寸進(jìn)行控制，尺寸需要在3D打印機(jī)底盤直徑之內(nèi)，高度要在噴頭垂直頂端高度之下，如果模型尺寸過大，在設(shè)計(jì)的過程中需要將其分割開來，將其劃分為幾個(gè)模型進(jìn)行處理。除此之外，在3D模型處理的過程中，設(shè)計(jì)角度需要具有一定的弧度，不可垂直設(shè)計(jì)，否則要增加支撐裝置[5]。

（三）優(yōu)化模型設(shè)計(jì)

學(xué)生設(shè)計(jì)的模型需要運(yùn)用3D切片軟件優(yōu)化模型，以模型拐角、重心為依據(jù)設(shè)置支撐裝置，之后將優(yōu)化的模型通過3D技術(shù)打印出來。評估小組針對學(xué)生設(shè)計(jì)的項(xiàng)目方案進(jìn)行評估，在評估的過程中，對產(chǎn)品的缺陷進(jìn)行研究，提出針對性的修改策略。3D打印機(jī)在將設(shè)計(jì)作品打印出來之后，在產(chǎn)品精度上可能存在異常，或者出現(xiàn)亂絲等問題，這時(shí)需要借助相應(yīng)的器具進(jìn)行后期處理工作。常用的器具包括剪紙、砂紙等，從而保障項(xiàng)目設(shè)計(jì)質(zhì)量。

五、結(jié)語

綜上所述，3D打印技術(shù)在包裝設(shè)計(jì)課程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，教師需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)理念，在掌握3D打印技術(shù)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，從多個(gè)方面探析現(xiàn)階段包裝設(shè)計(jì)課程中存在的問題，之后基于3D打印技術(shù)的優(yōu)勢，采用前期調(diào)研、課程項(xiàng)目設(shè)定、優(yōu)化模型設(shè)計(jì)等策略將3D打印技術(shù)應(yīng)用其中，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展，提高包裝設(shè)計(jì)課程的教學(xué)水平，鞏固教學(xué)質(zhì)量。