探究3D打印技术在包装设计课程中的应用

◇李 慧

在第三次工业革命中，3D打印技术属于标志性的生产工具，现已渗透到各个行业与领域中。在教育领域，3D打印技术可以作为模具进行教学，现已引起教育界的广泛关注。3D打印技术对学生来讲属于全新的领域，可以有效地提高学生的学习热情，所以教师在包装设计课程中，需要将3D打印技术应用其中，以此来巩固教学效果。由此可见，对3D打印技术在包装设计课程中的应用进行探析具有重要的现实意义。

一、3D打印技术

3D打印技术（快速原型技术）原理为增材制造，在制备的整个过程中，都不需要磨具、刀具、夹具作为支持，可以将生产周期、开发成本进一步降低。通常来讲，3D打印过程可以分为三维模型设计阶段、三维模型打印阶段、打印后处理阶段。三维模型设计阶段：3D打印需要有完整的三维模型作为支持，综合考虑与3D打印相关的多种因素，如尺寸、结构等，确保3D打印中的尺寸与形状精度。三维模型打印阶段：在打印的过程中，需要依据三维数字模型，开展切片工作，以此来获取实体模型[1]。打印后处理阶段：当前许多模型在采用熔融挤出、立体光刻加工技术时，为了确保打印工作的顺利进行，需要在模型的斜面处增加支撑结构，一些多余的结构就需要通过后期处理去掉。另外，在3D打印的实体中，表面较为粗糙，存在毛刺等，这时在打印后期，需要开展打磨工作，所以打印后处理阶段是必不可少的阶段。

二、包装设计课程中存在的问题

当前，在包装设计课程中存在诸多的问题，具体问题主要体现在以下几方面：首先，制定的课程标准定位缺乏科学性。随着我国教育的改革，高校在开展专业教育的过程中，不仅需要对学生的理论知识进行培养，同时还要提高学生的实践技能，以此来培养与社会要求相符的专业人才，所以高校管理人员需要改变学校定位，采用理论与实践并重的教学理念对课程进行改革。从目前的情况看，教师受到传统观念的影响，为了在短暂的课堂时间中传授更多的知识，主要采用言传身教的教学模式，这就在一定程度上造成了课堂的枯燥乏味，影响教学效果。包装设计课程属于社会上的特定行业，随着我国经济水平的提高，人们对包装设计的艺术性、创意性提出了全新的要求，所以教师在教学的过程中，需要引进先进的3D打印技术。以往包装设计课程主要将教学重点放在印刷加工、材料加工上，但是随着第三次工业革命的到来，3D打印技术逐渐走进人们的视野，需要包装设计企业应用3D打印技术实现多元化的发展。现阶段许多高校的包装设计课程仍然停留在3D打印技术到来前的标准，没有对包装设计课程进行改革，从而与时代的发展需求出现了脱节的现象[2]。

其次，课程培养目标缺乏科学性。高校学生在毕业之后需要踏入工作岗位，所以高校在对学生进行培养时，通常以就业为目的。学生的就业形势分为两种，一种就业形势无潜力，主要就是培养学生的动手能力，无技术含量，可以将其视为企业普通的操作工。另一种属于有潜力的就业，学生不仅具有动手能力，同时也具有创新意识、实践与创意精神，在就业几年之后，可以成为企业的管理人员，高校应该注重第二种就业形势[3]。包装设计课程蕴含着自然科学与美学知识，涵盖造型设计、结构设计、图形设计等多方面的内容，无论哪一种课程内容都需要具有创新意识与创意精神，因此教师在教学的过程中，要发挥学生的主观能动性，对课程的知识技能架构进行科学的创建。

三、3D打印技术在包装设计课程中的应用优势

（一）巩固课堂效果

在包装设计课程中，结构设计属于重点的课程内容。以往教师在教学的过程中，主要借助多媒体软件，以二维图片的形式向学生展示包装结构，一旦形成设计模型，改变结构形状、结构大小时较为困难。对于设计独特的包装结构，无法通过实物给学生带来感官刺激，学生在对信息知识进行获取时，需要发挥自己的想象力，这就在一定程度上增加了学生的学习难度，降低学生的学习热情，影响教学效果的提升。将3D打印技术应用在课堂教学中，可以丰富教师的教学手段，将3D打印模型与传统模型形成对比，具有灵活性、轻便性的特点，可以依据课程内容的实际要求进行制作，自由地控制结构大小，使得包装结构呈现特异化的特征。除此之外，教师可以利用3D打印技术对实物进行获取，实物教学更容易刺激学生的感官。在结构功能特殊的课程中，通过实物演示，学生可以对知识点进行直接获取，从而在一定程度上提高课堂教学效率，降低学生的学习难度。除此之外，在教学的过程中，要指导学生熟练运用三维设计软件，掌握模型设计的技巧[4]。如果教师在教学的过程中，只采用讲解教学法、演示教学法向学生介绍基本功能，学生自主设计的模型只能在电脑之中储存，在判断模型设计是否符合要求时，需要由教师凭借自己的经验进行评判。人为意识具有主观性的特点，在评判的过程中规范性不足，这就使得学生无法掌握自己设计的模型与标准需求的差距。但是3D打印技术可以使学生对自己设计的作品实物进行获取，在直观观测实物时，可以明确作品的美观性、功能性，不仅可以为教师的评判提供便利，同时也在一定程度上加强学生的理解能力，使学生可以熟练地运用软件，树立正确的设计理念。

（二）培养学生自主学习能力

科技日新月异的今天，在人们的日常生活中包装设计随处可见，不难发现当前物品的包装设计已经具备个性化、可定制、功能化的特色，为了使学校培养的人才与市场需求相符，在包装设计课程教学中，需要对学生的创新能力、自主学习能力进行培养。3D打印技术可以将学生内心所想的包装设计变成实物，激发学生的学习兴趣。在包装设计过程中，学生可以运用精准的加工获得自己的设计作品，直观地观察自己的作品存在哪些缺陷，使课程内容与教学功能性需求相符，这时就会激发学生的创作热情，进行自主式的探究学习，改变以往“灌输式”学习的弊端。

（三）激发学生的创新意识

学生所有的设计作品都可以通过3D打印技术显示出来，将学生脑海中的设计想法、设计灵感转化为实物，提高学生的学习热情，使学生获得成就感与学习自信心，这时学生就会拓展自己的思路，从多个方面研究包装设计的类型，使学生的创新意识得到提高。

四、3D打印技术在包装设计课程中的应用策略

（一）前期调研

在包装设计课程中，课程调研是基础工作，可以分析学生对知识的掌握度，在其基础上进行针对性的教学，使课程内容知识与学生的素质、能力需求相符。在包装设计课程中，可以从以下两方面开展调研活动：首先开展与3D打印技术相关的讲座，使学生对3D打印技术有一个全面的认知，与此同时，将公司运用3D技术打印的优秀作品呈现到学生的面前，对学生的感官进行刺激；其次，可以采用问卷调查的方式，了解学生对包装设计课程的学习需求。在本次调研活动中，发现学生对3D打印技术具有较高的兴趣，可以将其融合到包装设计课程教学中。

（二）课程项目设定

教师在开展包装设计教学中，在设定课程项目时，需要与行业需求、学生需求相符，具体需要涵盖包装调研、包装容器设计、纸盒包装设计等方面。每种项目都需要运用3D模型设计，并运用3D打印打出，为了提高学生的参与性，需要依据班级人数对学生进行分组，通常情况下，可以4至6人为一组，每组挑选一名组长，要确保每组的实力具有相似性。包装设计课程的基础为草图设计，在该环节，教师可以将3D创意建模应用其中，具体可以选取3DMAX软件技术，增加创意性元素。在创意建模中，要对产品模型的尺寸进行控制，尺寸需要在3D打印机底盘直径之内，高度要在喷头垂直顶端高度之下，如果模型尺寸过大，在设计的过程中需要将其分割开来，将其划分为几个模型进行处理。除此之外，在3D模型处理的过程中，设计角度需要具有一定的弧度，不可垂直设计，否则要增加支撑装置[5]。

（三）优化模型设计

学生设计的模型需要运用3D切片软件优化模型，以模型拐角、重心为依据设置支撑装置，之后将优化的模型通过3D技术打印出来。评估小组针对学生设计的项目方案进行评估，在评估的过程中，对产品的缺陷进行研究，提出针对性的修改策略。3D打印机在将设计作品打印出来之后，在产品精度上可能存在异常，或者出现乱丝等问题，这时需要借助相应的器具进行后期处理工作。常用的器具包括剪纸、砂纸等，从而保障项目设计质量。

五、结语

综上所述，3D打印技术在包装设计课程中具有重要的应用价值，教师需要创新教学理念，在掌握3D打印技术内涵的基础上，从多个方面探析现阶段包装设计课程中存在的问题，之后基于3D打印技术的优势，采用前期调研、课程项目设定、优化模型设计等策略将3D打印技术应用其中，从而实现学生的全面发展，提高包装设计课程的教学水平，巩固教学质量。