3D打印在旅游纪念品设计教学中的应用研究

马世新

（乐山职业技术学院艺术设计系 四川·乐山 614000）

伴随着我国旅游产业的大力发展，旅游纪念品的需求与日俱增，这种需求既包括量的增加，也包括质的提升。要提升旅游纪念品的质量，首先就要从旅游纪念品设计的教育教学方面加以改进。在旅游纪念品设计中，产品设计模式和方法的创新尤为重要，将新科技应用于旅游纪念品设计的例子已举不胜举。3D打印作为一种新型的制造技术，已广泛应用于军事、建筑、交通、医疗、文化等诸多社会领域。近年来，3D打印已渗透到文创领域，运用3D打印技术设计制作的旅游纪念品在文创设计展中屡见不鲜。本文拟探讨3D打印技术应用于旅游纪念品设计教学的方法与实践。

1 3D打印技术概况

3D打印技术又称之为增材制造技术，是快速成型技术的一种，是以经过智能处理后的3D数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合性材料，通过逐层增加材料的方式来构造任意复杂物体的技术①。3D打印技术具有以下优势：（1）模型塑造精确，所见即所得，精准地实现设计者的设计方案；（2）相比较传统制作技术，3D打印速度快，大幅缩短了从设计图稿到设计产品的时间，显著提升了效率；（3）设计易于修改，3D打印的产品通过市场反馈需要改进设计时非常方便，只需要对3D打印产品的数字模型进行修改即可，相比较传统的模具制造大幅节省了研发时间；（4）节能环保，无污染，无浪费。

2 3D打印技术应用于旅游纪念品设计教学的可行性

首先，作为教学用的桌面3D打印机价格便宜，使用操作简单，学生使用便捷。目前，大多数设计专业院系都配置有3D打印实训室或者购置了3D打印机，这为旅游纪念品设计教学提供了便利的教学条件。其次，目前旅游纪念品的设计制作，无论是传统手工制作还是模具机器批量化生产，从设计图稿到设计成品，需要漫长的研发周期，如果引入3D打印技术，就可以大大缩短研发周期。3D打印的应用能够将精准的概念模型引入设计讨论的时间大大提前②。通过利用3D打印成品这种直观的旅游纪念品模型对游客进行满意度调研，广泛收集改进意见，进而对设计图稿进行优化。这样不但缩短了旅游纪念品研发周期，而且还降低了产品盲目投入市场造成浪费成本的风险。因此，3D打印技术应用于旅游纪念品设计教学是完全可行的，也是非常必要的。

3 3D打印技术在旅游纪念品设计教学中的应用过程

旅游纪念品设计教学过程一般经过下达设计任务、市场调研与搜集素材、构思与设计图稿、生产制作、投入市场与反馈、设计改进、再次生产制作等环节，其中生产制作又分为手工制作和机器生产两种。在3D打印技术引入后，从“构思与设计图稿”到“生产制作”再到“投入市场与反馈”这几个环节的时间将大幅缩短（如图1），这样就极大地提升了旅游纪念品研发的效率。

图1：旅游纪念品设计教学过程

3D打印技术如何应用于旅游纪念品设计教学中，其过程分析如下：

3.1 将设计图稿转化为数字三维模型

设计图稿是对产品设计的造型、尺寸、材质、色彩等要素所做的图形与文字描述，是产品设计制作的主要依据。但它还是存在于观念中，无法直观地判断设计的好坏。如果借助3D打印技术，就可以将观念中的设计图稿变成直观的设计作品。然而在3D打印之前，必须首先要将设计图稿通过三维设计软件转化为数字三维模型（如图2）。要解决这一问题，学生需要熟练操作三维设计软件，并按照设计结构和尺寸将设计图稿建立为虚拟的数字三维模型。这个环节是3D打印过程中的关键所在，因为数字模型建立的好坏直接影响着最终3D打印的效果。

图2：设计图稿转化为数字三维模型（作者：马世新）

3.2 运用3D打印机打印设计模型

这个环节主要由3D打印机完成。在3D打印之前，需要完成如下准备工作：（1）对所建立的数字三维模型进行检查，查看模型是否完整、有无破损、有无平滑处理，然后将模型导出为3D打印机能够识别的格式；（2）启动3D打印机，确保3D打印机能够正常运行，并为3D打印机安装材料，调试其能否正常吐丝；（3）在电脑端的特定三维软件中打开设计好的旅游纪念品三维数字模型，调整其大小和位置。设置3D打印机平台高度、喷头温度、打印精度等参数，最后执行打印命令，3D打印机将自行打印直至完成。

3.3 通过3D打印模型，做产品满意度调研，收集反馈意见

在完成3D打印后，模型还需要进行必要的后期处理，比如对其进行去除支架与毛刺、打磨、上色等修饰，使3D打印模型更完美，更接近设计图稿的效果（如图3）。不同于虚拟的设计图稿，3D打印模型是一种看得见、摸得着的作品模型。学生通过3D打印模型在设计小组内征求各成员的意见，形成统一的修改方案。也可以将3D打印模型在景区进行展示，向游客做产品满意度调研，广泛收集反馈意见，以改进设计方案。

图3：3D打印作品后期处理效果（作者：马世新）

3.4 优化设计方案

该环节主要针对之前收集的产品反馈意见，对旅游纪念品的数字模型进行优化改进，在此环节中3D打印模型易于修改的优势完全体现了出来。对设计方案的改进主要是针对3D打印数字模型进行尺寸的修改、造型局部的调整以及肌理效果的处理等。如果修改幅度较大，必要时还可以对设计图稿进行重新设计，最终使纪念品设计能完全满足游客的消费需求。

3.5 生产制作并投入市场

在旅游纪念品设计方案得以完善后，就可以根据设计定稿进行旅游产品的生产制作了。旅游纪念品的生产制作可分为手工和机器生产两种。手工制作时要注意造型与设计图稿保持一致，注意材料的精心选择和工艺的精益求精。若对旅游产品进行批量化生产，还需要借助传统的模具生产方式。将最终的设计定稿及其3D打印模型交付生产厂家，便于厂家精准开模并批量化生产。

在旅游纪念品设计教学中，引入3D打印技术，既可以提升旅游纪念品设计研发的质量和效率，还可以增加游客对旅游纪念品设计的参与和体验。通过这样的研发模式生产出的旅游纪念品更易于被游客所认可和接受，从而促进旅游纪念品的销售。

4 3D打印技术应用于旅游纪念品设计教学中的几点反思

4.1 开设旅游纪念品设计的相关专业需要在课程安排上做必要调整

在旅游纪念品设计教学中，引入3D打印技术，就对学生在技能上提出了新的要求：（1）学生要至少掌握一种三维设计软件，并能根据特定要求进行精确建模；（2）学生需要掌握3D打印机的正确操作。这两种技能可以归并成一门课加入到开设旅游纪念品设计的相关专业中，并且在课程的前后关系上要将该门课放在旅游纪念品设计课之前，这样才能确保将3D打印技术顺利引入到旅游纪念品设计课堂中。

4.2 3D打印模型需要进一步后期加工，才能达到旅游纪念品设计的预期效果

目前市场上流行的3D打印机多为桌面打印机，其特点是在打印过程中材料无法更换，因此打印出的模型是单色的。要使3D打印的模型接近于所设计的预想效果，就需要在3D打印成品的基础上进行一定的后期加工。首先需要对模型进行去支架、去毛刺和抛光处理。其次，要根据图稿的设想对模型进行上色和肌理的制作。只有这样，最终的3D打印模型才更加接近于图稿的设计预想，才能更加完整地表达设计师的创意。

4.3 3D打印与传统制造技术相结合，优化产品设计制作模式

3D打印固然有很多优势，但目前尚不能取代传统的制造技术。3D打印作为一种快速成型技术，在个性化定制、文化产品创意设计时优势巨大，这是3D打印技术的特点所决定的。然而目前的3D打印技术还有技术瓶颈，即不能实现批量化生产，而这又恰好是传统模具制造技术的优势，可见这两种制造技术优势互补。我们可以利用3D打印技术做产品的前期设计、产品调研、产品优化等环节，确保产品在投产前设计完美无缺。当最终确定了产品的设计方案后，再运用传统的模具生产方式进行批量化生产，进而将产品投入市场，提高产品的竞争力。但产品的设计与制作没有固定的模式，可以说因产品而异。因此，如何将3D打印技术与传统制造技术相结合，探索出特定产品最优化的生产制造模式是今后我们研究的一大主题。

在即将到来的3D打印时代，产品设计的模式与人们的生活方式将发生重大改变，我们的国家、企业、设计公司、设计师、设计教育都应该做好准备去应对③。3D打印技术作为一种新型的高科技制造技术，应当恰当地引入到高校设计教学中，改革教学模式，转变设计方法，提升设计质量，进而为社会生活提供高品质的服务。

注释

① 杨艳石.3D打印技术驱动产品设计新模式[J].设计,2015(19):82-83.

② 张楠,李飞.3D打印技术的发展与应用对未来产品设计的影响[J].机械设计,2013,30(07):97-99.

③ 周爱民,欧阳晋焱,李奋强.基于3D打印技术的产品开发设计模式研究[J].中国包装,2014(02):20-23.