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摘要:
近年來，3D打印技術在全球范圍內飛速發展，已應用到醫療、建筑、設計等多個領域。在創意設計產業中，3D打印技術的應用雖然尚處起步階段，但其市場前景十分巨大。因此，3D打印技術在創意設計實踐中的具體運用成為大家關注的焦點。本文將以相關漢字作品為例，并結合筆者自身的設計實踐經驗，探討如何利用3D打印技術實現漢字創意從二維空間向三維空間的拓展。
關鍵詞:
3D打印;漢字;創意實踐
漢字，作為最重要的設計元素之一，成為設計師創意過程中最常用的對象。我們平時看見的漢字創意大多出現在海報、標志、書籍封面這些平面設計作品中。在傳統的平面設計里，設計師雖然可以利用透視、明暗關系、色彩變化、疏密組合等方法在二維平面上塑造出三維空間的視覺效果，但這只是一種假象的三維空間，并沒有突破二維的限制，因此，這類漢字創意作品也只是局限在二維空間里的創作。3D打印技術作為一種新的技術和表現手段，給平面設計帶來了一股新的創造力，也為實現漢字創意從二維空間向三維空間的拓展提供了可能。下面筆者將以自己設計的漢字作品為例，探討如何在漢字創意設計實踐中運用3D打印技術以及具體的實施步驟。
一、從二維設計圖到三維模型效果圖
構思是設計的第一步，筆者首先在腦海中勾勒出想要的漢字造型，然后繪制出二維設計圖紙，確定了相關準確數據后，再通過三維軟件，按照設計圖紙及數據的要求將二維的設計圖在電腦軟件中轉變成三維模型效果圖。
(一)繪制二維設計圖紙
在腦海中要清晰明確所要描繪的漢字造型，這是關鍵。先確定從不同視角看到的三個可視面(頂視圖Topview、前視圖Frontview、側視圖Leftview)，并在二維軟件中進行勾勒，繪制出漢字視圖的形狀，并存儲好三視圖。
(二)三維建模
目前，整個設計領域，僅三維建模軟件就有10多種，比如Rhino(犀牛)、3Dmax、Maya，或者其他工業設計和建筑設計的軟件都支持3D打印。其中Rhino(犀牛)軟件的建模功能相對較細致，一些參數化的設計，最能表現出3D打印的優勢，建出來的模型也更適合3D打印。Rhino(犀牛)軟件還可將建成的三維模型的壁厚控制在可打印范圍內，進而使打印的精度更高，不容易發生變形。此外，Rhino(犀牛)軟件建的模型是一個實體，在做效果圖渲染時，無須考慮厚度溫度，只需重視外觀即可，設計師學起來容易，用起來簡單。因此，在工業設計領域，大多數工業設計師都偏愛用犀牛軟件來進行三維建模。筆者在進行漢字三維建模過程中，先按照頂視圖Top、前視圖Frontview、側視圖Leftview分別把漢字三視圖導入到犀牛軟件，進行三維建模。在使用犀牛軟件建模過程中，需注意以下問題。一是檢查模型的完整性。一旦圖形沒有完全閉合，在3D打印機的電腦上模型會顯示為黑色，這意味著模型不完整，無法完成3D打印。二是檢查三維模型的文件格式。目前的桌面3D打印機主要還是識別STL格式的3D模型文件。STL文件是在計算機圖形應用系統中，用于表示三角形網格的一種文件格式。導出STL(僅限三維)命令將三維曲面和實體導出到一個STL(立體印刷文件)文件，導出后，可將此文件用于快速建立原型或導入至其他CAD程序。它的文件格式非常簡單，應用很廣泛，使用犀牛軟件時，建議存儲STL格式再進行3D打印。
二、從三維模型效果圖到三維實物
模型建好后，需要連接打印設備進行打印，通過電腦控制“打印機”進行一系列的工作，最后輸出立體的物體。筆者選用了ZCorporationzprinter310Plus打印機完成輸出打印。ZCorporation是世界上速度最快三維成型機的開發商、制造商和營銷商，它所開發的成型機可以低成本快速、便捷地從計算機輔助設計(CAD)數據和其他計算機數據創建實體原型。最早由美國麻省理工學院(MIT)于1993年開發的三維打印成型技術(3DPTM)，奠定了ZCorporation原型制造過程的基礎。3DP技術通過使用液態連結體將鋪有粉末的各層固化，以創建三維實體原型。利用3DP技術，ZCorp．所開發的三維打印成型機具有處理速度快、成本低廉、應用范圍廣的特點。當漢字三維實物被打印出來后，用軟馬毛刷去除粉塵。軟馬毛刷的特點就是軟。由于剛剛打印出來的物體比較脆弱，因此只能用軟毛刷輕輕地掃刷被打印物體。打印后還會有粉末遺留在甲板上，再用寬刃工具刮板移動和刮平甲板表面上的粉末，送回進料室，這樣材料可以重復使用，避免浪費。軟馬毛刷只能大概去除打印物上的粉塵，還需再放入ZD5PowderRecyclingStation粉末回收站機器進行后期處理。粉末回收站機器上設有密封的玻璃罩，只在玻璃上留兩個洞，便于兩只手伸進去作業。這樣設計的目的是避免在使用氣噴槍)刷洗3D打印物時，粉末從粉末回收站機器跑出去，同時，在用氣槍刷洗時，也可以透過玻璃罩清楚看到在粉末回收站機器內的被打印的3D物體，便于清理工作。粉末回收站機器上還配有一支熒光藍燈，使操作者易于看清楚粉末回收站機器內的被打印物體刷洗得是否干凈。粉末回收站機器右側面還配有真空吸塵器，將留在粉末回收站機器托盤上的剩余粉末吸入進去，便于重新使用。當漢字清理完畢后，還要給它刷上一層Z－捕捉環氧樹脂，使材料的滲透效果得到優化。固化后的環氧樹脂具有良好的物理、化學性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，介電性能良好，變定收縮率小，制品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性也較好。因此，刷上Z－捕捉環氧樹脂后，打印出來的漢字作品更堅固，不易折斷。在整個打印過程中，還需要提高安全防范意識，穿白大褂，戴手套、面罩或護目鏡。打磨成品零件時和噴涂Z－捕捉環氧樹脂時，必須戴上面罩。
三、結語
3D打印漢字作品是通過有創意的構思，良好的軟件建模能力，再加上熟練的3D打印技術等多方面協作完成的。3D打印這一科技手段的應用，可以在較短時間內將二維信息內容轉化為形象、立體的三維實物模型，改變了物體最終呈現出來的面貌，極大拓寬了漢字設計創意表現的空間。隨著3D打印技術的快速發展和不斷成熟，如何在創意設計中更好地利用3D打印技術，需要我們在未來的實踐中不斷嘗試和探索。
作者：許力 單位：北京印刷學院設計藝術學院
參考文獻:
［1］胡迪•利普森，梅爾芭•庫曼．3D打印從想象到現實［M］．賽迪研究院專家組，譯．北京:中信出版社，2013．
［2］ChristopherBarnatt．3D打印正在到來的工業革命［M］．韓穎，趙俐，譯．北京:人民郵電出版社，2014
