鄧云青,趙嘉莉,關(guān)志如，何燕芳

（廣東工商職業(yè)技術(shù)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，廣東肇慶 526000）

3D打印技術(shù)在當(dāng)代各類技術(shù)盛行時(shí)期較為熱點(diǎn)，3D打印技術(shù)的信息化、高速成型化以及精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)都使它成為文化創(chuàng)意領(lǐng)域的佼佼者。并以此為基礎(chǔ)，探究3D打印技術(shù)在肇慶市未來(lái)文化產(chǎn)業(yè)的實(shí)際發(fā)展當(dāng)中所起到的推進(jìn)作用，切實(shí)強(qiáng)化藝術(shù)、技術(shù)、應(yīng)用三方面結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資源共享。

1 3D打印技術(shù)的發(fā)展

3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，是一種快速成型裝置。3D打印技術(shù)在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械構(gòu)建和個(gè)性化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用范圍都極為廣泛。它區(qū)別于傳統(tǒng)的制造方式，其自身的優(yōu)勢(shì)極為明顯，在醫(yī)學(xué)、飛機(jī)制造、藝術(shù)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍都較為寬泛。最初3D打印技術(shù)是以1987年3D Systems公司創(chuàng)新出的3D打印設(shè)備為開(kāi)端的。隨著3D打印產(chǎn)業(yè)的全面鋪開(kāi)，3D打印市場(chǎng)所獲收益也逐年增高，中國(guó)的3D打印市場(chǎng)規(guī)模也逐年擴(kuò)增，其增長(zhǎng)速度高達(dá)49.1%。中國(guó)作為制造業(yè)的生產(chǎn)大國(guó)，3D打印技術(shù)的應(yīng)用正隨著制造工藝不斷精良，產(chǎn)品設(shè)計(jì)不斷優(yōu)化。國(guó)內(nèi)關(guān)于3D打印技術(shù)的研究也趨于成熟，對(duì)于3D打印技術(shù)的分析也逐漸完善。例如全國(guó)機(jī)器人錦標(biāo)賽等就是以3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行的創(chuàng)新型文化創(chuàng)意產(chǎn)品?；诖?，肇慶市在進(jìn)行文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)，可多方借助國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的成功案例，以此為基礎(chǔ)，融入肇慶市自身在歷史文化優(yōu)勢(shì)與地域等方面的優(yōu)勢(shì)地位進(jìn)行文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)與發(fā)展。

2 肇慶文化創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

2.1 產(chǎn)品趨于同質(zhì)化

肇慶的自然環(huán)境優(yōu)美，對(duì)環(huán)境的保護(hù)做得比較好。從目前三次產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的完整性來(lái)看，環(huán)保產(chǎn)業(yè)、節(jié)能產(chǎn)業(yè)和可再生資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足，我市的產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步情況和粵港澳大灣區(qū)的價(jià)值鏈分工整體技術(shù)水平低，高新技術(shù)企業(yè)發(fā)展不足。肇慶作為粵港澳大灣區(qū)的成員城市，跟進(jìn)省級(jí)企業(yè)的3D打印行業(yè)的發(fā)展，在該領(lǐng)域上逐步發(fā)展是有必要的。從2016年人力資源社會(huì)保障局發(fā)布的工作通知中，提及了3D打印技術(shù)的教育問(wèn)題，將3D打印普及到教育上的支持，為我國(guó)稱為創(chuàng)新型大國(guó)提供人才。并在2021年把增材制造技術(shù)納入了中國(guó)普通高等學(xué)校裝備制造大類?？茖I(yè)。以廣東工商職業(yè)技術(shù)大學(xué)的3D打印技術(shù)中心為例，高校在3D打印技術(shù)中引進(jìn)企業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)，緊跟技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與跟新設(shè)備，承辦全國(guó)機(jī)器人錦標(biāo)賽，為粵港澳大灣區(qū)服務(wù)，輸送人才與技術(shù)。肇慶的工業(yè)發(fā)展薄弱，對(duì)肇慶市文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，需要重視教育、藝術(shù)設(shè)計(jì)、服裝等領(lǐng)域進(jìn)行3D技術(shù)的應(yīng)用與推廣。

肇慶市端硯行業(yè)歷史久遠(yuǎn)，其產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)也極為有利。以端硯來(lái)說(shuō)，屬于減材工藝，硯石作為不可再生資源，雕刻工匠對(duì)石頭精雕細(xì)琢，大師的高超的雕刻技術(shù)能讓硯石發(fā)揮價(jià)值，稍有不慎則浪費(fèi)原石造成資源浪費(fèi)。從目前的端硯市場(chǎng)文化創(chuàng)意產(chǎn)品銷售狀況來(lái)看，高量的產(chǎn)出大部分出自學(xué)徒工之手，在雕琢?xí)r為了盡量避免由于圖案或設(shè)計(jì)內(nèi)容不熟悉，采取固化的圖案設(shè)計(jì)進(jìn)行雕刻，端硯出品穩(wěn)定但設(shè)計(jì)形式單一，導(dǎo)致產(chǎn)品趨于同質(zhì)化。3D打印技術(shù)屬于增材技術(shù)，如果端硯工匠能掌握一門三維制作軟件及三維掃描技術(shù)，在軟件中進(jìn)行修改及創(chuàng)作，通過(guò)3D打印技術(shù)進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，將圖案以實(shí)物的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從模型來(lái)落實(shí)設(shè)計(jì)，并提前給買家觀賞并根據(jù)買家的意見(jiàn)進(jìn)行端硯的創(chuàng)作，預(yù)留工期進(jìn)行創(chuàng)作，減少硯石的消耗情況，推進(jìn)硯石雕刻圖案設(shè)計(jì)，促進(jìn)端硯設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，提高端硯的銷售額。這個(gè)方法是否可行，是近期中3D打印技術(shù)在端硯產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用中的重要研究。

2.2 品牌性薄弱

肇慶市對(duì)于文化創(chuàng)意產(chǎn)品的品牌形象沒(méi)有做進(jìn)一步的推廣與完善，品牌形象是對(duì)一個(gè)團(tuán)體或企業(yè)、地域的整體概述，能夠由此來(lái)反映該地區(qū)的特色文化產(chǎn)業(yè)。肇慶沒(méi)有持續(xù)對(duì)某一領(lǐng)域的文化產(chǎn)品進(jìn)行著重推廣，市內(nèi)各自的文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)也沒(méi)有形成一體化的產(chǎn)業(yè)鏈，其設(shè)計(jì)研發(fā)的水平也良莠不齊。肇慶市內(nèi)部品牌性較為薄弱，3D打印技術(shù)應(yīng)用于文化創(chuàng)意產(chǎn)品當(dāng)中，沒(méi)有發(fā)揮出創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)條件。無(wú)論是在文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、工藝模型的制作，藝術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中體現(xiàn)不了3D技術(shù)與文化創(chuàng)意產(chǎn)品相融合的品牌優(yōu)勢(shì)。推進(jìn)3D技術(shù)與文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，依托粵港澳大灣區(qū)建設(shè)來(lái)推進(jìn)肇慶市在文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)方面的產(chǎn)值、突破口、資源共享的可行性，無(wú)法在短期內(nèi)達(dá)到。目前肇慶開(kāi)始在著手做了一系列的七星巖景色的冰淇淋,并通過(guò)視頻號(hào)等進(jìn)行宣傳，是一個(gè)很亮眼的文創(chuàng)食品宣傳。

3 肇慶市3D打印技術(shù)面臨的問(wèn)題

3.1 整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈還有待完善與發(fā)展

根據(jù)廣東省《3D打印產(chǎn)業(yè)人才發(fā)展?fàn)顩r研究》報(bào)告不完全統(tǒng)計(jì)，廣東省注冊(cè)的3D打印企業(yè)超過(guò)500多家，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到50億元，從業(yè)人員超過(guò)5萬(wàn)人。根據(jù)肇慶市統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，3D打印模具開(kāi)發(fā)和制造占我市3D打印產(chǎn)業(yè)的49.6%，文化創(chuàng)意及私人定制則占比22.3%。肇慶市在三打印領(lǐng)域的發(fā)展已逐步提高，但是在原料的選擇上還需要肇慶市加強(qiáng)對(duì)3D打印材料的概括性選擇，從金屬、高分子聚合物材料等材料體系當(dāng)中，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)材料選擇，盡可能地降低3D打印成本。依托國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的3D打印設(shè)計(jì)理論體系，優(yōu)化自身的理論知識(shí)結(jié)構(gòu)。就目前肇慶市3D打印產(chǎn)業(yè)的整體模式進(jìn)行分析，在機(jī)器部件一體成型和高分子材料替代性設(shè)計(jì)等方面還沒(méi)有較為成熟的設(shè)計(jì)模式與產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

3.2 3D打印設(shè)備還需進(jìn)一步發(fā)展

目前3D打印設(shè)備能夠進(jìn)行較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)模型打印，但相對(duì)于電腦端的設(shè)計(jì)成果而言，打印的成品精細(xì)度還未能達(dá)到更高要求。物體表面的質(zhì)量較低，大多數(shù)3D打印方式的成型模式是由點(diǎn)到面，由面到體，通過(guò)反復(fù)耗材的堆積形成3D模型，效率較慢。此外，3D技術(shù)沒(méi)有進(jìn)行普遍性的推廣，肇慶市3D打印模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模較慢，民用3D打印機(jī)沒(méi)有辦法滿足大批量，大體積的產(chǎn)品打印，更高水平的打印需要，只能選擇價(jià)格更為昂貴的3D打印機(jī)。同時(shí)，各種打印技術(shù)對(duì)于溫度、材料、設(shè)計(jì)模型的大小都有一定的要求，很難實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)。3D打印設(shè)備還需要從材料客觀環(huán)境、打印的精細(xì)程度、打印產(chǎn)品的體積大小等方面入手，著重解決實(shí)際問(wèn)題。

3.3 3D打印材料的開(kāi)發(fā)還需加大力度

目前，廣東省在3D打印技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展速度較為可觀，政府也較為支持該領(lǐng)域的不斷向前發(fā)展。肇慶市在粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的背景下，積極推進(jìn)3D打印技術(shù)與工業(yè)、教育、藝術(shù)設(shè)計(jì)、服裝等多領(lǐng)域進(jìn)行融合與發(fā)展。由于各個(gè)領(lǐng)域的自身特性不同，對(duì)于3D技術(shù)的各方面要求也存在不同，在3D材料的選擇方面也各有側(cè)重。因此，需要進(jìn)一步優(yōu)化3D材料的選擇范圍，在盡可能降低3D打印成本的前提下，選擇更適合各個(gè)領(lǐng)域的3D打印材料。與此同時(shí)需要注意3D打印產(chǎn)品的具體質(zhì)量，以滿足各領(lǐng)域需要。

4 我國(guó)目前較為常見(jiàn)的3D打印方式

4.1 SLA：立體光固化成型工藝

SLA立體光固化成型工藝是于1984年美國(guó)人發(fā)明的，也是最早的3D打印技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)紫外線激光照射光敏樹脂材料進(jìn)行控制，并通過(guò)逐層固化冷卻，最終得到3D技術(shù)打印的成型作品。該技術(shù)對(duì)于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的設(shè)計(jì)進(jìn)行打印是非常優(yōu)質(zhì)的，但是該設(shè)備對(duì)體積和成型材料都有很大的限制，目前能制作體積不大的模型，在運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中可以考慮將該技術(shù)應(yīng)用于端硯的設(shè)計(jì)以及教育行業(yè)的設(shè)計(jì)，具有一定的積極意義。

4.2 SLS：選擇性激光燒結(jié)工藝

該工藝是于1989年研制出來(lái)的，通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)す馐M(jìn)行操控，進(jìn)行粉末裝的成型材料的燒結(jié)。通過(guò)循環(huán)往復(fù)的燒結(jié)工序，并在每一次燒結(jié)后利用壓輥將后續(xù)材料平整壓實(shí)最終形成模型。石蠟、尼龍、金屬、陶瓷等多種材料作為材料。將SLS選擇性激光燒結(jié)工藝運(yùn)用于首飾等創(chuàng)作中，利用肇慶本土元素，如七星巖、鼎湖山、荷花等元素創(chuàng)作在裝飾品中，通過(guò)三維軟件創(chuàng)作出鏤空、造型效果的裝飾品，以高端工藝的白銀、鈦金屬等材質(zhì)展現(xiàn)材質(zhì)堅(jiān)硬、效果獨(dú)特的文化創(chuàng)意產(chǎn)品，持續(xù)推進(jìn)肇慶市在工藝模型設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)地位，切實(shí)推進(jìn)肇慶市在粵港澳大灣區(qū)建設(shè)過(guò)程當(dāng)中發(fā)揮更大的作用。在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)過(guò)程當(dāng)中，利用3D技術(shù)引領(lǐng)零件設(shè)計(jì)與研發(fā)，進(jìn)行實(shí)際的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的研制、生產(chǎn)、銷售、檢測(cè)、維修以及技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)等相關(guān)流程過(guò)程中，都能夠進(jìn)一步強(qiáng)化工業(yè)流程的完善。

4.3 FDM:熔融沉積成型工藝

FDM熔融沉積成型工藝始于1988年宣布成立，該工藝通常也稱為熔絲沉積成型技術(shù)，通過(guò)高溫加熱，將熱熔型材料進(jìn)行線狀融化，并通過(guò)材料打印的噴口噴出，進(jìn)而冷卻成型。在計(jì)算機(jī)的程序設(shè)定當(dāng)中，將模型的長(zhǎng)和寬以x軸和y軸進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此設(shè)計(jì)橫截面，并以z軸作為高度的參考數(shù)軸，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行模型疊加，最終形成完整的模型打印。這項(xiàng)技術(shù)主要使用的材料是PLA和ABS塑料。這兩種塑料的特性在于固態(tài)性較強(qiáng)、熔點(diǎn)較低，能夠適應(yīng)該工藝的制作。這種工藝可以積極地運(yùn)用在藝術(shù)設(shè)計(jì)或建筑設(shè)計(jì)等行業(yè)當(dāng)中，能夠?qū)?shù)據(jù)更加精準(zhǔn)地反映到模型打印當(dāng)中。

5 肇慶市3D打印技術(shù)在文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 總體思路

持續(xù)推進(jìn)肇慶市3D打印技術(shù)的發(fā)展，必須依托實(shí)現(xiàn)多樣化產(chǎn)業(yè)內(nèi)協(xié)作、跨界協(xié)作等多種方式并存的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步推進(jìn)肇慶市在3D打印領(lǐng)域上的優(yōu)化與發(fā)展，將多種3D打印類型進(jìn)行技術(shù)性的選擇，根據(jù)各領(lǐng)域的產(chǎn)品傾向性而選擇合適的材料與技術(shù)，并將工業(yè)、藝術(shù)設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)、教育等多領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)業(yè)融合，以推進(jìn)3D打印技術(shù)的多樣化發(fā)展。依托3D打印公司與肇慶市內(nèi)的高等院校、研究所三方合作，形成技術(shù)的互融互通。以肇慶市智能制造研究院有限公司、廣東工商職業(yè)技術(shù)大學(xué)3D打印技術(shù)研究中心等為技術(shù)孵化平臺(tái)，以此為基礎(chǔ)形成產(chǎn)業(yè)內(nèi)協(xié)作。

5.2 突破發(fā)展環(huán)節(jié)

在3D技術(shù)開(kāi)發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，主要圍繞三打印技術(shù)的材料使用、3D技術(shù)的選擇以及應(yīng)用范圍進(jìn)行妥善研究。針對(duì)各個(gè)領(lǐng)域，選擇適應(yīng)領(lǐng)域產(chǎn)品特性的材料與技術(shù)。在材料選擇方面，金屬材料、高分子聚合物、陶瓷、尼龍等材料都可以作為打印的首選材料，能夠適應(yīng)多個(gè)領(lǐng)域。在技術(shù)的選擇上，F(xiàn)DM、SLA、SLS、LCD、MJP、MJF、DLP、BMD等技術(shù)都能夠滿足肇慶市多領(lǐng)域的3D產(chǎn)品打印。并通過(guò)Maya、犀牛、3dsmax、freeform、zbush、3D one、Creo、Solidworks等3D模型軟件進(jìn)行創(chuàng)作，能夠切實(shí)地提高產(chǎn)品的打印速度與精密程度，進(jìn)一步以3D打印為基礎(chǔ)，構(gòu)建設(shè)計(jì)、材料、設(shè)備，服務(wù)為一體的產(chǎn)業(yè)模式，并以此為基礎(chǔ)形成共享平臺(tái)進(jìn)行資源技術(shù)的分享。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將3D打印技術(shù)與肇慶文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，利用制造業(yè)與信息技術(shù)的緊密結(jié)合，突出3D技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位。在此過(guò)程當(dāng)中，需要注重3D打印技術(shù)選擇、材料質(zhì)量、材料成本等情況的考量。結(jié)合肇慶市實(shí)際情況，依托粵港澳大灣區(qū)背景的實(shí)際建設(shè)進(jìn)行深度探究，結(jié)合實(shí)際教育環(huán)境、工業(yè)環(huán)境與設(shè)計(jì)能力，推動(dòng)肇慶文化創(chuàng)意領(lǐng)域，把設(shè)計(jì)理念、工業(yè)發(fā)展，與3D技術(shù)結(jié)合進(jìn)行產(chǎn)業(yè)優(yōu)化。以粵港澳大灣區(qū)建設(shè)為背景，利用3D打印技術(shù)進(jìn)行肇慶市文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)與發(fā)展。