王天天 周茜

摘要：3D打印技術(shù)近年來不斷地蓬勃發(fā)展，通過高速、高性能、高質(zhì)量的增材制造新技術(shù)，并嘗試更多的新材料推動(dòng)新產(chǎn)品研發(fā)。將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)相結(jié)合，在增加新工藝的同時(shí)創(chuàng)造出更精密、細(xì)致的產(chǎn)品。隨著城市發(fā)展的進(jìn)程加快，在滿足基本生活需求的同時(shí)具備美觀性，滿足精神需求。“趣玩意兒”將中國國家博物館館藏文物形象與3D打印技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一款擁有精細(xì)圖案和結(jié)構(gòu)的少兒益智類玩具。將3D打印技術(shù)作為“中國制造”到“中國創(chuàng)造”跨越的一份力量，提高工業(yè)的魅力與產(chǎn)品價(jià)值。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);產(chǎn)品研發(fā);少兒益智類玩具;中國創(chuàng)造

中圖分類號(hào)：TB472??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：1005-5312（2020）27-0149-02

DOI：10.12228/j.issn.1005-5312.2020.27.102

一、實(shí)培計(jì)劃“趣玩意兒”——中國國家博物館少兒益智類玩具設(shè)計(jì)”項(xiàng)目介紹

本設(shè)計(jì)課題依托北京高等學(xué)校高水平人才交叉培養(yǎng)“實(shí)培計(jì)劃”項(xiàng)目，采取“雙導(dǎo)師”制，學(xué)校和合作單位雙方共同負(fù)責(zé)項(xiàng)目完成。雙方共同制定題目《“趣玩意兒”——中國國家博物館少兒益智類玩具設(shè)計(jì)》并通過“實(shí)培計(jì)劃”選拔，進(jìn)行項(xiàng)目開展。北京聯(lián)合大學(xué)與上海極臻三維設(shè)計(jì)有限公司（北京分公司）共同協(xié)作，應(yīng)用前沿的3D打印技術(shù)作為此題目產(chǎn)品設(shè)計(jì)亮點(diǎn)，與少兒益智類玩具相結(jié)合，具有一定的創(chuàng)新性。

二、3D打印技術(shù)在博物館文創(chuàng)領(lǐng)域的應(yīng)用——以中國國家博物館為例

（一）3D打印技術(shù)的含義和構(gòu)成

相對(duì)于傳統(tǒng)的加工方式，3D打印成型技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)非常復(fù)雜的形態(tài)穿插結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)整體鏤空或者多層鏤空的一體成型，形態(tài)可以夸張和精致。目前運(yùn)用樹脂材料進(jìn)行3D打印產(chǎn)品，成型精度和速度以及后期上色效果都已經(jīng)相對(duì)成熟。

近年來，3D打印作為一項(xiàng)熱門的個(gè)性化制造技術(shù)，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其優(yōu)勢(shì)在于生產(chǎn)周期時(shí)間短，適合大批量生產(chǎn)，節(jié)約打印成本，適用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。3D打印技術(shù)改變?cè)O(shè)計(jì)創(chuàng)新的形式，在新產(chǎn)品研發(fā)之中設(shè)計(jì)師也可以進(jìn)行應(yīng)用和不斷地創(chuàng)新嘗試。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開展中，設(shè)計(jì)師運(yùn)用最先進(jìn)新穎的科學(xué)技術(shù)，最大效用化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能性和美觀性。在設(shè)計(jì)過程中，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則后附加文化價(jià)值和引導(dǎo)、教育等附加值，為大眾滿足精神需求。此產(chǎn)品運(yùn)用3D打印技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)加工，使用綠色環(huán)保材料，在延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命的同時(shí)保護(hù)使用者的安全。

（二）3D打印技術(shù)在博物館文創(chuàng)領(lǐng)域的應(yīng)用——以中國國家博物館為例

3D打印技術(shù)通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)難度高的文創(chuàng)產(chǎn)品，也可以完美的呈現(xiàn)和大批量生產(chǎn)落地。在造型語義表達(dá)上也有了更加廣闊的發(fā)展空間，從而消費(fèi)者也可以對(duì)于文創(chuàng)產(chǎn)品的印象發(fā)生巨大的變化和改善。其簡(jiǎn)化了文創(chuàng)產(chǎn)品開發(fā)的流程，打破了傳統(tǒng)模式具有的局限性，將以數(shù)字模式的模型以實(shí)物的形式展現(xiàn)在大眾的視野當(dāng)中，也為新產(chǎn)品研發(fā)與創(chuàng)造開辟了更為廣闊的空間，3D打印技術(shù)在文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究將推動(dòng)著我國文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。

隨著科技日新月異的變化和人們物質(zhì)生活水平質(zhì)量不斷提高，博物館成為人們培養(yǎng)情操和提升精神文化境界的主要地點(diǎn)。中國國家博物館在此大背景下努力開發(fā)具有國博特色的文化創(chuàng)意產(chǎn)品，面向更廣闊的人群和市場(chǎng)傳播中華文化、講好中國故事。

2017年，中國國家博物館運(yùn)用前沿的3D打印技術(shù)，將古典花紋做成建模寫入SD卡打印成品，文創(chuàng)產(chǎn)品“大觀園3D打印臺(tái)燈”應(yīng)運(yùn)而生，在杭州文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上進(jìn)行展覽。

2019年由清華大學(xué)與中國國家博物館共同主辦的“第五屆藝術(shù)與科學(xué)國際作品展”中展覽圍繞“AS-Helix：人工智能時(shí)代的藝術(shù)與科學(xué)融合”主題，展覽3D打印服裝。

對(duì)于目前科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行深入了解，3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超高難度的設(shè)計(jì)外觀形態(tài)產(chǎn)品，同時(shí)可以個(gè)性化、小批量生產(chǎn)，此外具有不受地域、時(shí)間限制的特點(diǎn)。目前3D打印技術(shù)可以將損壞的文物進(jìn)行修整復(fù)原，讓大眾看到文物在當(dāng)時(shí)的時(shí)代背景下的精湛技藝和文化內(nèi)涵，也可以通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和3D打印技術(shù)相結(jié)合，制作出精美的博物館文創(chuàng)，讓消費(fèi)者將博物館館藏文物帶回家，拉近大眾與博物館之間的距離。

因此，博物館文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出多元化發(fā)展的趨勢(shì)，為新產(chǎn)品研發(fā)與創(chuàng)造開辟了更為廣闊的空間，打破了傳統(tǒng)模式具有的局限性，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則后附加文化價(jià)值和引導(dǎo)、教育等附加值，為大眾滿足精神需求。

三、“趣玩意兒”——中國國家博物館少兒益智類玩具設(shè)計(jì)

“趣玩意兒”選取六個(gè)中國國家博物館館藏文物IP形象——彩陶鼓、“頌”青銅壺、沃紋雙耳彩陶罐、“后母戊”青銅方鼎、鄭和鑄銅鐘和船型彩陶壺，與少兒益智類玩具進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，附加文化內(nèi)涵和教育指導(dǎo)于玩具之中，進(jìn)一步宣傳和傳播中國傳統(tǒng)文化。

根據(jù)中國國家博物館館藏文物進(jìn)行拼插，前后可以滑動(dòng)使紋樣有凹凸起伏感，側(cè)面可看到內(nèi)部紋樣。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)所適應(yīng)兒童手掌大小確定尺寸。材料上選用ABS樹脂材料進(jìn)行3D打印，保證玩具的安全性、精密度以及準(zhǔn)確性。選取3D打印技術(shù)作為“趣玩意兒”少兒益智類玩具設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)，探尋文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)結(jié)合可研發(fā)的產(chǎn)品種類和呈現(xiàn)效果。

在模塊設(shè)計(jì)上，分為實(shí)體模塊和框架模塊兩種，虛實(shí)結(jié)合，遵循綠色設(shè)計(jì)的原則，同時(shí)滿足產(chǎn)品的功能屬性和環(huán)境屬性。在紋樣上，選取大眾熟知的回字紋進(jìn)行裝飾，并加入窗欞的感覺，讓模塊更加透氣，但是也相應(yīng)增加了3D打印技術(shù)的難度（如圖1所示）。

3D打印成型技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)非常復(fù)雜的形態(tài)穿插結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)整體鏤空或者多層鏤空的一體成型，但在模塊尺寸上仍需要精細(xì)的把控，3D打印普通樹脂材料之間的裝配間隙在0.2mm及以上，能保證兩個(gè)塑料件能輕松的貼合，0.2mm以下則會(huì)普遍較緊，會(huì)出現(xiàn)無法拼插或滑動(dòng)的情況。將兒童益智類玩具與中國國家博物館館藏IP進(jìn)行結(jié)合和創(chuàng)新，將文化較為巧妙的賦予到玩具的本質(zhì)內(nèi)涵中。

四、總結(jié)

隨著科技的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到很多領(lǐng)域，在文創(chuàng)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸增多。與傳統(tǒng)加工模式相比，3D打印技術(shù)因?yàn)槠鋫€(gè)性化制造的優(yōu)勢(shì)，解決了目前一些產(chǎn)品難實(shí)現(xiàn)、精度低等現(xiàn)實(shí)問題。中國國家博物館文創(chuàng)產(chǎn)品的市場(chǎng)廣闊，通過新材料、新工藝的出現(xiàn)，在新產(chǎn)品研發(fā)之中設(shè)計(jì)師也可以進(jìn)行應(yīng)用和不斷地創(chuàng)新嘗試，提高工業(yè)魅力與產(chǎn)品價(jià)值，探尋文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)結(jié)合可研發(fā)的新產(chǎn)品種類和最佳呈現(xiàn)效果，為我國文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全面發(fā)展奠定穩(wěn)定的基礎(chǔ)和提供強(qiáng)大的推動(dòng)力，3D打印技術(shù)也將成為“中國制造”到“中國創(chuàng)造”跨越的一份力量。

★基金項(xiàng)目：本文依托——北京高等學(xué)校高水平人才交叉培養(yǎng)“實(shí)培計(jì)劃”項(xiàng)目。

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通訊作者：周茜