王天天 周茜

摘要：3D打印技术近年来不断地蓬勃发展，通过高速、高性能、高质量的增材制造新技术，并尝试更多的新材料推动新产品研发。将计算机辅助设计与3D打印技术相结合，在增加新工艺的同时创造出更精密、细致的产品。随着城市发展的进程加快，在满足基本生活需求的同时具备美观性，满足精神需求。“趣玩意儿”将中国国家博物馆馆藏文物形象与3D打印技术相结合，设计出一款拥有精细图案和结构的少儿益智类玩具。将3D打印技术作为“中国制造”到“中国创造”跨越的一份力量，提高工业的魅力与产品价值。

关键词：3D打印技术;产品研发;少儿益智类玩具;中国创造

中图分类号：TB472    文献标识码：A    文章编号：1005-5312（2020）27-0149-02

DOI：10.12228/j.issn.1005-5312.2020.27.102

一、实培计划“趣玩意儿”——中国国家博物馆少儿益智类玩具设计”项目介绍

本设计课题依托北京高等学校高水平人才交叉培养“实培计划”项目，采取“双导师”制，学校和合作单位双方共同负责项目完成。双方共同制定题目《“趣玩意儿”——中国国家博物馆少儿益智类玩具设计》并通过“实培计划”选拔，进行项目开展。北京联合大学与上海极臻三维设计有限公司（北京分公司）共同协作，应用前沿的3D打印技术作为此题目产品设计亮点，与少儿益智类玩具相结合，具有一定的创新性。

二、3D打印技术在博物馆文创领域的应用——以中国国家博物馆为例

（一）3D打印技术的含义和构成

相对于传统的加工方式，3D打印成型技术能够实现非常复杂的形态穿插结构，可以实现整体镂空或者多层镂空的一体成型，形态可以夸张和精致。目前运用树脂材料进行3D打印产品，成型精度和速度以及后期上色效果都已经相对成熟。

近年来，3D打印作为一项热门的个性化制造技术，具有独特的优势。其优势在于生产周期时间短，适合大批量生产，节约打印成本，适用于各个行业领域。3D打印技术改变设计创新的形式，在新产品研发之中设计师也可以进行应用和不断地创新尝试。

在产品设计开展中，设计师运用最先进新颖的科学技术，最大效用化实现产品的功能性和美观性。在设计过程中，实现基础设计原则后附加文化价值和引导、教育等附加值，为大众满足精神需求。此产品运用3D打印技术进行生产加工，使用绿色环保材料，在延长产品使用寿命的同时保护使用者的安全。

（二）3D打印技术在博物馆文创领域的应用——以中国国家博物馆为例

3D打印技术通过计算机辅助设计，复杂、实现难度高的文创产品，也可以完美的呈现和大批量生产落地。在造型语义表达上也有了更加廣阔的发展空间，从而消费者也可以对于文创产品的印象发生巨大的变化和改善。其简化了文创产品开发的流程，打破了传统模式具有的局限性，将以数字模式的模型以实物的形式展现在大众的视野当中，也为新产品研发与创造开辟了更为广阔的空间，3D打印技术在文创产品设计领域的研究将推动着我国文创产业的迅速发展。

随着科技日新月异的变化和人们物质生活水平质量不断提高，博物馆成为人们培养情操和提升精神文化境界的主要地点。中国国家博物馆在此大背景下努力开发具有国博特色的文化创意产品，面向更广阔的人群和市场传播中华文化、讲好中国故事。

2017年，中国国家博物馆运用前沿的3D打印技术，将古典花纹做成建模写入SD卡打印成品，文创产品“大观园3D打印台灯”应运而生，在杭州文化创意产业博览会上进行展览。

2019年由清华大学与中国国家博物馆共同主办的“第五届艺术与科学国际作品展”中展览围绕“AS-Helix：人工智能时代的艺术与科学融合”主题，展览3D打印服装。

对于目前科学技术的现状进行深入了解，3D打印技术可以实现超高难度的设计外观形态产品，同时可以个性化、小批量生产，此外具有不受地域、时间限制的特点。目前3D打印技术可以将损坏的文物进行修整复原，让大众看到文物在当时的时代背景下的精湛技艺和文化内涵，也可以通过计算机辅助设计和3D打印技术相结合，制作出精美的博物馆文创，让消费者将博物馆馆藏文物带回家，拉近大众与博物馆之间的距离。

因此，博物馆文创产品设计呈现出多元化发展的趋势，为新产品研发与创造开辟了更为广阔的空间，打破了传统模式具有的局限性，实现基础设计原则后附加文化价值和引导、教育等附加值，为大众满足精神需求。

三、“趣玩意儿”——中国国家博物馆少儿益智类玩具设计

“趣玩意儿”选取六个中国国家博物馆馆藏文物IP形象——彩陶鼓、“颂”青铜壶、沃纹双耳彩陶罐、“后母戊”青铜方鼎、郑和铸铜钟和船型彩陶壶，与少儿益智类玩具进行有机结合，附加文化内涵和教育指导于玩具之中，进一步宣传和传播中国传统文化。

根据中国国家博物馆馆藏文物进行拼插，前后可以滑动使纹样有凹凸起伏感，侧面可看到内部纹样。计算机辅助设计中，根据人机工程学所适应儿童手掌大小确定尺寸。材料上选用ABS树脂材料进行3D打印，保证玩具的安全性、精密度以及准确性。选取3D打印技术作为“趣玩意儿”少儿益智类玩具设计的亮点，探寻文创产品设计与3D打印技术结合可研发的产品种类和呈现效果。

在模块设计上，分为实体模块和框架模块两种，虚实结合，遵循绿色设计的原则，同时满足产品的功能属性和环境属性。在纹样上，选取大众熟知的回字纹进行装饰，并加入窗棂的感觉，让模块更加透气，但是也相应增加了3D打印技术的难度（如图1所示）。

3D打印成型技术能够实现非常复杂的形态穿插结构，可以实现整体镂空或者多层镂空的一体成型，但在模块尺寸上仍需要精细的把控，3D打印普通树脂材料之间的装配间隙在0.2mm及以上，能保证两个塑料件能轻松的贴合，0.2mm以下则会普遍较紧，会出现无法拼插或滑动的情况。将儿童益智类玩具与中国国家博物馆馆藏IP进行结合和创新，将文化较为巧妙的赋予到玩具的本质内涵中。

四、总结

随着科技的快速发展，3D打印技术已经被应用到很多领域，在文创领域的应用也逐渐增多。与传统加工模式相比，3D打印技术因为其个性化制造的优势，解决了目前一些产品难实现、精度低等现实问题。中国国家博物馆文创产品的市场广阔，通过新材料、新工艺的出现，在新产品研发之中设计师也可以进行应用和不断地创新尝试，提高工业魅力与产品价值，探寻文创产品设计与3D打印技术结合可研发的新产品种类和最佳呈现效果，为我国文创产品设计的全面发展奠定稳定的基础和提供强大的推动力，3D打印技术也将成为“中国制造”到“中国创造”跨越的一份力量。

★基金项目：本文依托——北京高等学校高水平人才交叉培养“实培计划”项目。

参考文献：

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通讯作者：周茜