3D打印在旅游紀念品設計教學中的應用研究

馬世新

（樂山職業技術學院藝術設計系 四川·樂山 614000）

伴隨著我國旅游產業的大力發展，旅游紀念品的需求與日俱增，這種需求既包括量的增加，也包括質的提升。要提升旅游紀念品的質量，首先就要從旅游紀念品設計的教育教學方面加以改進。在旅游紀念品設計中，產品設計模式和方法的創新尤為重要，將新科技應用于旅游紀念品設計的例子已舉不勝舉。3D打印作為一種新型的制造技術，已廣泛應用于軍事、建筑、交通、醫療、文化等諸多社會領域。近年來，3D打印已滲透到文創領域，運用3D打印技術設計制作的旅游紀念品在文創設計展中屢見不鮮。本文擬探討3D打印技術應用于旅游紀念品設計教學的方法與實踐。

1 3D打印技術概況

3D打印技術又稱之為增材制造技術，是快速成型技術的一種，是以經過智能處理后的3D數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合性材料，通過逐層增加材料的方式來構造任意復雜物體的技術①。3D打印技術具有以下優勢：（1）模型塑造精確，所見即所得，精準地實現設計者的設計方案；（2）相比較傳統制作技術，3D打印速度快，大幅縮短了從設計圖稿到設計產品的時間，顯著提升了效率；（3）設計易于修改，3D打印的產品通過市場反饋需要改進設計時非常方便，只需要對3D打印產品的數字模型進行修改即可，相比較傳統的模具制造大幅節省了研發時間；（4）節能環保，無污染，無浪費。

2 3D打印技術應用于旅游紀念品設計教學的可行性

首先，作為教學用的桌面3D打印機價格便宜，使用操作簡單，學生使用便捷。目前，大多數設計專業院系都配置有3D打印實訓室或者購置了3D打印機，這為旅游紀念品設計教學提供了便利的教學條件。其次，目前旅游紀念品的設計制作，無論是傳統手工制作還是模具機器批量化生產，從設計圖稿到設計成品，需要漫長的研發周期，如果引入3D打印技術，就可以大大縮短研發周期。3D打印的應用能夠將精準的概念模型引入設計討論的時間大大提前②。通過利用3D打印成品這種直觀的旅游紀念品模型對游客進行滿意度調研，廣泛收集改進意見，進而對設計圖稿進行優化。這樣不但縮短了旅游紀念品研發周期，而且還降低了產品盲目投入市場造成浪費成本的風險。因此，3D打印技術應用于旅游紀念品設計教學是完全可行的，也是非常必要的。

3 3D打印技術在旅游紀念品設計教學中的應用過程

旅游紀念品設計教學過程一般經過下達設計任務、市場調研與搜集素材、構思與設計圖稿、生產制作、投入市場與反饋、設計改進、再次生產制作等環節，其中生產制作又分為手工制作和機器生產兩種。在3D打印技術引入后，從“構思與設計圖稿”到“生產制作”再到“投入市場與反饋”這幾個環節的時間將大幅縮短（如圖1），這樣就極大地提升了旅游紀念品研發的效率。

圖1：旅游紀念品設計教學過程

3D打印技術如何應用于旅游紀念品設計教學中，其過程分析如下：

3.1 將設計圖稿轉化為數字三維模型

設計圖稿是對產品設計的造型、尺寸、材質、色彩等要素所做的圖形與文字描述，是產品設計制作的主要依據。但它還是存在于觀念中，無法直觀地判斷設計的好壞。如果借助3D打印技術，就可以將觀念中的設計圖稿變成直觀的設計作品。然而在3D打印之前，必須首先要將設計圖稿通過三維設計軟件轉化為數字三維模型（如圖2）。要解決這一問題，學生需要熟練操作三維設計軟件，并按照設計結構和尺寸將設計圖稿建立為虛擬的數字三維模型。這個環節是3D打印過程中的關鍵所在，因為數字模型建立的好壞直接影響著最終3D打印的效果。

圖2：設計圖稿轉化為數字三維模型（作者：馬世新）

3.2 運用3D打印機打印設計模型

這個環節主要由3D打印機完成。在3D打印之前，需要完成如下準備工作：（1）對所建立的數字三維模型進行檢查，查看模型是否完整、有無破損、有無平滑處理，然后將模型導出為3D打印機能夠識別的格式；（2）啟動3D打印機，確保3D打印機能夠正常運行，并為3D打印機安裝材料，調試其能否正常吐絲；（3）在電腦端的特定三維軟件中打開設計好的旅游紀念品三維數字模型，調整其大小和位置。設置3D打印機平臺高度、噴頭溫度、打印精度等參數，最后執行打印命令，3D打印機將自行打印直至完成。

3.3 通過3D打印模型，做產品滿意度調研，收集反饋意見

在完成3D打印后，模型還需要進行必要的后期處理，比如對其進行去除支架與毛刺、打磨、上色等修飾，使3D打印模型更完美，更接近設計圖稿的效果（如圖3）。不同于虛擬的設計圖稿，3D打印模型是一種看得見、摸得著的作品模型。學生通過3D打印模型在設計小組內征求各成員的意見，形成統一的修改方案。也可以將3D打印模型在景區進行展示，向游客做產品滿意度調研，廣泛收集反饋意見，以改進設計方案。

圖3：3D打印作品后期處理效果（作者：馬世新）

3.4 優化設計方案

該環節主要針對之前收集的產品反饋意見，對旅游紀念品的數字模型進行優化改進，在此環節中3D打印模型易于修改的優勢完全體現了出來。對設計方案的改進主要是針對3D打印數字模型進行尺寸的修改、造型局部的調整以及肌理效果的處理等。如果修改幅度較大，必要時還可以對設計圖稿進行重新設計，最終使紀念品設計能完全滿足游客的消費需求。

3.5 生產制作并投入市場

在旅游紀念品設計方案得以完善后，就可以根據設計定稿進行旅游產品的生產制作了。旅游紀念品的生產制作可分為手工和機器生產兩種。手工制作時要注意造型與設計圖稿保持一致，注意材料的精心選擇和工藝的精益求精。若對旅游產品進行批量化生產，還需要借助傳統的模具生產方式。將最終的設計定稿及其3D打印模型交付生產廠家，便于廠家精準開模并批量化生產。

在旅游紀念品設計教學中，引入3D打印技術，既可以提升旅游紀念品設計研發的質量和效率，還可以增加游客對旅游紀念品設計的參與和體驗。通過這樣的研發模式生產出的旅游紀念品更易于被游客所認可和接受，從而促進旅游紀念品的銷售。

4 3D打印技術應用于旅游紀念品設計教學中的幾點反思

4.1 開設旅游紀念品設計的相關專業需要在課程安排上做必要調整

在旅游紀念品設計教學中，引入3D打印技術，就對學生在技能上提出了新的要求：（1）學生要至少掌握一種三維設計軟件，并能根據特定要求進行精確建模；（2）學生需要掌握3D打印機的正確操作。這兩種技能可以歸并成一門課加入到開設旅游紀念品設計的相關專業中，并且在課程的前后關系上要將該門課放在旅游紀念品設計課之前，這樣才能確保將3D打印技術順利引入到旅游紀念品設計課堂中。

4.2 3D打印模型需要進一步后期加工，才能達到旅游紀念品設計的預期效果

目前市場上流行的3D打印機多為桌面打印機，其特點是在打印過程中材料無法更換，因此打印出的模型是單色的。要使3D打印的模型接近于所設計的預想效果，就需要在3D打印成品的基礎上進行一定的后期加工。首先需要對模型進行去支架、去毛刺和拋光處理。其次，要根據圖稿的設想對模型進行上色和肌理的制作。只有這樣，最終的3D打印模型才更加接近于圖稿的設計預想，才能更加完整地表達設計師的創意。

4.3 3D打印與傳統制造技術相結合，優化產品設計制作模式

3D打印固然有很多優勢，但目前尚不能取代傳統的制造技術。3D打印作為一種快速成型技術，在個性化定制、文化產品創意設計時優勢巨大，這是3D打印技術的特點所決定的。然而目前的3D打印技術還有技術瓶頸，即不能實現批量化生產，而這又恰好是傳統模具制造技術的優勢，可見這兩種制造技術優勢互補。我們可以利用3D打印技術做產品的前期設計、產品調研、產品優化等環節，確保產品在投產前設計完美無缺。當最終確定了產品的設計方案后，再運用傳統的模具生產方式進行批量化生產，進而將產品投入市場，提高產品的競爭力。但產品的設計與制作沒有固定的模式，可以說因產品而異。因此，如何將3D打印技術與傳統制造技術相結合，探索出特定產品最優化的生產制造模式是今后我們研究的一大主題。

在即將到來的3D打印時代，產品設計的模式與人們的生活方式將發生重大改變，我們的國家、企業、設計公司、設計師、設計教育都應該做好準備去應對③。3D打印技術作為一種新型的高科技制造技術，應當恰當地引入到高校設計教學中，改革教學模式，轉變設計方法，提升設計質量，進而為社會生活提供高品質的服務。

注釋

① 楊艷石.3D打印技術驅動產品設計新模式[J].設計,2015(19):82-83.

② 張楠,李飛.3D打印技術的發展與應用對未來產品設計的影響[J].機械設計,2013,30(07):97-99.

③ 周愛民,歐陽晉焱,李奮強.基于3D打印技術的產品開發設計模式研究[J].中國包裝,2014(02):20-23.