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3D打印技术在箱包设计中的运用分析

曹贞贞
摘  要：在远古时期，人们使用骨针缝制袋子装物品，可以说是箱包的最早设计形式。随着科技的进步，箱包设计也在不断的改变，当前3D打印技术十分流行，因而人们开始研究利用3D技术来设计箱包。基于此，该文主要阐述了3D打印技术在箱包设计中的优缺点，同时提出了具体实践思路，以此促进我国箱包事业更好地发展，满足消费者个性化需要。
关键词：3D打印技术  箱包设计  审美
：TP391.7    ：A ：1672-3791（2019）09（c）-0009-02
将3D打印技术与箱包设计相结合，能够使技术与艺术、适用与审美进行有效的结合，赋予箱包设计更多个性化和多样化特征。同时利用3D打印技术制作箱包可以做到节约资源、降低污染与能耗，使现代箱包行业逐渐向绿色化、环保化方向发展。在转变传统箱包制作方式的同时，提高了产业竞争力，可满足多种消费者需要。
1  3D打印技术在箱包设计中的优势
3D打印技术能够快速成型，利用模拟数据、使用粉末状金属或是塑料等具备粘合性的材料，以逐层打印的办法制造物体。与传统制造技术相比，其具备较高的技术优势，具体优势内容如下。
1.1 具有开放性与智能性特征
利用3D打印技术来设计箱包，需要借助计算机技术，从而将箱包的设计理念、元素以及整体结构等特征直观地在计算机中以3D立体效果展现出来;同时还能够从多个角度观察箱包内外部造型设计情况，使设计者在修改上更加便捷，满足消费者所需;使购买者更加了解箱包产品的特征[1]。而且在此技术的运用下，可以使设计师充分发散其思维进行设计，摆脱二维模型的纸质设计，制作出3D立体模型，解决箱包在设计与实际生产中的矛盾点，进而实现新颖创意与现实制造的完美结合;还能够拓宽箱包设计视野，设计师通过充分发挥想象力进行开放性设计，满足不同个体所需。
1.2 具有一次性成型特征
3D打印是以材料堆积方式来打印产品，其具体有3个工作步骤，分别为模型设计、打印与后处理。其中模型设计包括设计3D模型、近似处理、选择成型方向与切片处理;打印环节包括光固化下的快速成型、叠层实体制造、选择性的激光烧结以及熔丝沉积制造;后处理包括工件剥离或是去除支撑、强硬化处理、表面处理。若是利用3D打印技术来设计并制作箱包，那么就可以使用软件建模，在三维空间中调整参数，从而达到一次性成型的目的，只需要经历设计图纸、软件建模、选择打印材料、打印部件、组装部件这5个步骤即可完成箱包的制作。传统的箱包制作需要在制作前设计图样、制作模型、箱包出格、制作模板，在做完此些准备后开始正式制作箱包，需要先进行裁布或裁皮，之后缝制箱包、安装配件、做好后期的整理，步骤十分繁琐，会消耗很多时间。另外，以上传统箱包制作步骤为大体步骤，许多细节并未提及，譬如：在制作箱包时会使用到裁剪工具，常用工具为剪刀或专业裁剪设备。若是布料只需进行裁剪即可;若是较厚的皮料则需在缝线处进行铲皮，便于缝制。又或是在缝制箱包前，需要对裁剪好的材料进行纸格比对，校对打牙位，同时对各个零部件做记号，降低制作误差，最后投入生产。此种箱包制作方式若是某一环节出差错，就会造成较大的损失。因而利用3D技术制作箱包可以减少工序，不必使用专业刀具，大大提升了箱包制作的质量及效率。
1.3 具有高效性及灵活性特征
从理论上看，开放的设计不会对实际制造造成影响，利用3D打印技术制造箱包可以有效提升箱包的设计與制造效能，虽然受到技术的限制，3D打印箱包的发展需要考虑到打印材料的数量与成本，但是此种成本是可以权衡的。当前，3D打印技术所具备光固化成型、电子束选区熔化以及分层实体制造等方式，与热塑性材料、钛合金及金属粉末等新型打印材料，都为3D打印想报的发展提供了较为广阔的空间，同时此种制造技术也将填补传统箱包设计的漏洞[2]。利用3D打印技术制造箱包可实现多样化定制，在输入不同数据，并使用新材料与新工艺，利用同一台打印机打出不同形状的构件，进而制造出造型各异的箱包产品。另外，3D打印技术属于数字化科技，已经制作出的箱包数据可以一直存储在电脑中，所以人们可以在互联网中相互传递数据，实现异地之间的交流与生产，不但可以解决存放空间，还可降低运输费用，减少生产成本。同时还能够提升材料利用率，避免浪费材料，实现绿色化生产。而且此种生产方式也与现代工业发展相符，提高了箱包产品在市场中的定位。
2  3D打印技术在箱包设计中的劣势
2.1 打印精度低
因为3D打印技术需要将材料逐层堆积起来，所以每层都具有一定厚度，产生了台阶效应。即使每层厚度较薄，但是从微观上看，依旧会存在波浪形台阶。比如：使用同一台机器打印两种材料的箱包，就会造成客观上的偏差;又或是在设计圆形箱包时，由于包体为曲面结构，所以在成型后，产品与设计存在偏差问题。这对于3D打印箱包而言，其需要在未来进行完善。
2.2 材料使用受限
当前利用3D打印技术制造箱包的打印材料较多，但是在材料使用上依旧存在限制。根据市场现有3D打印材料而言，可以用于3D箱包打印的材料较为单一，多数为硬质材料。在利用拆分组和方式设计箱包时，需要利用硬度较高的PLA材料进行打印，或是韧性高的TPU材料打印。另外，材料使用受限也与箱包打印成本有关，虽然塑料材料的成本较低，但是并不是廉价品。许多箱包企业在生产3D箱包时，所使用的材料都是由专业厂商提供的特殊材料，而此材料在研发上需要一定投入，而且3D打印材料处于发展阶段，技术不成熟，需要投入过多的资金进行研发，进而导致打印材料价格偏高。除此之外，3D打印机之间的价格差距较大，若是使用便宜的设备，产品质量无法保障;若是使用昂贵的设备，普通设计厂家会出现资金困难。
2.3 市场开发难度大
3D打印技术为箱包设计提供新的制造方式，使箱包生产更加快速、环保，尤其是可以定制个性化箱包。但是若想将此种制造生产方式投入到批量化生产中，就会增加生产难度。因此，至今3D打印箱包技术依旧处于小众市场中，若想实现大众化开发、生产，需要突破生产上的局限性[3]。
3  3D打印技术在箱包设计中的实践思路
3.1 注重以人为本
利用3D打印技术进行艺术创造、设计，可以使箱包设计具有更多的使用价值与审美意义，将箱包设计朝着个性化、智能化方向发展。特别是在现代社会中，人们的物质需要基本得到了满足，开始追求精神上及个性上的需要，对于箱包设计具有的象征意义及个性风范愈发关注，这些变化都能够反映出人们在不同时代所产生的价值观念，因而设计师在箱包设计上要注重以人为本。在以人为本的理念下，产品的形状、色彩与图案组合都极富有美感可言。作为消费品及服饰必备品，箱包除了要具备基本储物功能外，还要重视外观上的审美。将3D打印技术融入箱包设计中，能够使消费者在购买中既获得物质上的满足，同时可以得到精神上的享受。
3.2 提升环保思维
与传统箱包设计方式相比，3D打印箱包方式更加便捷，只需利用計算机建模，使用3D打印机打印出实物，再经过组装即可。在此过程中不需要设计图纸，也不需要精湛的制作工艺，有效减少了资源浪费，实现绿色制造。并且3D打印技术具有特殊性，箱包的打印材料与传统制作材料不同，需要依照物理状态或是材料成型等多种方式分类，其中聚乙烯类的材料较为便宜，能够回收利用，所以较长使用。然后是ABS材料与PLA材料，其中ABS材料制作出的成品较为坚固、保存时间长，常用于箱包模型的制作;PLA材料的原材料多为含糖的农作物，易被分解，不会污染环境，属于环保型材料，同时也是箱包设计所需要的材料，以此实现绿色、环保的生产。
4  结语
综上所述，在进行箱包设计时，若是使用3D打印技术，可以实现良好的个性化定制服务，同时还能够进行高效的灵活化设计。但是，3D打印箱包方式还存在一定弊端，像是打印精度低、市场开发难度大与材料使用受限。因而，在未来技术使用过程中，相关设计人员或是生产厂家要消除此些弊端，开拓3D打印箱包市场。
参考文献
[1] 陶岩.3D打印技术的现状和关键技术分析[J].化工设计通讯，2019，45（5）：87-88.
[2] 潘虹.3D打印技术对产品设计创新开发的研究[J].计算机产品与流通，2019（7）：116.
[3] 孙海君，曹嘉玲，梁娜.箱包多功能设计的创新思路探析——以M&S多功能皮箱为例[J].中外企业家，2018（23）：133.

-全文完-