浅谈儿童3D打印笔的应用现状与发展趋势

许丽++许黎亚++沈德超++郑艳++王军

摘 要：儿童3D打印笔是在3D打印技术发展到一定阶段的新型产品，与3D打印机相比，3D打印笔更加便捷、易于操作。本文结合国内外研究与应用现状，从儿童3D打印笔的概念、特点、市场趋势、以及政府的政策支持等方面探讨了儿童3D打印笔的发展趋势。

关键词：儿童；3D打印笔；现状；应用；发展趋势

中图分类号：TB47 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2016）35-0271-02

儿童3D打印笔是近年来出现的一种新兴的产品。儿童3D打印笔易于操作，方便携带且价格低廉，且对儿童的空间想象能力、审美能力、动手实践能力都有有效的促进作用。国外研究表明，玩具可以刺激儿童每个脑神经元多伸长25%的突触，适宜的玩具可以促进儿童大脑的发育。儿童3D打印笔可以使儿童们变成“神笔马良”，也可以促进儿童智力的发育。儿童们充满了无限的好奇心和求知欲，将纸上的不动的平面画面变成立体的物体造型。

一、儿童3D打印笔的概念

儿童3D打印笔就是将3D打印技术与笔结合起来，将笔尖整合了3D打印机的打印端技术，利用热熔塑料能够快速融化并快速固化的特性，在内有加热装置的笔中，装有固体的塑料条，经过融化后从笔头挤出，因为已经变得很柔软，儿童可以随意拖拽成想要的形状，而从笔头出来的塑料在空气中冷却又会迅速固化，因此儿童可以利用这个特性“画”出三维的雕塑形态。

二、儿童3D打印笔的特点

（一）操作简单

儿童使用3D打印笔不需要任何软件或电脑，使用时只需要插上电源，等几分钟就可以在空中或物体表面作画，模型就在儿童自己的脑海中，打印指令就是儿童的手势，想打印什么就在空中挥舞手，几乎可以想要什么画什么。Wobble Works的创始人马克斯维尔﹒伯格讲到，“几乎每个人都知道如何使用一支笔，因此我们设计的这款3D打印笔，只要你会抬起手写字、比划或挥舞一下手指，就懂得怎么使用它。”

（二）便携、安全

儿童3D打印笔利于随身携带，可随时随地拿出来进行创作。早期的3D打印笔使用的是ABS或PLA塑料，要在200℃下熔融，而且塑料在熔融过程中散发出不愉快的味道。塑料直棒到达笔尖的热喷嘴，被加热到上百度的温度才变成丝状从笔尖出来，儿童不小心碰到就会有烫伤的危险。任何给儿童使用的产品首先考虑的就是安全，儿童不像成人已经有健全的辨别能力，他们充满好奇心，所以儿童3D打印笔对安全的要求更高，材料使用的是安全可靠，不会加热后产生难闻的气体，加热的温度可是在儿童可以触碰的安全范围内。要在保证安全的前提下给所有人尤其儿童带来欢乐的体验。

三、国内外现状

（一）国内外研究现状

胡迪科普森（Hod Lipson）所写的《3D打印：从想象到现实2013》一书提到“边学边做”的这个新的课程概念。可以让儿童们实现“一面学一面做”的目的。也有利于培养学生综合素质能力，如设计能力、批判性思维、问题解决能力等。《麻省理工技术评论》的编辑大卫﹒罗特曼在文章‘制造者和制造商之间的区别中准确指出，关于通过3D打印技术彻底改变工业生产方式这样感情奔放的结论往往是由于对目前的工业现实缺乏认识所造成的。中国的工业生产方式还是一重工业为主，科技化的工业生产方式还没有完全适用于中国。因此，3D打印笔在中国的普及还存在一些阻碍。

（二）国内外应用现状

北京史家小学曾利用儿童3D打印笔进行了一场特殊的服装设计大赛。小学生们不是用真实的布料设计服装，而是使用儿童3D打印笔将心中所想的服装模型勾勒出来，并使用不同颜色的原料对服装进行配色.

（三）市场现状

1.教育市场

3D打印笔从幼儿教育端出发，是个不错的入口，科技市场暂时还未打开，拿下教育市场也不错，更何况3D打印笔无论从便携式还是从其功能益智性都是不错的产品。

2.未来大量“中国制造”

国外早已领先中国一步研发了儿童3D打印笔，并且不断地推陈出新。未来中国也大量制造儿童3D打印笔。Wobble Works已经从事研发3D打印笔长达一年。其创始人也像记者透露，他们会将市场中心放在中国，他们正在努力寻找中国有能力的厂商，未来的3Doodler有可能在中国大陆或者在香港生产。

从上述案例可以看出，国外市场对3D打印笔的研发比我国早得多，他们对3D打印笔的技术更为成熟，但也已经达到一定程度。中国市场对3D打印笔的关注会越来越大，3D打印笔尤其儿童3D打印笔在中国市场将会占有一席之地。

四、政府支持

政府的规划，直接影响其对科技资源的配置。李克强总理曾指示要重点研究3D打印产业，管理层对3D打印的政策支持力度也不断加大：科技部2013年公布的863计划，首次将3D打印产业纳入其中；各省级政府也在研究如何在本省加强3D打印产业，2014年北京市科委公布《促进北京市增材制造科技创新与产业培育的工作意见》，提出设置3D打印科技重大专项，全方位支持3D打印全产业链技术创新，持续推动3D打印产业发展。

尽管政府对我国3D打印的政策支持力度不断加大，但是从实际情况来看对3D产业的支持还没有完全真正意义上的落实，做3D打印服务的无锡易维模型设计有限公司总经理刘钧曾尝试申请减免税，但是相关职能不笨却对3D打印缺乏足够的知识，致使在业务办理过程中遇到一些不必要的麻烦。

五、儿童3D打印笔的发展趋势

（一）造型设计卡通化

由于儿童特有的思维结构和生活经验，他们的审美意识非常缺乏、知识水平非要欠缺、视知觉非常不稳定，卡通化的形象大多具有极大的夸张、变形、滑稽可笑的造型，而这些造型恰恰对那些抽象的知识概念进行了童趣的表现。儿童被吸引的仅仅只是卡通化的外在形式，他们基本不懂其中的真正内涵。现在的儿童基本上都会在生活中接触卡通，比如说卡通画。将儿童3D打印笔外形若做成卡通画中的人物，他们会毫不犹豫选择。

（二）智能化

“玩具消费特征现在已经发生很大变化，要让儿童消费者认可，玩具产业必须借助流行文化的力量，同时提高玩具设计的科技含量”。儿童3D打印笔亦然，外形的卡通化吸引儿童是不够的，还需要更加智能化。随着生活水平的提高，人们的教育观念也在变化，每个家庭更加注重儿童成长教育，所以很多家长更愿意花更多的钱买具有智能化的产品给自己的孩子。

（三）环保

环保因素一直是产品设计中不可忽略的的因素，从长远利益考虑，环保还是一切以“人”为核心，最有效的途径就是“环保从儿童抓起”。不管在选材或者后期处理都应该考虑到是否环保，儿童3D打印笔的材料是塑料，所以必须考虑使用后降解的难易程度。让儿童在创作的时候也能有环保意识，环保成为设计产品重要的因素是一个必然的趋势。

基金项目：浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划浙江农林大学项目（2016R412036）。

参考文献：

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[5]阎海东，车亚鹏.流行符号、电子智能化：玩具产业新动力[J].世界博览，2008（08）.

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