3D打印的基本知識

 　　3D打印所屬建築科!

　　3D打印(3DP)即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

　　3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實RP現的。常在模具制造、工業設計等領域被用於制造模型，後逐漸用於一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技逆向工程術在珠寶、鞋類、工業設計、建築、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

　　3D打印的發展史

　　1986年，Charles Hull開發了第一台商業3D印刷機。

　　1993年，麻省理工學院獲3D印刷技術專利。

　　1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學院獲得唯一授權並開始開發3D打印機。

　　2005年，市場上首個高清晰彩色3D打印機Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

　　2010年11月，世界上第一輛由3D打印機打打樣印而成的汽車Urbee問世。2011年6月6日，發布了全球第一款3D打印的比基尼。

　　2011年7月，英國研究人員開發出世界上第一台3D巧克力打印機。

　　2011年8月，南安普敦大學的工程師們開發出世界上第一架3D打印的飛機。

　　2012年11月，蘇格蘭科學家利用人體細胞首次用3D打印機3D列印打印出人造肝髒組織。[1]

　　2013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術品。

　　2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”(SolidConcepts)設計制造出3D打印金屬手槍。[2]

　　2017年1月16日，科技公司Bellus 3D可完整拍下高分辨率的人臉3D照片，這些照樣品片進行3D打印出的面具與真正的人臉。[11]

　　2017年4月7日，德國運動品牌阿迪達斯(adidas)推出了全球首款鞋底3D打印制成的運動鞋，計劃2018年開始批量生產，以應對快速變化的時尚潮流，生產更多定制產品。

 

3D打印技術對容器包裝設計的影響及應用研究

　　一、3D打印的定義

　　3D打印出現在20世紀90年代中期，經過幾十年的發展與不斷改進，目前主要的3D打印機種有噴霧打印機和凝固式打印機兩種。3D打印的原理是通過原材料沉積或黏合為RP材料層以構成三維實體。3D打印機通過某些可測量、可重複、系統性的過程制造材料層，實際上是通過分層再組合的方式創造三維實體產物。

　　二、容器包裝

　　容器包裝是指包裝的外觀造型形態，容器包裝設計是根據所設計產品的實際需要，通過一定的材料、結構和技術手段創造出立體外觀形態的活動。容器包裝設計可選擇的材質主要有玻璃、陶、瓷、金屬、塑料和複合材料等。容器包裝根據造型分類，主要有瓶、罐、杯、盆、壺、桶等。由於科技的發展，容器包裝設計可選擇的材料多種多樣，因此，其制作工藝同樣呈現出多元化的發展趨勢。3D 打印技術使容器包裝設計的材料、造型和生產制造都呈現出新的變化。

　　三、3D打印技術在容器包裝設計中的應用及發展前景

　　1.定制性

　　隨著現代社會的物質文明、精神文明越來越豐富，越來越多的人更加喜歡“專屬”產品。“私人定制”的概念能夠讓人們獲得獨一無二的滿足感，在一些城市，已經出現了定制類產品的商店。如，定制性容器包裝設計對一些有特殊要求的顧客而言就顯得尤為重要。容器包裝設計除了要符合顧客的基本需求外，還要具有獨特的設計風格，不論是造型還是材質的選擇。以杯子造型為例，如果顧客需要新穎的樣式或需要樣品把特定的樣式融入杯子造型，那麼就需要定制特定的部件完成杯子造型設計。由逆向工程於目前大部分杯子生產廠商都是大批量生產，其制作工藝和生產機器都相對陳舊，無法實現特殊的造型要求，即使專門委托某廠家制作，也面臨工藝技能局限、價格高昂、設計與實施不吻合等尷尬情況，因此在很多情況下，杯子的特殊造型設計難以實現，優秀的創意無法得到實施，顧客的需求得不到滿足。

　　3D 打印技術能夠解決其中的一些問題，可根據顧客的需要通過計算機輔助軟件Auto CAD進行三維模具的繪制，可直接在計算機軟件中對設計方案進行修改，取得設計者和顧客雙方3D列印都滿意的效果後，即可通過3D打印機制作。電腦軟件繪制的三維模具可以給顧客逼打樣真的視覺感受，便於商家與顧客溝通，同時也避免了人力、物力、財力等資源的浪費。Auto CAD 屬於設計類專業學生的必修軟件，即使是非專業人士也可學習該軟件，因此該方面的技術人員相對富足。由於3D打印技術不斷提高，可使用的材料種類也呈多樣化，3D打印技術的應用范圍越來越廣泛。如，利用3D打印技術、沙子便可打印出玻璃材質。3D打印技術的發展使人們的靈感可以更好地實現。

　　2.使容器包裝設計更加綠色環保

　　3D打印技術的發展，使容器包裝設計更加綠色環保，主要體現在節約資源、保護環境、循環利用等方面。商品社會的大發展導致容器包裝材料的浪費，很多容器包裝都是一次性使用，不會被人們保留，還有一些容器包裝回收利用率極低，或者在生產加工過程中產生汙染物，對環境造成了汙染。因此，正確、有效利用資源設計容器包裝就顯得尤為重要。3D打印技術大大提高了材料使用率，通過電腦可精確地計算出所打印產品的材料使用量，避免了材料的浪費;3D打印出的產品回收後可通過技術手段使其恢複打印前的原材料狀態，使材料可再次使用。並且，除前期的人為設計制圖外，在整個打印過程中，極少需要人工的參與，大大節約了人力資源。

　　另外，由於3D打印技術可實現複雜、精美的設計方案，所以容器包裝設計可實現“一物多用”。造型的特殊性不僅可滿足人們對於容器包裝的基本要求，更能增強人們的節能環保意識，甚至可以讓人們保留容器包裝作為他用，使容器包裝不再是一次性產品。綠色環保的容器包裝設計取決於設計的實施手段和材料、技術的運用。