3D打印技术在产品容器包装设计中的优势和应用分析

刘 昊（武汉交通职业学院，湖北 武汉 430065）

近年来，3D打印技术以跨越式的发展影响着各行各业，大到房屋、小到螺丝，从艺术品到精密的医用骨骼，无不体现着3D打印的魅力。产品容器包装设计中应用3D打印技术，不仅能迅捷地制造出模型，更易制造出实物进行测评、改进，缩短了包装容器的设计周期，降低了设计开发费用。同时，3D打印技术让设计师天马行空的设计思维能够充分表达，这些优势是其他设计模型所不可比拟的。即便是当下最热的VR技术，也因其无法体现产品容器包装的质感、材料、肌理和费用高、开发周期长而难以望其项背。就目前包装容器设计领域，一部分厂商采用了3D打印技术，在设计感、审美价值和市场反馈表现上都超越以往包装容器设计，在学界、市场上造成了不小的震动。具有如此优势的3D打印技术和产品容器包装设计结合，势必对未来包装设计的模式、发展带来创造性的改变。

一、3D打印技术在产品容器包装设计中的优势

产品容器包装设计是产品理念的陈述者，是产品价值的间接体现，更是吸引消费者“第一眼”关注的动力。产品容器包装设计不仅要具备良好的承载功能，更要有凸显产品特点的审美价值。“买椟还珠”正是对产品容器包装设计的另类赞美，利用3D打印技术，让产品容器包装设计更具设计感和审美情趣。尤其是3D打印能够加速模型制作，缩短研发周期，以实物表现包装设计的质感和设计美学，更易于设计调整和打磨，让产品容器包装设计更精益。具体优势体现在以下几个方面：

首先，真实形象。在信息化时代，包装设计早已经迈入了通过各类专业设计软件进行绘图、建模、VR表现，结合传统模型进行成品展示与分析。虽然技术成熟，但是3D动画模型和传统模型对于产品容器包装设计的质感、体量感表现不足，而3D打印技术恰恰弥补了这种空白，让产品容器包装设计更逼真，无限趋近于所见即所得。这种真实形象是3D打印技术应用在产品容器包装设计上最突出的优势，也是其他设计方法不能取代的。

其次，速度快、成本低。当前产品容器包装设计中模型的制作利用CNC技术和手工打磨，这两种模式各有特点。手工打磨需要娴熟的技巧，同时耗时高，复杂的模型制作需要多种小模型进行拼接，过程更加繁琐，返工率高。CNC工序多，成本高，需要专业的设备和场地。通常来说，这两种模式进行的模型制作需要3～5天时间。在3D打印技术的支持下，产品容器包装设计的模型制作仅仅需要十几个小时甚至更短，并且各种异型的模型一次成型，大大缩短了模型制作时间，降低了时间成本和制作成本。并且前期设计程序与3D打印机可以无缝连接，一次编程，全链条适用，也节省了成本。以某茶业包装设计为例，从设计稿件到最终容器造型确认，用传统方法需要1个月左右，而利用3D打印技术，15天左右即可完成。目前国内许多大型企业开始使用3D打印技术进行产品容器包装设计，白天进行软件设计，进行文档开发、绘图，晚上3D打印机进行模型制作，待第二天上班时，模型已经制作好，即可开展优化设计。这种全天候的工作是之前的技术无法实现的。

最后，设计创新更容易，设计迭代速度加快。在3D打印技术配合下，产品容器包装设计在时间、经济上都有了跨越式提升，允许设计师有更多的时间和精力去大胆设计，拓展设计边界，让设计创意发挥到最大。尤其是在市场化激烈竞争的环境下，产品容器包装设计需要经常更新，以满足市场需求。3D打印技术给了设计迭代加速的可能，从设计理念、设计文稿、设计模型制作、设计确认，这个周期时间被明显压缩，设计迭代速度加快，更能引导设计潮流，提高市场竞争力。

二、3D打印技术在产品容器包装设计中的具体应用

当前3D打印技术在产品容器包装设计中应用同传统设计流程相似，从分析需求、造型设计进行创新设计，到数据转换模型制作的3D打印，再到体验反馈、数据采集和优化设计，最后进行综合评估，完成设计。

本文以某快消品品牌男士香水瓶包装设计为例进行3D打印技术与产品容器包装设计结合应用的分析。首先分析男士香水的受众，以年轻人和精英人群为主，讲求生活品味和情调。所以设计上一方面要凸显男士审美情趣，另一方面要将男士特征设计于瓶身上。本文瓶身采用仿生设计，利用肩膀、胸部、腰部凸显男士人体造型，厚度均匀，在喷嘴下采用领带样式设计，突显了整个香水包装的设计理念——穿西装的男士造型。香水包装的设计不仅要考虑造型设计，在使用层面还要考虑使用的舒适性，根据使用舒适性的需求进行符合人体工程学的造型结构优化设计。在手持与按压时，由于瓶身的凹凸，会使得消费者在手持时不易把控好其最舒适的状态，从而在喷雾时不能更好地对准某个部位，造成其使用的不合理性。为了满足使用舒适性的需求，尽量采用人性化设计，根据男士使用喷雾时食指按压部位和手掌手握部位的实际手势的数据，对该款设计进行结构优化设计。为了获得实际手势数据，需要采集男士手掌手握部位的数据。首先，按照初步设计的瓶身造型，采用3D打印技术制造香水包装的实体模型。其次，采用随机抽样的方式，邀请了100位男士对实体模型进行手持和按压模拟动作，同时测量并采集了实际手势数据。在3D打印模型后，经过握感分析，没有达到易于手持、喷洒的要求。再次，根据数据分析进行了尺寸修正，优化了造型结构。对优化后的结构在3D打印设备上进行实物模型的制造，经过再次评价分析，经过优化的造型结构设计，既保持了香水瓶身西装造型，又达到了男士手持按压的舒适性的需求。

香水包装的材质及色彩设计产品包装对美观性有深层次需求。包装的美观性，一方面通过优美的造型获得，另一方面通过包装的材质体现。此设计的香水包装的材质选用玻璃材质，优点在于易于成型、密封性好、通透性强、手感光滑，无形中体现了现代男士粗中见细、刚中带柔的性格特征。色彩的选择会影响到消费者购买商品的欲望。高纯度、低明度的冷色，如深褐色、深蓝色可以给人成熟、沉稳、自信的感觉。

从香水包装使用性入手，以方便使用为首要设计目标，在包装手持舒适度上进行了结构优化设计。3D打印技术应用于包装结构设计是包装CAD设计的发展趋势。利用3D打印技术能够快速、低成本制造模型，真正从使用层面实现个性化设计。在模型制造过程中，减少了不必要的模具制造过程，也是目前绿色设计及制造的需求。随着多材料、多色彩和功能梯度材料的出现，未来3D打印技术可以通过真实产品体验完成具有特定功能、复杂产品的评价工作，使得产品创新设计更精准。

三、3D打印技术应用于产品容器包装设计的趋势

随着3D打印技术集成化、智能化程度越来越高，为产品容器包装设计提供了更多的机会。从目前3D打印技术的市场化应用来看，基本局限在快消品领域，其他领域涉及少。这种现状一方面是当前3D打印技术在产品容器包装设计上专门应用少，设计软件单一，另一方面许多企业、设计方并未认识到3D打印技术的优势，又顾忌到前期开发成本问题，使得3D打印技术在产品容器包装设计的应用仍然小众。但是可以预见，如同其他领域的新技术一样，在3D打印技术更加细化细分的趋势下，专门针对产品容器包装设计的3D打印技术会应运而生。当前需要重点关注的3D打印技术与产品容器包装设计的契合点，前者更适合应用在设计复杂、更新换代快的领域，而产品容器包装设计正是如此，其已经同产品本身融为一体，具有审美价值和凸显产品特点的包装设计更容易被市场接受。所以，具有更美的外形、更创新的概念、更多的附加属性的包装设计才能被受众所接受，才能具备更丰富的包装文化。

3D打印技术可以在当前复合材料、金属、树脂等材料的基础上融入更多的打印材料，而设计者也从单一的设计者变为制造者，设计与制造分离的情况得以解决。在3D打印技术的推动下，产品容器包装设计不再是为设计而设计，而是从设计理念到制造模式，再到市场推广的一系列行为。对设计师的要求也越来越高，更要求设计师进行设计创新，这些趋势都是未来产品容器包装设计的发展方向。也可以说，未来的产品容器包装设计复合化、一体化程度会更高，重设计、轻制造、快速更新、紧跟需求将成为设计主流。

结语

总而言之，3D打印技术在产品容器包装设计中的应用优势明显，同时会促进产品容器包装设计的变革，不仅会让产品容器包装设计更快捷、成本更低、可实现性更好，更对其设计流程、设计模式造成了颠覆性的影响。设计环节成为整个产品容器包装生产的最初环节变成了最重要环节和最关键环节。在目前传统设计与3D打印技术辐射下的设计会并行一个阶段，当产品容器包装设计与3D打印技术的契合度更高的时候，现有的手工设计、CNC设计表现都将被取代，作为高校，应走在设计大潮的浪头，从日常教学和产学研结合上，率先渗透3D打印技术，以使这一技术更好地广泛应用。