基于3D 打印背景下的动漫手办设计制作研究

苑富淳（辽宁传媒学院）

3D 打印技术中融合了平面制图、CAM、材料科学、数控及电子技术等多项现代化技术手段，使用中可借助数字模型文件的构建，完成作品的创作，并以专业设备将其直观地展示出来，节省更多时间和材料，为我国制造业发展带来更多支持。3D 打印技术的应用属于增材型制造技术的一种，是目前较为先进的技术手段，在很多领域内得到了广泛应用。

一、3D打印技术

该技术是增材型制造技术的一种，综合性较强，内部融入较多先进的现代化技术手段，在当前一些领域发展中起到了非常重要的作用。3D 打印是通过数字模型的构建，以黏合材料为基础，利用3D打印设备逐层将设计内容以实体形式展现出来的技术，其在动漫手办设计制作中，能够大大提升制作效率，生动展现设计者的奇思妙想，为动漫行业及制造业发展带来新的机遇和空间。同时，在3D 打印技术应用中，可实现价格成本的科学管控，生成实体实用性较强，节省更多资金和资源。相比传统制造业，该技术下的生产作业更能够更好地满足现今市场的发展需求。3D 打印技术作为新兴技术手段，在未来有着较为广阔的发展前景。根据目前制造业权威报纸公布调查结果显示，全球3D 打印产业产值呈明显上升趋势，上升率可达到26.2%左右，相信在未来发展中，随着技术水平的提高，3D 打印技术将得到进一步发展，并在诸多领域中得到广泛应用。对于我国现今逐渐发展起来的动漫行业来说，3D 打印技术的应用为动漫周边制作开辟了新的途径和道路，为动漫手办设计制作带来了新的发展机遇，见图1。

图1 3D打印机

二、意义

根据目前发布的最新数据显示可知，全世界动漫产业的年产值已经达到400 亿美元以上，上下游及周边产业的产值可达到4000亿美元，而这些产业中，动漫手办占比最大，产生的效益最多。在我国，动漫产品主要是面向青少年，如视频、服装、音像制品等，每年产值可达到100 亿元左右。国外动漫产业发展中，因时间较长，已经形成较为完善的产业模式，在市场上占据显著优势。而反观我国，该产业发展时间较短，产业链条及结构体系还不是十分完善，目前动漫城产业仍将重点放在动画片的制作与播出上，关联性产业的发展相对缓慢。在资金投放上，多数资金都被应用在动漫的前期和中期制作与宣传中，其他方面的投入相对较少，动漫产品种类单一，很难吸引人们的眼球。

动漫手办作为动漫产品中占比较大的一种，应加大对其的重视力度，科学采用先进的技术实现动漫手办的设计和制作，提高经济效益，为动漫行业发展提供支持。而3D 打印技术的应用则可达成上述目标，为产业带来新的助力，丰富动漫手办种类的同时，还能够提高生产制作效率，快速打开国内市场，满足行业发展的目标要求。3D 打印技术在动漫手办设计制作中有着重要作用和优势，加大对其的重视力度，对提高经济效益，促进产业发展有着积极意义。

三、传统手办原型制作中的痛点

传统手办原型在制作过程中会因为受到材料、制作工艺、设备等方面因素的影响而难以达到目标要求，使得手办的整体效果不理想，很难满足实际需求。具体来说有以下几方面：

（一）技术人才要求高

传统手办原型在设计和制作过程中对技术人员有着较高要求，传统手办原型的制作都是以手动方式实现的，每一个原型师都要求具备雕塑方面的能力，能够熟练使用雕塑材料和技巧进行动漫手办人物的塑造，并保证成型的手办的稳定性、完整性，凸显动漫人物的魅力所在。传统手办制作中，采用的是油泥或者黏土材料，虽然随着技术发展及经验的积累，黏土材料的性能和稳定性得到改善，但相比数字化建模中的虚拟黏土来说，还是存在较多劣势和不足的。如真实的黏土材料会受到环境因素的影响而出现快速干燥硬化的情况，而干燥硬化后的黏土很难再对其予以塑形，如果不能很好控制，在动漫手办制作中会消耗较多的原材料，带来较大的经济损失。

另外，传统动漫手办制作中对原型师经验要求较高，这样才能保证制作中不出现失误，加快制作的进程。且在细节处理上对技术人员也有着较高要求。传统黏土材料制作中，如果手办高度在10 厘米以上，人物的脸部会相对较小，这就对原型师自身的技术及细节处理能力有着较高要求，一旦出现问题会影响整体感官效果，影响最终的销售和推广。因此，在相当长的一段时间里，我国的大学生们很难进入手办行业。而在电脑中使用数字建模技术设计就不存在这样的问题，由于其便于修改，相对来说会降低对人才的专业能力要求。

（二）模块化设计制作难度大

动漫手办设计制作中，很多情况下是一个角色不同的着装、表情及动作，如果能够开展模块化设计制作，则能够极大程度地节省设计制作时间，加快生产速度，提高制作质量。通过模块化的设计制作，可建立一个总的模型结构，且保持其适用性，这样只需要借助服饰、动作的改变就可完成其他造型的设计和制作，降低重复设计带来的消耗。显然，使用黏土制作的手办原型是无法直接做成另一套手办造型的，也就是说，使用传统的做法每一个手办都几乎要从头到尾的重新制作，这无疑加大了制作难度，更是增加了制作成本。

（三）材料毒性大

传统动漫手办制作中选用的材料以精雕油泥、美国土、石粉黏土、原子灰、AB 土这几种为主，其中原子灰和精雕油泥中的毒性含量较高，如果长时间接触这类土，很容易将存在的毒性附着在皮肤上，深入人体内，损害人体健康。

四、3D数字建模技术在手办原型制作中的优势

3D 打印技术的研发和应用，为动漫手办行业带来了新的机遇，其对传统设计和制作方式予以创新和优化，解决了传统设计制作中存在的问题，提高了动漫手办设计制作质量，打开了我国动漫市场。现将3D 打印技术在动漫手办设计制作中的应用优势概括如下：

（一）尺寸不受限

动漫手办制作中，对产品规格要求严格，如果还采用传统的黏土制作，在尺寸上会存在一定偏差，即使是经验再丰富的原型师，也很难保证尺寸上的一致性。且利用黏土制作的手办，如果在制作完成后发现其存在尺寸偏差，如头部大、腰部尺寸与实际不符等，这时是很难重新修改的。但如果是使用3D 打印技术，则不会存在上述问题。3D 打印技术能够构建三维立体模型，将设计内容直观显示在屏幕上，对尺寸进行有效调节，之后利用3D 打印设备，按照模型要求及相关参数直接将手办打印出来，即可完成手办制作，这期间不会存在头部过大或者腰部尺寸不符等情况。在发现问题后，可直接在软件内调整，避免重复制作，节省更多时间，降低手办设计制作难度。另外，在手办大小调整及细节处理上，使用3D 数字建模技术来制作，在软件中可以把模型局部显示得非常大，雕刻用的工具尺寸也可以调节得很小，这样就能顺利制作出非常微观的细节。美国手办原型师AliJalali 的作品，当打印成10 厘米左右的小尺寸时，细节部分仍然生动清晰。

（二）不受材料物理属性限制

传统动漫手办制作中，使用的黏土材料会受到外界环境，如温度、湿度、重量等物理属性的影响而出现问题，会降低手办质量。如在冬季，温度较低，会加快黏土材料硬化；夏季温度过高，黏土会呈现较为松软的状态，难以保证塑性。而黏土自身重力也会对手办最终效果带来影响。在制作过程中，一般会利用硬质铁丝创建形象骨架，之后将黏土附着其上，避免因重力作用出现坍塌或走形问题。再者，一些手办在制作中为保障塑性效果，还会利用高温烘烤使其硬化，但如果温度不能很好地掌控，则会出现开裂问题。而使用3D 数字建模技术制作手办模型，则会规避以上这些真实材料具有的问题，不用担心材料坍塌裂开，甚至根本不需要制作铁丝骨架。这样原型师能够将更多的精力放在手办设计环节，创造出更多优秀的手办造型。

（三）非线性制作流程

线性问题的出现主要是在手办制作过程中，会先搭设骨架，之后铺设黏土，最后塑造形体。这一过程是固定不变且不可逆的，一个环节出错就可能影响手办最终的效果。如在搭架子的过程中必须非常仔细、反复考量，将架子做好，把动态做准，骨架能承载的重量也需要考虑到。因为一旦没做好，上了大泥后，或是做了一些细节后才发现架子有问题，那么将很难修改。另外，在手办制作过程中，设计师可能会在制作图中产生新的灵感，但传统制作方法制造出的产品是无法拆解重做的，而要重新制作，前期准备阶段可能会使设计师灵感突然消失，很难保证最终的创作结果。再加上传统手办中，骨架以铁丝材料为主，固定性强，很难调整，很多灵感无法落实到实际中。而利用3D 数字建模技术制作的过程会非常不同，它是一个“非线性的”过程。当制造者发现动态不理想时，随时可以改动，一般在几分钟内即可完成。也就是说在制作中随时可以回到制作的不同阶段。这不仅提高了制作效率，而且还可以优化作品的质量。

（四）模块化发展

上文提到过，传统手办设计制作中很难满足模块化要求，而利用3D 打印技术却能够保证模块化的落实与实施。如同一角色设计制作上，可采用同一个身体模型加以处理，只需要对服饰、发型、动作等进行改变，就能够呈现不同的状态特征，满足制作要求。如初音系列手办的设计制作，就是充分利用3D 打印数字建模中的模块化处理实现的。

（五）硬表面科学处理

在手办设计制作中，存在硬表面机械、盔甲等模型时，此时利用黏土是很难将其予以完美展现的，而用3D 打印技术则能够起到事半功倍的效果。如《齐天大圣》手办原型的设计制作，就是利用MAYA 软件完成建模制作，再使用3D打印技术对盔甲细节予以丰富和处理，以凸显人物的整体形象，彰显其魅力属性。以上几点主要的优势之处在于打破了传统制作工艺的局限，使手办原型的设计和制作更有效率，同时还能丰富制作效果，压缩设计制作成本，增强产品在市场上的竞争力。

五、3D打印动漫手办制作工艺

3D 打印动漫手办的制作工艺与传统手办原型制作工艺存在很大的相似性，而两者唯一的不同之处在于，传统制作工艺中，手办的原型是经验丰富的原型师利用雕刻工艺一点一点刻画出来的，而3D 打印动漫手办的制作工艺则是直接利用建模软件、数字化技术创建而来的。在原模创建中，首先会利用到3Dmax、Zbrush 等三维立体建模软件，按照要求进行人物模型的构建，利用软件功能直接调整模型精细度，保证其质量；其次，将建立的立体模型导入到3D打印程序中来，借助SLA3D 打印设备的启动对制作模型予以雕刻，且做好模型的修补与打磨作业，实现原模的有效处理；再次是开展分模、翻模的处理，也就是将制作成的原模浸泡在硅胶内，利用硅胶速干后的定性效果，完成原模的复刻，生成多个模，方便后续制作；最后利用CAST、PLOY 数值材料完成注模，制作基础模型。在模型上进行上色和着装，生成最终的手办产品。（图2）

六、结束语

3D 打印技术下的动漫手办设计制作，快捷性、精细性得到了明显提升，降低了手办制作难度和复杂性，保证手办质量的同时，也为其发展提供了依据和支持。不过现阶段3D 打印技术还处于发展阶段内，应用频率不高，需要专业人员做进一步的研究探讨，以此为动漫手办及产业发展贡献力量。