3D打印技術在箱包設計中的運用分析

曹貞貞

摘? 要：在遠古時期，人們使用骨針縫制袋子裝物品，可以說是箱包的最早設計形式。隨著科技的進步，箱包設計也在不斷的改變，當前3D打印技術十分流行，因而人們開始研究利用3D技術來設計箱包。基于此，該文主要闡述了3D打印技術在箱包設計中的優缺點，同時提出了具體實踐思路，以此促進我國箱包事業更好地發展，滿足消費者個性化需要。

關鍵詞：3D打印技術? 箱包設計? 審美

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

將3D打印技術與箱包設計相結合，能夠使技術與藝術、適用與審美進行有效的結合，賦予箱包設計更多個性化和多樣化特征。同時利用3D打印技術制作箱包可以做到節約資源、降低污染與能耗，使現代箱包行業逐漸向綠色化、環保化方向發展。在轉變傳統箱包制作方式的同時，提高了產業競爭力，可滿足多種消費者需要。

1? 3D打印技術在箱包設計中的優勢

3D打印技術能夠快速成型，利用模擬數據、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。與傳統制造技術相比，其具備較高的技術優勢，具體優勢內容如下。

1.1 具有開放性與智能性特征

利用3D打印技術來設計箱包，需要借助計算機技術，從而將箱包的設計理念、元素以及整體結構等特征直觀地在計算機中以3D立體效果展現出來;同時還能夠從多個角度觀察箱包內外部造型設計情況，使設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品的特征[1]。而且在此技術的運用下，可以使設計師充分發散其思維進行設計，擺脫二維模型的紙質設計，制作出3D立體模型，解決箱包在設計與實際生產中的矛盾點，進而實現新穎創意與現實制造的完美結合;還能夠拓寬箱包設計視野，設計師通過充分發揮想象力進行開放性設計，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品，其具體有3個工作步驟，分別為模型設計、打印與后處理。其中模型設計包括設計3D模型、近似處理、選擇成型方向與切片處理;打印環節包括光固化下的快速成型、疊層實體制造、選擇性的激光燒結以及熔絲沉積制造;后處理包括工件剝離或是去除支撐、強硬化處理、表面處理。若是利用3D打印技術來設計并制作箱包，那么就可以使用軟件建模，在三維空間中調整參數，從而達到一次性成型的目的，只需要經歷設計圖紙、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。傳統的箱包制作需要在制作前設計圖樣、制作模型、箱包出格、制作模板，在做完此些準備后開始正式制作箱包，需要先進行裁布或裁皮，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，以上傳統箱包制作步驟為大體步驟，許多細節并未提及，譬如：在制作箱包時會使用到裁剪工具，常用工具為剪刀或專業裁剪設備。若是布料只需進行裁剪即可;若是較厚的皮料則需在縫線處進行鏟皮，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。此種箱包制作方式若是某一環節出差錯，就會造成較大的損失。因而利用3D技術制作箱包可以減少工序，不必使用專業刀具，大大提升了箱包制作的質量及效率。

1.3 具有高效性及靈活性特征

從理論上看，開放的設計不會對實際制造造成影響，利用3D打印技術制造箱包可以有效提升箱包的設計與制造效能，雖然受到技術的限制，3D打印箱包的發展需要考慮到打印材料的數量與成本，但是此種成本是可以權衡的。當前，3D打印技術所具備光固化成型、電子束選區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打印想報的發展提供了較為廣闊的空間，同時此種制造技術也將填補傳統箱包設計的漏洞[2]。利用3D打印技術制造箱包可實現多樣化定制，在輸入不同數據，并使用新材料與新工藝，利用同一臺打印機打出不同形狀的構件，進而制造出造型各異的箱包產品。另外，3D打印技術屬于數字化科技，已經制作出的箱包數據可以一直存儲在電腦中，所以人們可以在互聯網中相互傳遞數據，實現異地之間的交流與生產，不但可以解決存放空間，還可降低運輸費用，減少生產成本。同時還能夠提升材料利用率，避免浪費材料，實現綠色化生產。而且此種生產方式也與現代工業發展相符，提高了箱包產品在市場中的定位。

2? 3D打印技術在箱包設計中的劣勢

2.1 打印精度低

因為3D打印技術需要將材料逐層堆積起來，所以每層都具有一定厚度，產生了臺階效應。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;又或是在設計圓形箱包時，由于包體為曲面結構，所以在成型后，產品與設計存在偏差問題。這對于3D打印箱包而言，其需要在未來進行完善。

2.2 材料使用受限

當前利用3D打印技術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。根據市場現有3D打印材料而言，可以用于3D箱包打印的材料較為單一，多數為硬質材料。在利用拆分組和方式設計箱包時，需要利用硬度較高的PLA材料進行打印，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，雖然塑料材料的成本較低，但是并不是廉價品。許多箱包企業在生產3D箱包時，所使用的材料都是由專業廠商提供的特殊材料，而此材料在研發上需要一定投入，而且3D打印材料處于發展階段，技術不成熟，需要投入過多的資金進行研發，進而導致打印材料價格偏高。除此之外，3D打印機之間的價格差距較大，若是使用便宜的設備，產品質量無法保障;若是使用昂貴的設備，普通設計廠家會出現資金困難。

2.3 市場開發難度大

3D打印技術為箱包設計提供新的制造方式，使箱包生產更加快速、環保，尤其是可以定制個性化箱包。但是若想將此種制造生產方式投入到批量化生產中，就會增加生產難度。因此，至今3D打印箱包技術依舊處于小眾市場中，若想實現大眾化開發、生產，需要突破生產上的局限性[3]。

3? 3D打印技術在箱包設計中的實踐思路

3.1 注重以人為本

利用3D打印技術進行藝術創造、設計，可以使箱包設計具有更多的使用價值與審美意義，將箱包設計朝著個性化、智能化方向發展。特別是在現代社會中，人們的物質需要基本得到了滿足，開始追求精神上及個性上的需要，對于箱包設計具有的象征意義及個性風范愈發關注，這些變化都能夠反映出人們在不同時代所產生的價值觀念，因而設計師在箱包設計上要注重以人為本。在以人為本的理念下，產品的形狀、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打印技術融入箱包設計中，能夠使消費者在購買中既獲得物質上的滿足，同時可以得到精神上的享受。

3.2 提升環保思維

與傳統箱包設計方式相比，3D打印箱包方式更加便捷，只需利用計算機建模，使用3D打印機打印出實物，再經過組裝即可。在此過程中不需要設計圖紙，也不需要精湛的制作工藝，有效減少了資源浪費，實現綠色制造。并且3D打印技術具有特殊性，箱包的打印材料與傳統制作材料不同，需要依照物理狀態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作物，易被分解，不會污染環境，屬于環保型材料，同時也是箱包設計所需要的材料，以此實現綠色、環保的生產。

4? 結語

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

參考文獻

[1] 陶巖.3D打印技術的現狀和關鍵技術分析[J].化工設計通訊，2019，45（5）：87-88.

[2] 潘虹.3D打印技術對產品設計創新開發的研究[J].計算機產品與流通，2019（7）：116.

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