基于3D打印的現代首飾產品設計研究

胡玉平，張賢富

（邵陽學院藝術設計學院，湖南邵陽 422000）

3D 打印越來越接近普通人的生活，在消費品、電子產品甚至服裝服飾都可以用3D 打印技術來實現，而在珠寶首飾行業，該技術運用得更為成熟。許多珠寶首飾企業大量引入3D 打印技術來滿足需求越來越強勁的大眾消費者對個性化定制首飾的需求。荷蘭設計師在接受《雜志》采訪時說：“3D 打印技術將走進千家萬戶，改變人們作為消費者的角色。”麥肯錫公司在一份名為《一個多樣化的未來：2020 年的珠寶行業（A Multifaceted Future:The Jewelry Industry in 2020）》的報告中講道：“用3D 打印進行個性化在線定制首飾將是以后首飾行業發展的重要趨勢之一。”

1 3D 打印在首飾產品行業的研究和運用梳理

首飾行業的3D 打印發展主要在技術、軟件和材料三個方面：在技術層面，3D 打印主要包括熔融沉積造型、選擇性激光燒結、光固化立體造型、數字光處理，以及多材料噴射技術等；在軟件開發方面，除法國3Design、美國Matrix，以及國內香港研發的Jewel CAD 外，許多學者也投入了大量的精力來挖掘現有技術、設備的潛力，以獲得更好的打印效果；在材料方面，常規的樹脂、蠟已在業內廣泛運用，貴金屬打印也日趨完善。

而3D 打印技術在首飾設計制作方面的研究，學者們主要集中在四個方面。其一，從宏觀方面研究3D 打印對首飾制作工藝、前景等方面的影響[1]，分析3D 打印的技術優勢、局限和制約因素，探索3D 打印時代傳統首飾的發展出路，并進行基于3D 打印的首飾個性化需求和批量生產之間矛盾的分析[2]。還有一些學者對3D 打印首飾產業的研究更為廣泛，包括：批量生產首飾質量、首飾定制市場、營銷模式、知識產權、消費者審美等方面，研究3D 打印技術帶來的變化。其二，從設計方面研究3D 打印對傳統首飾行業的影響，探索3D 打印在復雜形體方面的表現優勢，深度挖掘3D 打印首飾的造型潛力[3]；其三，從技術方面探討3D 打印技術對首飾制作效率和質量等方面的影響，以此促進3D 打印技術的完善和發展，實現整個行業的不斷精進。其四，研究3D 打印發展趨勢，包括：工藝技術、設計理念、審美取向等[4]。

2 3D 打印首飾的基本步驟和方法

在現代首飾產業中，3D 打印的運用主要分成兩個部分。其一是3D樹脂、蠟模打印，以此代替傳統首飾行業的工業起模，即：用噴蠟3D 打印技術與石蠟鑄造技術相結合的模式（如圖1 所示）；其二是3D 金屬打印，一步到位直接打印首飾金屬。這兩種方法具有迭代關系，可以認為3D 樹脂、蠟模打印是金屬打印的初級形式，但這也是行業中運用得最成熟的技術，而后一種則因為技術、材料等方面的難度，現在還處于研究或者是小批量試驗階段。

圖1 3D 打印首飾制作流程

3D 打印首飾過程的基本步驟主要包括以下內容。

其一，數字模創建，即運用常見的計算機輔助軟件（JEWEL CAD、Rhino、3D design）等軟件將首飾創意轉化成數字模型，也可以通過3D 掃描將一些其他產品逆向成數字模型。

其二，文件轉化，將數字模型轉化成3D 打印機要求的STL（StereoLithography，立體光刻）文件（STL 文件是運用多邊形來描述數字模型的立體信息），然后進行切片處理。

其三，3D 打印生成樹脂、蠟模型。

其四，將單個模型或者多個模型做成的蠟樹放進裝有液體石膏的容器中，固化，得到石膏模具。

其五，倒模，將熔化的金屬液注入模具，待其硬化后開模。

其六，將首飾拋光，鑲嵌。

3 3D 打印對首飾設計的影響

在傳統首飾制作中，設計師個人的制作技藝常會限制其設計作品的實現，而3D 打印則可以讓設計師盡情發揮，不受個人技藝的限制。因此，在設計層面，3D 打印技術可以激發設計師的創作靈感，解放創作禁錮，讓設計師的設計天賦得到最大限度的展現，使一些在傳統制作中無法完成的創意成為了可能。在傳統首飾制作中，首飾制作工匠需要同時具備設計能力和加工技能，常常有許多設計師因此不能將自己的設計創意實物化，從而導致一些經典的創意荒廢。再則，現在首飾產業化制造中常用澆注法，而這種方法限制了許多復雜的形態生成，因此3D 打印的出現徹底解決了設計師的后顧之憂，將自己的所有精力花費在創意生成上。

3.1 對復雜自然形態的自由表現

黑格爾說過“存在就是合理的”，自然形態都是經過千百年的自然選擇后留下的最適合環境的形態，無論是水中各種魚類、地上走獸、空中飛禽，甚至包括自然界一草一木，都是最完美的形態，因為不完美的都被自然選擇淘汰了。

在首飾設計中，設計師經常向自然尋找靈感，而自然形態很多都較為復雜，這在傳統首飾制作中具有較高的表現難度，其最大的問題就是能設計卻不能生產，若想工業化批量生產就更困難了，這就會導致一部分人在設計中向制作妥協，致使一些本可以很經典的設計方案胎死腹中。但是3D 打印可以完美地解決這個問題，讓設計師沒有后顧之憂，將全部注意力都集中在對創意的完善方面。如圖2 所示，作品展現植物的自然形態，從整體創意上來說，這是很完美的一次展現，但是細看作品的各個部分，它們在開模的時候卻會出現巨大的困難，因此，3D 打印是一個上佳的實現方法。

圖2 自然形態首飾

3.2 對非秩序形態的自由表達

非秩序形態是與傳統的機械生產的機械形態相對應，非秩序形態以偶然、不規則、無規律為關鍵詞，這在形態的表現上體現為“隨意”，這種形態的美感也體現在機械產品幾何化特征的對立面，這種形態比上述復雜自然形態首飾的開模難度更大。因此在傳統制作中實現難度也較大，市面上也少見。如圖3 所示，其首飾形態不規則，如果在傳統澆注工藝下，需要經過多個分模，然后拼接，工序復雜，產業化難度大，但是在3D打印技術下（3D 金屬打印，或者本身材料打印，而不是蠟、樹脂打印+澆注），這一切都不會成為問題。

圖3 非秩序形態首飾

3.3 對過程形態的自由展現

3D 打印還可以實現一些偶然形態，或者是形態發生變化的過程，通過將變化過程放慢，進行單幀處理，將每一個單幀融合在一起，形成一個完整的過程形態，體現過程美。國外一些藝術家已實踐過這種處理方式，并取得了比較滿意的成果，如英國Geoffrey Mann 對飛蛾飛行“軌跡”這個過程的體現，就是將飛蛾飛行“時間”固化，并進行三維空間表達的過程，并最終借助3D 打印將這過程物化為藝術作品[5]。

4 3D 打印首飾的繼續發展

4.1 3D 打印技術更精進

根據現在的情況看，3D 打印在首飾行業發展得最成熟的是用來打印樹脂、蠟模，以此代替手工調蠟，從而實現效率的提升和質量的提高。然而這僅僅是該技術在行業發展的階段性成果，其終點應該是直接成型，直接面向市場，面向消費者。但由于技術原因，現在很多方面有待繼續發展，主要包括：其一，材料問題，現在3D 打印技術沒有辦法實現對所有的材料都有效，即使能進行3D 直接打印的，從設備制造、材料、價格等方面來看，也并不適合商業化，如黃金首飾打印；其次，速度問題，現在無論是什么首飾材料的打印，即使是一個小小物件，動輒也是幾十個小時，毫無疑問這并非商業化所需要的，但大幅度提升速度一定是3D 打印的未來發展方向。

4.2 個性化定制將會成主流

在3D 打印后續的發展中，隨著打印速度的提升，當速度達到“立等可取”的程度后，個性化定制將變得更受歡迎甚至成為主流。個性化定制的流行除了人們審美需求的提高以外，技術的實現是基礎，從而導致個性化首飾的價格大幅度降低，使這種以前富人們的專利變成了普通人也能享受的權利。

4.3 首飾設計人員的知識更加多元化

3D 打印技術的成熟會使打印的速度符合商業化需求，首飾制作與消費者的距離大幅度縮短，甚至面對面。為了得到更加個性化的首飾，消費者將最大限度地參與到首飾設計中，將自己的審美需求訴諸設計人員，因此設計師的主要工作除了提供設計創意之外，還要提供服飾搭配等咨詢工作，根據消費者個人特征，如身高、體型、胖瘦、膚色等提供給消費者更加合理的首飾搭配，因此設計師在知識儲備方面就更加多元化。

5 結論

3D 打印技術對現代首飾的發展產生了重大的影響，無論是對首飾產業，還是人們的消費習慣，甚至首飾消費市場，都毫無例外，其中對首飾設計的影響最大。3D 打印技術不但解放了許多囿于制作工藝的禁錮的設計師，還拓展了設計師的設計思維，讓許多不能實現的首飾創意變成了現實，讓設計師可以最大限度地發揮他們的設計天賦。