基于3D打印技術(shù)在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中開發(fā)應(yīng)用

孔毅

摘要：近些年文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)愈發(fā)單一化、同質(zhì)化，如何做出既有文化特色又有造型特點(diǎn)的文創(chuàng)品亟待破題；文化創(chuàng)意產(chǎn)品的開發(fā)與設(shè)計(jì)是將不同主題文化的特征通過全面的調(diào)研收集，再進(jìn)行演變、組織，形成符合自身文化特點(diǎn)和現(xiàn)代造型設(shè)計(jì)需求相結(jié)合的實(shí)用品。隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，產(chǎn)品在功能使用展示、造型審美、產(chǎn)品生命周期等方面通過設(shè)計(jì)師形成有效的組合，從而順應(yīng)時下社會的變化、到達(dá)不同消費(fèi)者的需求和精神文化目標(biāo)要求。本文主要就基于3D打印技術(shù)這種新型產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)模式進(jìn)行探究。闡述其發(fā)展及主要應(yīng)用領(lǐng)域，運(yùn)用對比分析的方法論述傳統(tǒng)文創(chuàng)產(chǎn)品造型的設(shè)計(jì)開發(fā)模式的局限和3D打印技術(shù)下文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中開發(fā)應(yīng)用的優(yōu)勢所在。而3D打印技術(shù)的出現(xiàn)將會給文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)帶來巨大的改變，也會為文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)帶來一個全新的發(fā)展機(jī)會。

關(guān)鍵詞：文創(chuàng)產(chǎn)品 3D打印技術(shù) 設(shè)計(jì)開發(fā)

中圈分類號：J042 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2017）05-0134-03

引言

文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)制作流程較為細(xì)膩，需要將相關(guān)的文化內(nèi)容系統(tǒng)地收集與整理，同時在設(shè)計(jì)造型轉(zhuǎn)換上，需要準(zhǔn)確地提煉出相關(guān)文化內(nèi)涵的元素，結(jié)合產(chǎn)品的功能融合在一起，在設(shè)計(jì)過程中，個別文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需要高超的技藝，并且制作周期較長，流暢也較為復(fù)雜。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)為文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)提供了一條全新的研究方式，打破傳統(tǒng)文創(chuàng)產(chǎn)品開發(fā)的一些弊端和不足。3D打印技術(shù)更新了文創(chuàng)產(chǎn)品開發(fā)的流程從而簡化產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中需要多種工藝流程，它讓部分文創(chuàng)產(chǎn)品復(fù)雜的文化元素造型特征直接在電腦中CAD數(shù)字化生成，然后利用3D打印技術(shù)呈現(xiàn)出來，這使文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)以全新的方式進(jìn)行造型設(shè)計(jì)中的機(jī)會研究，讓相關(guān)文化創(chuàng)意類產(chǎn)品開發(fā)有著更加廣闊研究空間。3D打印技術(shù)在文創(chuàng)產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用，降低了個別復(fù)雜造型設(shè)計(jì)在前期所需要投入的高額成本，縮短了產(chǎn)品開發(fā)所耗費(fèi)的時間，打破了文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)對創(chuàng)意的局限，為其開啟了巨大的創(chuàng)意設(shè)計(jì)空間。

一、文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)市場的發(fā)展現(xiàn)狀

作為現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)以功能表現(xiàn)主義和理性表現(xiàn)主義時代代表，注重功能并以功能特征去發(fā)揮形式表現(xiàn)；當(dāng)然當(dāng)主流在發(fā)展過程中，主流的設(shè)計(jì)師也在思考，功能主義的發(fā)展是產(chǎn)品帶來了更多的冰冷感與單一感，抹殺了設(shè)計(jì)的特征，喪失了對傳統(tǒng)的表現(xiàn)和民族地域的特色的表現(xiàn)，設(shè)計(jì)風(fēng)格缺乏從人文情感和個性化方面的關(guān)注。因此隨后文化類的創(chuàng)意產(chǎn)品孕育而生，其中心的思想就是一種情感的抒發(fā)，崇尚一種對不同文化地域特征的情感抒發(fā)，需要表達(dá)出具有人文情感和個性化的工業(yè)產(chǎn)品需求。文化創(chuàng)意產(chǎn)品主要是服務(wù)于消費(fèi)者的產(chǎn)品，應(yīng)該注重所體現(xiàn)的文化特征和藝術(shù)表現(xiàn)，這是購買者滿足基本生活需求后的更高品位需求；在不同文化的文創(chuàng)品設(shè)計(jì)上應(yīng)該注意對傳統(tǒng)相關(guān)文化內(nèi)涵的傳承，同時結(jié)合時代的需求，樹立全新的文化特征和品牌形象需求，通過產(chǎn)品表述出文化內(nèi)涵，使之成為具有代表性的一種象征。有人比喻文創(chuàng)產(chǎn)品是一種文化的名片，其具有華麗典雅、有收藏與鑒賞價值；但它不是單純的產(chǎn)品，其濃縮著文化特征和沉淀著對歷史的記憶。現(xiàn)有文創(chuàng)產(chǎn)品市場存在著幾個方面的問題：第一，品種單一；由于很多文化背景的歷史輝煌和工藝嫻熟，既是優(yōu)勢也是劣勢，許多從事文創(chuàng)產(chǎn)品開發(fā)是企業(yè)和公司，固守以前的傳統(tǒng)模式，在產(chǎn)品線上不愿意開發(fā)，一味地重復(fù)以前的產(chǎn)品線。第二，缺乏特色；文創(chuàng)品是沖動型的消費(fèi)就像快餐樣，購買者—方面是想開眼界長見識了解文化和工藝，另一方面通過購買文創(chuàng)品達(dá)到紀(jì)念的心理需要；不光是看見傳統(tǒng)符號元素的表現(xiàn)，也希望在符合現(xiàn)如今的時代審美下的展現(xiàn)。第三，缺乏實(shí)用性；現(xiàn)如今的消費(fèi)者不再是購買裝飾意味的非實(shí)用品回家擺設(shè)，還需要一定的實(shí)用性，將現(xiàn)代技術(shù)和傳統(tǒng)工藝有效結(jié)合起來表現(xiàn)；即買即用的文創(chuàng)品比較能滿足消費(fèi)者需求。伴隨科技發(fā)展市場進(jìn)入信息時代以來，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)和數(shù)字技術(shù)為代表的不同新技術(shù)的出現(xiàn)，正在影響著人類社會工作與生活的多方面。探索在信息社會下產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模式應(yīng)如何改變以適應(yīng)時代的發(fā)展，以3D打印技術(shù)成為推動文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中的模式研究和機(jī)會研究，為文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供更多的視野和靈感。

二、3D打印技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

3D打印是經(jīng)常能夠聽見的一種通俗化名稱，其本質(zhì)名稱應(yīng)該是增材制造技術(shù)。美國材料與試驗(yàn)協(xié)會將增材制造技術(shù)定義為：基于3D模型數(shù)據(jù)，采用與減式制造技術(shù)相反的逐層疊加的方式生產(chǎn)物品的過程，通常通過電腦控制將材料逐層疊加，最終將計(jì)算機(jī)上的三維模型變?yōu)榱Ⅲw實(shí)物，是大批量制造模式向個性化制造模式發(fā)展的引領(lǐng)技術(shù)。相對于傳統(tǒng)大型的增材制造設(shè)備，3D打印概念著重體現(xiàn)了其設(shè)備的小型化、智能化及個人化特征（如圖1）。經(jīng)過多年來科學(xué)家的積極探索與研發(fā)，3D打印技術(shù)在打印原材料、打印精度、打印速度等方面都有較大幅度的提高，為其技術(shù)的普及化和易用化提供了技術(shù)支撐。

（一）3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

伴隨上世紀(jì)80年代后3D打印技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的勢頭，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)瓶頸得以攻克。目前3D打印技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在我們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€領(lǐng)域，特別在機(jī)械制造、航空航天、軍事、文化藝術(shù)與設(shè)計(jì)、醫(yī)學(xué)美容等領(lǐng)域尤為突出。（如圖2）在航空航天領(lǐng)域，東方氣輪機(jī)廠利用金屬3D打印機(jī)制作的空心渦輪葉片，無需鑄型型芯和型殼的裝配，保證相對精度、壁厚、位置精度，而且填補(bǔ)了國內(nèi)的設(shè)計(jì)空白，不用再從日本進(jìn)口渦輪葉片，節(jié)約成本支出。在文化藝術(shù)與設(shè)計(jì)領(lǐng)域，主要用于制作出相關(guān)文化內(nèi)容的輔具進(jìn)行研究，在設(shè)計(jì)造型中提供更多的可能性研究，用于輔助學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新。在歷史考古領(lǐng)域，則可用于復(fù)原歷史仁的工藝品、古董，復(fù)制文物中的易碎品等。目前全球已有多家博物館將3D打印技術(shù)應(yīng)用在文物復(fù)制與教育活動，如四川的三星堆博物館利用三維掃描技術(shù)和3D打印技術(shù)對三星堆相關(guān)文物進(jìn)行保護(hù)性復(fù)制，同時還利用3D打印技術(shù)在博物館類型題材的文創(chuàng)產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域進(jìn)行探索研究。因此，我們可以看見3D打印技術(shù)在不同領(lǐng)域?yàn)槿祟惖纳罟ぷ魈峁┝烁嗟目赡苄院桶l(fā)展性。endprint

（二）3D打印技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的優(yōu)勢與特征

眾所周知傳統(tǒng)的加工制造方式是減材制造，因此所帶來了傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)模式的局限性，自工業(yè)革命以后工場手工勞動的生產(chǎn)形勢逐漸向大規(guī)模機(jī)械化的生產(chǎn)形式轉(zhuǎn)變，長期占有主導(dǎo)地位的集中化生產(chǎn)模式，形成傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式，由具備專業(yè)素養(yǎng)的人士和團(tuán)隊(duì)去進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)、制造等一系列過程，使用者購買的產(chǎn)品均為流程完善的成熟產(chǎn)品。在這種模式下產(chǎn)生的產(chǎn)品，其產(chǎn)品信息的傳播是單向性的。由研發(fā)人員站在不同使用者的角度發(fā)掘需求，研發(fā)出滿足需求的不同產(chǎn)品，這一過程難免會主觀化。再結(jié)合大眾審美、市場撿擇、銷售渠道等因素的限制，總有一部分消費(fèi)者的需求會被忽略；另外，傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)模式所開發(fā)出的產(chǎn)品，因?yàn)楦拍疃ㄎ黄?，或是解決方式不完善等因素，到達(dá)消費(fèi)者手中產(chǎn)品并非完全符合消費(fèi)者心意。而生產(chǎn)者因?yàn)橐非螽a(chǎn)品的市場利益最大化，所以不可能在短期內(nèi)準(zhǔn)確而完善的對其需求漏洞做出修正。因此消費(fèi)者只能尷尬地“將就使用”這類產(chǎn)品。

然而3D打印技術(shù)的發(fā)展與成熟，將打破這一傳統(tǒng)模式的束縛，圍繞3D打印技術(shù)周邊將創(chuàng)建許多相關(guān)平臺，在此基礎(chǔ)上讓大家都參與創(chuàng)新，全民共同協(xié)作。消費(fèi)者可以從自身角度出發(fā)對產(chǎn)品理念進(jìn)行界定，任意對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)和改良，讓產(chǎn)品更符合自我的需求。伴隨3D打印桌面數(shù)控技術(shù)的興起（如圖3），產(chǎn)品開發(fā)在地域、資源利用、制作方式上靈活多變，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)提供了更多的優(yōu)勢。時下所倡導(dǎo)的工業(yè)4.0時代讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)出現(xiàn)了定制化、智能化、信息化的特性使其作為一種新興的模型制作技術(shù)，被廣泛運(yùn)用。3D打印技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)設(shè)計(jì)過程中對模型制造、概念創(chuàng)新、協(xié)同合作和產(chǎn)品生產(chǎn)方式的影響，讓3D打印技術(shù)符合時代發(fā)展潮流，能為工業(yè)設(shè)計(jì)帶來新的設(shè)計(jì)可能性。首先在地域界限上，依托于互聯(lián)網(wǎng)的3D打印技術(shù)生產(chǎn)，既具有本地化特點(diǎn)，表現(xiàn)在設(shè)計(jì)者可以隨時運(yùn)用身邊任何一臺3D打印機(jī)進(jìn)行“數(shù)字化制造”，讓制造存在于任何地點(diǎn)，從這個角度來說具有很強(qiáng)的地區(qū)適應(yīng)性和靈活性。同時又具有全球化屬性，通過互聯(lián)網(wǎng)，產(chǎn)消者可以不受地點(diǎn)約束，自由支配任意地點(diǎn)的3D打印機(jī)執(zhí)行制造任務(wù)；也能夠迅速轉(zhuǎn)移、分享或者進(jìn)行跨區(qū)域分工協(xié)作的開發(fā)和制造，滿足了更多的生產(chǎn)需求。其次在資源配置上，傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)模式的制造者更多的是就近選擇身邊資源進(jìn)行開發(fā)、生產(chǎn)活動，利用線下途徑想要實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域協(xié)作生產(chǎn)則執(zhí)行過程繁雜，會增加時間成本和生產(chǎn)成本。從這角度來說傳統(tǒng)開發(fā)模式限制了生產(chǎn)資源的多元化。而依托互聯(lián)網(wǎng)的開源化產(chǎn)品開發(fā)模式具有相當(dāng)高的靈活性，不管是從人力、技術(shù)，還是生產(chǎn)原料等方面都使得生產(chǎn)資源更加多元化。最后在制造方式上的優(yōu)勢特征，之前的設(shè)計(jì)開發(fā)過程是減材制造的過程，在生產(chǎn)過程中大量原料被浪費(fèi)，傳統(tǒng)制造模式采用的是開模制造工藝，由于開模技術(shù)限制，不是所有設(shè)計(jì)想法都能夠被轉(zhuǎn)化為實(shí)物產(chǎn)品；而模具開發(fā)的成本也十分昂貴，一般未達(dá)到一定規(guī)模的產(chǎn)品訂單根本無法承擔(dān)高昂的開模費(fèi)用。而3D打印技術(shù)屬于增材制造，所需原料只是減材制造的十分之一，這將大大降低產(chǎn)品的能耗。正因如此，我們看見了3D打印技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的優(yōu)勢，為設(shè)計(jì)提供了更多的可能性。

三、3D打印技術(shù)在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）3D打印技術(shù)下的文創(chuàng)產(chǎn)品造型研究

產(chǎn)品設(shè)計(jì)師在對文創(chuàng)產(chǎn)品進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)時，會根據(jù)主題文化特征、加工制造工藝及人文藝術(shù)的發(fā)展而更新創(chuàng)造；有時會出現(xiàn)某些設(shè)計(jì)造型因?yàn)榧庸ぶ圃觳荒苓_(dá)到而放棄，但隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，產(chǎn)品造型的可能性出現(xiàn)了多樣性，生產(chǎn)制作方式已不再成為設(shè)計(jì)師想象力的束縛，就算外觀形態(tài)更加復(fù)雜的產(chǎn)品通過利用3D打印技術(shù)都能夠表現(xiàn)出來。設(shè)計(jì)師能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)意和功能創(chuàng)新，即所謂“設(shè)計(jì)即生產(chǎn)”。產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)將朝著多元化方向發(fā)展，充分體現(xiàn)在它的技術(shù)領(lǐng)域、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域、美學(xué)領(lǐng)域、人機(jī)環(huán)境領(lǐng)域等不同要素中，美學(xué)屬性要素所占的比例得到提升，產(chǎn)品造型藝術(shù)化表現(xiàn)方式將逐漸流行，屆時消費(fèi)者對于產(chǎn)品造型的審美觀也將隨之發(fā)生改變。（如圖4）所示，系列燈具產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)個性化定制，其造型靈感來自于自然界的植物特征，產(chǎn)品是開發(fā)模式根據(jù)訂單以最低成本設(shè)計(jì)，單件小批量產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)，可以跨過模具而在造型上產(chǎn)生多種和隨意的變化，從而降低成本和突破傳統(tǒng)密集型生產(chǎn)的束縛。3D打印技術(shù)為文創(chuàng)產(chǎn)品中各種不可能的造型提供了可能，設(shè)計(jì)師可以在設(shè)計(jì)過程中提出更多的造型創(chuàng)意去滿足最終的設(shè)計(jì)需求。

（二）3D打印技術(shù)下的文創(chuàng)產(chǎn)品全新體驗(yàn)

在文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)中，有很多關(guān)于博物館主題的文化類創(chuàng)意產(chǎn)品，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，出于對文物保護(hù)的需要，各博物館展出的藏品大多只可遠(yuǎn)觀，甚至還有一些珍貴的博物藏品由于保持要求嚴(yán)格或外出展覽等原因，未能進(jìn)行展出。如果利用3D打印技術(shù)復(fù)制出來的這些博物藏品，則能彌補(bǔ)這一遺憾。而且在相關(guān)文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)中，利用3D打印技術(shù)也為消費(fèi)者提供了全新的體驗(yàn)方式，可以通過選擇自己喜歡的文化符號元素，通過3D打印將其呈現(xiàn)到某一件產(chǎn)品上，滿足了消費(fèi)者把文化“帶回家”的愿望，又在一定程度上加深了對文化的理解。（如圖5），設(shè)計(jì)師在選取出喜歡的元素符號后，利用3D打印技術(shù)將造型應(yīng)用在燈罩上，然后直接將產(chǎn)品打印呈現(xiàn)出來；（如圖6），設(shè)計(jì)師利用肺的器官的形態(tài)特征進(jìn)行的煙灰缸設(shè)計(jì)，配合色彩表現(xiàn)，向使用者直觀傳達(dá)吸煙有害健康，達(dá)到一定的警示教育意義。

在文創(chuàng)產(chǎn)品的研發(fā)中可以考慮到這樣一些特殊群體，如視力障礙者和一些未能親臨現(xiàn)場的消費(fèi)者，都失去了近距離觸摸優(yōu)秀文化藏品的機(jī)會。那設(shè)計(jì)師可以在設(shè)計(jì)過程中提取出文化藏品的造型特征，然后利用這些造型特征設(shè)計(jì)出相應(yīng)的文創(chuàng)產(chǎn)品，將這些通過3D打印出來，應(yīng)用于為青少年或特殊群體開展的教育體驗(yàn)活動中。還可以帶領(lǐng)大家通過組裝的方式，了解這件打印出來的文創(chuàng)產(chǎn)品的每一個部分。像各類主題文化的博物館，可以將自己館內(nèi)的藏品的建模文件開放下載，有3D打印機(jī)的其他博物館甚至是個人，就可以做到足不出戶，將藏品復(fù)制到世界上任意位置，供有需要的人們欣賞、學(xué)習(xí)。為我們的文創(chuàng)產(chǎn)品提供更多的可能性和更豐富的體驗(yàn)方式。

四、3D打印技術(shù)在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的展望

新時代下設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)實(shí)踐的研究在全世界都是一個有待突破的科研方向，我們的文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要尋求不同的出路。將3D打印技術(shù)應(yīng)用于文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中，能夠給消費(fèi)者提供更多的分享與認(rèn)識以及全新的體驗(yàn)，借此拉近人與文化遺產(chǎn)，人與人之間的距離。只有讓消費(fèi)者對文創(chuàng)產(chǎn)品有興趣才會有了解，在一定程度上有助于吸引大家去了解文化遺產(chǎn)背后的故事，提升人們的精神，提升對設(shè)計(jì)的品味。endprint