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摘要:
近年来，3D打印技术在全球范围内飞速发展，已应用到医疗、建筑、设计等多个领域。在创意设计产业中，3D打印技术的应用虽然尚处起步阶段，但其市场前景十分巨大。因此，3D打印技术在创意设计实践中的具体运用成为大家关注的焦点。本文将以相关汉字作品为例，并结合笔者自身的设计实践经验，探讨如何利用3D打印技术实现汉字创意从二维空间向三维空间的拓展。
关键词:
3D打印;汉字;创意实践
汉字，作为最重要的设计元素之一，成为设计师创意过程中最常用的对象。我们平时看见的汉字创意大多出现在海报、标志、书籍封面这些平面设计作品中。在传统的平面设计里，设计师虽然可以利用透视、明暗关系、色彩变化、疏密组合等方法在二维平面上塑造出三维空间的视觉效果，但这只是一种假象的三维空间，并没有突破二维的限制，因此，这类汉字创意作品也只是局限在二维空间里的创作。3D打印技术作为一种新的技术和表现手段，给平面设计带来了一股新的创造力，也为实现汉字创意从二维空间向三维空间的拓展提供了可能。下面笔者将以自己设计的汉字作品为例，探讨如何在汉字创意设计实践中运用3D打印技术以及具体的实施步骤。
一、从二维设计图到三维模型效果图
构思是设计的第一步，笔者首先在脑海中勾勒出想要的汉字造型，然后绘制出二维设计图纸，确定了相关准确数据后，再通过三维软件，按照设计图纸及数据的要求将二维的设计图在电脑软件中转变成三维模型效果图。
(一)绘制二维设计图纸
在脑海中要清晰明确所要描绘的汉字造型，这是关键。先确定从不同视角看到的三个可视面(顶视图Topview、前视图Frontview、侧视图Leftview)，并在二维软件中进行勾勒，绘制出汉字视图的形状，并存储好三视图。
(二)三维建模
目前，整个设计领域，仅三维建模软件就有10多种，比如Rhino(犀牛)、3Dmax、Maya，或者其他工业设计和建筑设计的软件都支持3D打印。其中Rhino(犀牛)软件的建模功能相对较细致，一些参数化的设计，最能表现出3D打印的优势，建出来的模型也更适合3D打印。Rhino(犀牛)软件还可将建成的三维模型的壁厚控制在可打印范围内，进而使打印的精度更高，不容易发生变形。此外，Rhino(犀牛)软件建的模型是一个实体，在做效果图渲染时，无须考虑厚度温度，只需重视外观即可，设计师学起来容易，用起来简单。因此，在工业设计领域，大多数工业设计师都偏爱用犀牛软件来进行三维建模。笔者在进行汉字三维建模过程中，先按照顶视图Top、前视图Frontview、侧视图Leftview分别把汉字三视图导入到犀牛软件，进行三维建模。在使用犀牛软件建模过程中，需注意以下问题。一是检查模型的完整性。一旦图形没有完全闭合，在3D打印机的电脑上模型会显示为黑色，这意味着模型不完整，无法完成3D打印。二是检查三维模型的文件格式。目前的桌面3D打印机主要还是识别STL格式的3D模型文件。STL文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。导出STL(仅限三维)命令将三维曲面和实体导出到一个STL(立体印刷文件)文件，导出后，可将此文件用于快速建立原型或导入至其他CAD程序。它的文件格式非常简单，应用很广泛，使用犀牛软件时，建议存储STL格式再进行3D打印。
二、从三维模型效果图到三维实物
模型建好后，需要连接打印设备进行打印，通过电脑控制“打印机”进行一系列的工作，最后输出立体的物体。笔者选用了ZCorporationzprinter310Plus打印机完成输出打印。ZCorporation是世界上速度最快三维成型机的开发商、制造商和营销商，它所开发的成型机可以低成本快速、便捷地从计算机辅助设计(CAD)数据和其他计算机数据创建实体原型。最早由美国麻省理工学院(MIT)于1993年开发的三维打印成型技术(3DPTM)，奠定了ZCorporation原型制造过程的基础。3DP技术通过使用液态连结体将铺有粉末的各层固化，以创建三维实体原型。利用3DP技术，ZCorp．所开发的三维打印成型机具有处理速度快、成本低廉、应用范围广的特点。当汉字三维实物被打印出来后，用软马毛刷去除粉尘。软马毛刷的特点就是软。由于刚刚打印出来的物体比较脆弱，因此只能用软毛刷轻轻地扫刷被打印物体。打印后还会有粉末遗留在甲板上，再用宽刃工具刮板移动和刮平甲板表面上的粉末，送回进料室，这样材料可以重复使用，避免浪费。软马毛刷只能大概去除打印物上的粉尘，还需再放入ZD5PowderRecyclingStation粉末回收站机器进行后期处理。粉末回收站机器上设有密封的玻璃罩，只在玻璃上留两个洞，便于两只手伸进去作业。这样设计的目的是避免在使用气喷枪)刷洗3D打印物时，粉末从粉末回收站机器跑出去，同时，在用气枪刷洗时，也可以透过玻璃罩清楚看到在粉末回收站机器内的被打印的3D物体，便于清理工作。粉末回收站机器上还配有一支荧光蓝灯，使操作者易于看清楚粉末回收站机器内的被打印物体刷洗得是否干净。粉末回收站机器右侧面还配有真空吸尘器，将留在粉末回收站机器托盘上的剩余粉末吸入进去，便于重新使用。当汉字清理完毕后，还要给它刷上一层Z－捕捉环氧树脂，使材料的渗透效果得到优化。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性也较好。因此，刷上Z－捕捉环氧树脂后，打印出来的汉字作品更坚固，不易折断。在整个打印过程中，还需要提高安全防范意识，穿白大褂，戴手套、面罩或护目镜。打磨成品零件时和喷涂Z－捕捉环氧树脂时，必须戴上面罩。
三、结语
3D打印汉字作品是通过有创意的构思，良好的软件建模能力，再加上熟练的3D打印技术等多方面协作完成的。3D打印这一科技手段的应用，可以在较短时间内将二维信息内容转化为形象、立体的三维实物模型，改变了物体最终呈现出来的面貌，极大拓宽了汉字设计创意表现的空间。随着3D打印技术的快速发展和不断成熟，如何在创意设计中更好地利用3D打印技术，需要我们在未来的实践中不断尝试和探索。
作者：许力 单位：北京印刷学院设计艺术学院
参考文献:
［1］胡迪•利普森，梅尔芭•库曼．3D打印从想象到现实［M］．赛迪研究院专家组，译．北京:中信出版社，2013．
［2］ChristopherBarnatt．3D打印正在到来的工业革命［M］．韩颖，赵俐，译．北京:人民邮电出版社，2014
