3D打印背景下的文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作方法研究

[摘 要]在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作領(lǐng)域，3D打印技術(shù)不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以激發(fā)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造力和想象力。通過3D打印，設(shè)計(jì)師可以突破傳統(tǒng)材料的限制，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜造型和精細(xì)結(jié)構(gòu)的制作，為文創(chuàng)產(chǎn)品增添獨(dú)特的藝術(shù)魅力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)3D打印技術(shù)還為消費(fèi)者提供了更多個(gè)性化的選擇，滿足了市場(chǎng)細(xì)分的需求，進(jìn)一步推動(dòng)了文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的繁榮與發(fā)展。闡述文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求，分析3D打印在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，探究3D打印背景下的文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作方法。

[關(guān) 鍵 詞]3D打印；文創(chuàng)產(chǎn)品；設(shè)計(jì)制作方法；市場(chǎng)需求；數(shù)字化建模

[中圖分類號(hào)]TB472 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-7556（2024）34-0067-03

文獻(xiàn)著錄格式：仲夏.3D打印背景下的文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作方法研究[J].天工，2024（34）：67-69.

隨著文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作逐漸成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重要力量。然而，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制作方式在效率、精度及個(gè)性化方面存在諸多限制，難以滿足日益增長(zhǎng)的多元化市場(chǎng)需求。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，為文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作帶來了革命性的變革。3D打印技術(shù)作為一種增材制造技術(shù)，能直接將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體產(chǎn)品，極大地縮短從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的周期，并提供前所未有的設(shè)計(jì)自由度和個(gè)性化定制能力。對(duì)此，本文通過研究3D打印背景下的文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作方法，以期推動(dòng)3D打印技術(shù)在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作中的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、個(gè)性化和高效化發(fā)展。

一、文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求分析

近年來，文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求持續(xù)高漲，展現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的報(bào)告，2023年，全球文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模已突破1416.74億美元，同比增長(zhǎng)9.5%，并預(yù)計(jì)2024年將達(dá)到1551.33億美元，文創(chuàng)產(chǎn)品行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。

在中國(guó)，文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)的表現(xiàn)尤為亮眼。2023年，中國(guó)文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了163.8億美元，同比增長(zhǎng)13.09%，增速高于全球平均水平。中國(guó)文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，不僅得益于國(guó)家對(duì)文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的支持，還反映了消費(fèi)者文化消費(fèi)需求的提升。從市場(chǎng)占比來看，中國(guó)文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模在全球市場(chǎng)中的占比逐年提高，從2020年的10.67%增長(zhǎng)至2023年的11.56%，顯示出中國(guó)在全球文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)中的重要地位[1]。

從市場(chǎng)需求的角度來看，個(gè)性化定制和跨界合作成為文創(chuàng)行業(yè)的兩大趨勢(shì)。隨著消費(fèi)者需求的日益多樣化，個(gè)性化定制的產(chǎn)品更能滿足消費(fèi)者的獨(dú)特品位?？缃绾献鞑粌H可以提升文創(chuàng)產(chǎn)品的附加值，還進(jìn)一步擴(kuò)大了文創(chuàng)產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模。文創(chuàng)行業(yè)積極尋求與旅游、影視、動(dòng)漫等其他產(chǎn)業(yè)的跨界合作，通過整合各方資源，共同打造更具文化內(nèi)涵和創(chuàng)意的文創(chuàng)產(chǎn)品

此外，數(shù)字化和智能化也是文創(chuàng)行業(yè)的重要發(fā)展方向。通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)手段，文創(chuàng)行業(yè)能更精準(zhǔn)地把握市場(chǎng)需求，提升產(chǎn)品的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的應(yīng)用，為消費(fèi)者提供了更加豐富的文化體驗(yàn)，使文創(chuàng)產(chǎn)品更加生動(dòng)有趣。

二、3D打印在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）快速原型制作

在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，快速原型制作是加速創(chuàng)意從概念到實(shí)物轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)原型制作往往需要經(jīng)歷復(fù)雜的模具開發(fā)、材料準(zhǔn)備及加工等過程，耗時(shí)長(zhǎng)且成本高。3D打印技術(shù)的引入顛覆了傳統(tǒng)文創(chuàng)產(chǎn)品制作模式。設(shè)計(jì)師借助3D建模軟件可以迅速將創(chuàng)意構(gòu)思轉(zhuǎn)化為三維數(shù)字模型，隨后利用3D打印機(jī)直接打印出實(shí)體原型。整個(gè)過程僅需數(shù)小時(shí)至數(shù)天，大幅縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。即時(shí)反饋機(jī)制不僅加速了文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)迭代過程，還使得設(shè)計(jì)師能更加靈活地調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，快速響應(yīng)市場(chǎng)變化。此外，快速原型制作還降低了文創(chuàng)產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)[2]。

（二）無限設(shè)計(jì)自由度

3D打印技術(shù)的應(yīng)用，極大程度地賦予文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)無限的自由度。傳統(tǒng)制造方式受限于模具、切割或鑄造等工藝，往往難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜或異形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而3D打印采用逐層堆積的方式構(gòu)建物體，理論上可以打印出任何形狀，無論是內(nèi)部鏤空、復(fù)雜曲面還是精細(xì)紋理，都能輕松實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)自由度的提升激發(fā)了設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造力和想象力，使得文創(chuàng)產(chǎn)品能突破傳統(tǒng)形態(tài)的限制，呈現(xiàn)出更加多樣化和個(gè)性化的風(fēng)貌。

（三）提高產(chǎn)品精度與質(zhì)量

3D打印技術(shù)在提高文創(chuàng)產(chǎn)品精度與質(zhì)量方面也展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)制造方式在加工過程中可能受到人為因素、設(shè)備精度及材料特性的影響，導(dǎo)致產(chǎn)品精度不一、質(zhì)量參差不齊。3D打印技術(shù)通過精確控制打印參數(shù)和材料層疊方式，可以確保每個(gè)打印件都達(dá)到極高的精度和一致性。此外，3D打印還允許設(shè)計(jì)師在數(shù)字模型中精確設(shè)定尺寸、角度和曲率等參數(shù)，進(jìn)一步提升文創(chuàng)產(chǎn)品的整體質(zhì)量。在文創(chuàng)產(chǎn)品制作中，高精度和高質(zhì)量是贏得消費(fèi)者認(rèn)可的關(guān)鍵。通過3D打印技術(shù)制作的文創(chuàng)產(chǎn)品，無論是細(xì)節(jié)處理還是整體造型都能達(dá)到極高的水準(zhǔn)，滿足消費(fèi)者對(duì)品質(zhì)的追求。3D打印還可以實(shí)現(xiàn)材料的均勻分布和精細(xì)控制，提高產(chǎn)品的耐用性和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命[3]。

（四）個(gè)性化定制

在消費(fèi)升級(jí)的背景下，個(gè)性化定制已成為文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)的重要趨勢(shì)。消費(fèi)者不再滿足于千篇一律的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，而是追求能體現(xiàn)個(gè)人品位和獨(dú)特性的定制化產(chǎn)品。3D打印技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)滿足了這一市場(chǎng)需求。通過結(jié)合3D掃描、數(shù)字化建模和個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件等技術(shù)手段，消費(fèi)者可以參與到文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)自己的喜好和需求定制專屬的產(chǎn)品。在文創(chuàng)產(chǎn)品制作中，個(gè)性化定制不僅體現(xiàn)在外觀設(shè)計(jì)上，還可以深入產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能及材料選擇等多個(gè)方面。消費(fèi)者可以根據(jù)自己的喜好、生活習(xí)慣等定制文創(chuàng)產(chǎn)品。這種高度個(gè)性化的定制服務(wù)不僅提升了消費(fèi)者的滿意度和忠誠(chéng)度，還為文創(chuàng)產(chǎn)品市場(chǎng)注入了新的活力。

三、3D打印背景下的文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作方法

（一）精準(zhǔn)數(shù)字化建模，從創(chuàng)意到實(shí)物無縫銜接

在3D打印技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作迎來了前所未有的創(chuàng)新與變革。3D打印技術(shù)通過其獨(dú)特的增材制造方式，不僅實(shí)現(xiàn)了從精準(zhǔn)數(shù)字化建模到實(shí)物產(chǎn)品的無縫銜接，而且極大地縮短了設(shè)計(jì)構(gòu)想到成品的周期，為文創(chuàng)產(chǎn)品注入了新的生命力和無限可能。這種創(chuàng)新的生產(chǎn)方式使得設(shè)計(jì)思路可以瞬間轉(zhuǎn)化為實(shí)體，從而快速順應(yīng)市場(chǎng)變化，滿足消費(fèi)者個(gè)性化和定制化的需求。

1.精準(zhǔn)數(shù)字化建模，創(chuàng)意的精準(zhǔn)捕捉與表達(dá)

在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)數(shù)字化建模是創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵一步。設(shè)計(jì)師首先要通過文獻(xiàn)研究、實(shí)地調(diào)研等方法，深入挖掘不同地區(qū)的地域文化，從中提煉出可用的元素，確定設(shè)計(jì)主題，繪制手繪效果圖，使用平面設(shè)計(jì)軟件輔助完善視覺設(shè)計(jì)方案，利用3D數(shù)字建模將創(chuàng)意構(gòu)思立體化。如基于3D打印技術(shù)的“楚辭”印章系列文創(chuàng)產(chǎn)品創(chuàng)作，結(jié)合前期對(duì)荊楚文物的紋樣調(diào)研，以個(gè)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(jìn)行打散重組和裝飾。利用3D技術(shù)不僅在工藝上能便捷實(shí)現(xiàn)紋樣的立體化，在功能上還可實(shí)現(xiàn)印章、胸針功能互相切換，多方面立體化展現(xiàn)荊楚藝術(shù)之美[4]。

2.利用3D打印技術(shù)，精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字向?qū)嵨锏臒o縫轉(zhuǎn)化

完成三維數(shù)字建模后，3D打印技術(shù)便成為將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實(shí)物的孵化器。設(shè)計(jì)師可根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案和數(shù)字建模方式，確定產(chǎn)品的材質(zhì)、工藝，基于打印材料的屬性特征，選擇合適的3D打印技術(shù)，如熔融沉積成型（FDM）、立體光固化成型（SLA）、選擇性激光燒結(jié)成型（SLS）、數(shù)字光處理（DLP）等技術(shù)，導(dǎo)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(duì)應(yīng)的3D打印機(jī)，打印測(cè)試樣品，并根據(jù)模型特性設(shè)置合適的打印參數(shù)，以確保打印過程的順利進(jìn)行。在打印過程中應(yīng)密切關(guān)注打印機(jī)狀態(tài)，及時(shí)處理可能出現(xiàn)的問題，確保打印成品的質(zhì)量。樣品打印完成后，檢查并總結(jié)出現(xiàn)的問題，選擇合適的后期處理方式，提升產(chǎn)品的美觀度和實(shí)用性，形成最終的文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作方案，實(shí)現(xiàn)從創(chuàng)意構(gòu)思到實(shí)物產(chǎn)品的無縫銜接，讓文創(chuàng)產(chǎn)品以更加生動(dòng)、具體的形態(tài)展現(xiàn)在世人面前。

（二）快速原型制作，加速設(shè)計(jì)迭代與市場(chǎng)驗(yàn)證

在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的浪潮中，快速原型制作已成為加速設(shè)計(jì)迭代與市場(chǎng)驗(yàn)證的關(guān)鍵。隨著3D打印技術(shù)的日益成熟，文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作方法迎來了革命性的變革。下面將從兩個(gè)方面探討3D打印背景下文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作方法。

1.快速原型制作，加速設(shè)計(jì)迭代

在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)迭代是提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法往往需要耗費(fèi)大量時(shí)間和材料成本來制作原型，而3D打印技術(shù)的引入極大地縮短了原型制作過程。設(shè)計(jì)師通過3D建模軟件快速構(gòu)建產(chǎn)品模型，利用3D打印機(jī)直接打印出實(shí)物原型，不僅減少了材料浪費(fèi)，還使設(shè)計(jì)師能迅速獲得產(chǎn)品實(shí)物反饋，從而快速調(diào)整設(shè)計(jì)方案。

2.加速市場(chǎng)驗(yàn)證與反饋

市場(chǎng)驗(yàn)證是文創(chuàng)產(chǎn)品成功上市的重要步驟。傳統(tǒng)的市場(chǎng)驗(yàn)證方法往往需要制作大量樣品進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，成本高昂且周期長(zhǎng)。3D打印技術(shù)使得小批量、定制化的市場(chǎng)驗(yàn)證成為可能。設(shè)計(jì)師可以根據(jù)市場(chǎng)需求快速打印出不同款式、不同材質(zhì)的文創(chuàng)產(chǎn)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(jī)制有助于設(shè)計(jì)師及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品策略，降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

（三）個(gè)性化定制服務(wù)，滿足消費(fèi)者的多元化需求

在當(dāng)今消費(fèi)者需求日益多元化和個(gè)性化的背景下，文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作正迎來前所未有的創(chuàng)新機(jī)遇。3D打印技術(shù)的崛起，以其獨(dú)特的定制化能力和快速成型特點(diǎn)，為文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作開辟了新路徑。

1.設(shè)計(jì)的個(gè)性化定制

設(shè)計(jì)師可根據(jù)客戶實(shí)際的個(gè)性化需求，通過3D掃描技術(shù)，獲得客戶的個(gè)人三維數(shù)據(jù)，再結(jié)合3D打印技術(shù)，完成一對(duì)一的個(gè)性化定制服務(wù)。如在2022北京冬奧會(huì)中亮相的3D打印雪車頭盔就是根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的頭部三維掃描數(shù)據(jù)，再結(jié)合雪車特點(diǎn)，完成的個(gè)性化頭盔[5]。

2.跨界融合與文化傳承

3D打印技術(shù)還可以促進(jìn)文創(chuàng)產(chǎn)品的跨界融合與文化傳承。設(shè)計(jì)師可以將不同領(lǐng)域的元素和技術(shù)引入文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，創(chuàng)造出具有創(chuàng)新性和獨(dú)特性的產(chǎn)品。如，設(shè)計(jì)師通過3D打印技術(shù)使文化遺產(chǎn)以新的形式呈現(xiàn)和傳承。利用3D掃描和打印技術(shù)可以復(fù)制和修復(fù)古代文物，使這些珍貴的歷史遺產(chǎn)以更生動(dòng)、更直觀的方式展現(xiàn)在公眾面前。此外，通過與其他地區(qū)的文創(chuàng)項(xiàng)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(chuàng)產(chǎn)品，進(jìn)一步拓寬消費(fèi)者的選擇范圍。

（四）材料與技術(shù)創(chuàng)新，拓寬文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)邊界

在3D打印技術(shù)的浪潮中，材料與技術(shù)的創(chuàng)新正以前所未有的方式拓寬著文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的邊界。這項(xiàng)技術(shù)還推動(dòng)了工藝發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新，為文創(chuàng)產(chǎn)品帶來了前所未有的創(chuàng)意空間和市場(chǎng)潛力。

1.多元材料應(yīng)用，激發(fā)設(shè)計(jì)靈感

3D打印技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)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(fù)合材料，甚至是生物相容性材料，極大地豐富了文創(chuàng)產(chǎn)品的材質(zhì)選擇。例如，在開發(fā)具有地方特色的文創(chuàng)產(chǎn)品時(shí)，設(shè)計(jì)師可以利用3D打印技術(shù)將傳統(tǒng)手工藝中較難實(shí)現(xiàn)的部分，以數(shù)字化方式再現(xiàn)，創(chuàng)造出既保留傳統(tǒng)韻味又融合現(xiàn)代科技感的作品。此外，特殊材料的引入，如環(huán)?？山到獠牧?，也為文創(chuàng)產(chǎn)品增添了綠色生態(tài)的亮點(diǎn)。

2.技術(shù)創(chuàng)新，突破制造局限

3D打印技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，不斷突破傳統(tǒng)制造方法的局限。例如，連續(xù)數(shù)字光處理技術(shù)（CDLP）是基于數(shù)字光處理技術(shù)（DLP）的創(chuàng)新技術(shù)，該技術(shù)的透氧窗口能形成一定厚度的“死區(qū)”，樹脂容器底的液態(tài)樹脂由于阻氧而保持穩(wěn)定的液面，從而保證固化的連續(xù)性。這也提高了打印部件的分辨率，并降低了由于剝離力導(dǎo)致打印失敗的可能性[5]。也就是說技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，能幫助設(shè)計(jì)師創(chuàng)作出結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、細(xì)節(jié)更為精準(zhǔn)的3D打印作品，使作品更好地承載、再現(xiàn)豐富的文化內(nèi)涵。

四、結(jié)束語(yǔ)

3D打印技術(shù)賦能文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了從創(chuàng)意構(gòu)想到實(shí)體產(chǎn)品的無縫對(duì)接。隨著材料科學(xué)的進(jìn)步和打印技術(shù)的持續(xù)革新，文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)將更加多元化、精細(xì)化，進(jìn)一步推動(dòng)文化產(chǎn)業(yè)的繁榮與發(fā)展。設(shè)計(jì)師也應(yīng)當(dāng)繼續(xù)探索3D打印與傳統(tǒng)文化、現(xiàn)代藝術(shù)的深度融合，讓每一件文創(chuàng)產(chǎn)品都承載著獨(dú)特的故事與文化內(nèi)涵，共同書寫3D打印背景下文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作的新篇章。

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（編輯：高 瓊）