3D打印產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案要點(diǎn)

1、3D打印產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案十二星座飾品系列 摘要本文分析了目前國(guó)內(nèi)3D打印市場(chǎng)的產(chǎn)品銷售情況，提供了一種十二星座首飾系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案，對(duì)產(chǎn)品的消費(fèi)人群、產(chǎn)品價(jià)格進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)了產(chǎn)品Logo，選擇了產(chǎn)品的包裝，提供了產(chǎn)品營(yíng)銷的初步方案，并打印出具有一定的美觀性和實(shí)用價(jià)值的樣品，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性。關(guān)鍵詞： 3D打印 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 飾品系列AbstractIn this paper, the author analyzed the current product sales of domestic 3D printing market, provided a design scheme of the

2、 zodiac jewelry series of products, the potential consumers and the price of the product, and designed the product Logo, chose the packing of the products, provided the preliminary scheme of product marketing, and printed out certain beautiful samples with practical value in order to verify the feas

3、ibility of design scheme.Key Words: 3D Printing, Product Design, Accessories一、產(chǎn)品市場(chǎng)調(diào)查與分析1、我國(guó)3D打印市場(chǎng)概況當(dāng)前，新一輪世界科技革命正在孕育，以3D打印技術(shù)為重要代表的第三次工業(yè)革命初見(jiàn)端倪。我國(guó)正處于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，3D打印技術(shù)的發(fā)展，對(duì)我國(guó)既是重大機(jī)遇，又帶來(lái)了挑戰(zhàn)。加快推進(jìn)3D打印技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，對(duì)于提升我國(guó)制造業(yè)的整體創(chuàng)新能力，取得在數(shù)字化制造、智能制造方面發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，搶占先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，加快工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變具有重要意義。近年來(lái)，我國(guó)積極探索3D打印技術(shù)的研發(fā)，初步

4、取得成效，已有部分技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。同時(shí)，依托高校的研究成果，國(guó)內(nèi)已有部分公司實(shí)現(xiàn)了3D打印設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，如北京殷華、湖北濱湖機(jī)電、南京寶巖自動(dòng)化等，部分企業(yè)生產(chǎn)的便攜式桌面3D打印機(jī)已具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，成功進(jìn)入國(guó)外市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)的3D打印產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展，成為投資熱點(diǎn)。一些中小企業(yè)成為國(guó)外3D打印設(shè)備的代理商，經(jīng)銷全套打印設(shè)備、成型軟件和特種材料。還有一些中小企業(yè)購(gòu)買了國(guó)內(nèi)外各類3D打印設(shè)備，專門為相關(guān)企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)提供服務(wù)。其中，廣東省工業(yè)設(shè)計(jì)中心、杭州先臨快速成型技術(shù)有限公司等企業(yè)，設(shè)立了3D打印服務(wù)中心，發(fā)揮科技人才密集的優(yōu)勢(shì)，向國(guó)內(nèi)外客戶提供服務(wù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)于3D打印發(fā)

5、展的報(bào)道也比比皆是，關(guān)于3D打印的信息更是數(shù)不勝數(shù)，百度搜索“3D打印”約有三千萬(wàn)條相關(guān)信息，3D打印這一高新技術(shù)正逐漸步入我們的生活。三維打印各成型工藝都是基于離散迭加原理而實(shí)現(xiàn)快速加工原型或零件的。首先建立三維CAD模型，然后對(duì)其切片分層（一般為Z向），得到離散的許多平面，把這些平面的數(shù)據(jù)信息傳給成型系統(tǒng)的工作部件，控制成型材料有規(guī)律地、精確地、迅速地層層堆積起來(lái)而形成三維的原型，經(jīng)后處理便成零件。從成型的角度，零件可視為一個(gè)空間實(shí)體，它是點(diǎn)、線、面的集合。三維打印的成型過(guò)程是體面線的離散與點(diǎn)線面的迭加的過(guò)程，即三維CAD模型二維平面（實(shí)體）三維原型的過(guò)程。三維打印技術(shù)主要包括光固化成型(

6、stereolithography：SL)、迭層實(shí)體制造(laminated object manufacturing：LOM)、選擇性激光燒結(jié)(selected laser sintering：SLS)、形狀沉積制造(shape deposition manufacturing：SDM)、熔融沉積制造(fused deposition modeling：FDM)、三維印刷成型(three dimensional printing：3DP)等。（1）光固化成型(stereolithography：SL)根據(jù)零件截面形狀，控制打印頭在截面有實(shí)體的區(qū)域打印光固化實(shí)體材料和在需要支撐的區(qū)域打印光固化

7、支撐材料，在紫外燈的照射下光固化材料邊打印邊固化。如此逐層打印逐層固化直至工件完成，最后除去支撐材料得到成形制件。（2）迭層實(shí)體制造(laminated object manufacturing：LOM)根據(jù)CAD模型各層切片的平面幾何信息驅(qū)動(dòng)激光頭，對(duì)底部涂覆有熱敏膠的纖維紙（厚度0.10.2mm）進(jìn)行分層實(shí)體切割。隨后工作臺(tái)下降一層高度，送進(jìn)機(jī)構(gòu)又將新的一層材料鋪上并用熱壓輥碾壓使其緊粘在已經(jīng)成型的基體上，激光頭再次進(jìn)行切割運(yùn)動(dòng)切出第二層平面輪廓，如此重復(fù)直至整個(gè)三維零件制作完成。（3）選擇性激光燒結(jié)(selected laser sintering：SLS)利用粉末材料在激光照射下燒結(jié)的

8、原理，由計(jì)算機(jī)控制層層堆結(jié)成型，首先鋪一層粉末材料，將材料預(yù)熱到接近熔化點(diǎn)，再使用激光在該層截面上掃描，使粉末溫度升至熔化點(diǎn)，然后燒結(jié)形成粘接，接著不斷重復(fù)鋪粉、燒結(jié)的過(guò)程，直至完成整個(gè)模型成型。（4）形狀沉積制造(shape deposition manufacturing：SDM)把熔融的金屬（即基體材料）層層噴涂到基底上，用數(shù)控（NC）方式銑去多余的材料，每層的支撐材料噴涂到其他區(qū)域，再進(jìn)行銑削，支撐材料可視零件的特征在基體材料之前或之后噴涂。（5）熔融沉積制造(fused deposition modeling：FDM)將絲狀熱熔性材料加熱融化，通過(guò)帶有一個(gè)微細(xì)噴嘴的噴頭擠噴出來(lái)。熱熔

9、材料融化后從噴嘴噴出，沉積在制作面板或者前一層已固化的材料上，溫度低于固化溫度后開始固化，通過(guò)材料的層層堆積形成最終成品。（6）三維印刷成型(three dimensional printing：3DP)先鋪一層粉末，然后使用噴嘴將粘合劑噴在需要成型的區(qū)域，讓材料粉末粘接，形成零件截面，然后不斷重復(fù)鋪粉、噴涂、粘接的過(guò)程，層層疊加，獲得最終打印出來(lái)的零件。2、目前3D打印技術(shù)的主要應(yīng)用方向（1）工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、試制及快速打印成形；（2）個(gè)性化產(chǎn)品設(shè)計(jì)及快速打印制造；  （3）各種創(chuàng)意產(chǎn)品、玩具、禮物、文物、動(dòng)漫游戲角色及人物模型等克隆復(fù)制；（4）3D照相館；（5）醫(yī)療行業(yè)人體器官

10、、醫(yī)療器械打印；（6）建筑模型制作；（7）教育、科研、軍事等行業(yè)的應(yīng)用。3、國(guó)內(nèi)服務(wù)方式目前國(guó)內(nèi)在售的3D打印產(chǎn)品主要包括3D打印機(jī)、3D打印軟件、打印機(jī)耗材、打印機(jī)配件等，3D打印服務(wù)主要集中于模型訂制、彩色人像打印、個(gè)性化產(chǎn)品訂制、動(dòng)漫角色打印等，還較少有批量生產(chǎn)而又具有3D打印特色的品牌產(chǎn)品。以目前的主流購(gòu)物網(wǎng)站淘寶網(wǎng)為例，搜索“3D打印”有1.36萬(wàn)件寶貝，主要包括3D打印機(jī)、打印耗材、模型打印、打印機(jī)零件等產(chǎn)品；搜索“3D打印服務(wù)”有1931件寶貝，主要做各種工藝的模型打印，其中，3D打印人像有共218件寶貝，約占11.3%。大部分商店提供的都是如下圖1所示的模型打印服務(wù)，一般的服務(wù)

11、流程是：（1）發(fā)送STL格式的模型文件給商家，并寫好打印要求。一般要求客戶自行提供三維數(shù)據(jù)模型，如果需要商家修改或修復(fù)模型還需另收費(fèi)用。（2）聯(lián)系客服商量打印事宜,并核算打印費(fèi)用，大部分商家按克收取費(fèi)用（1-2元/克），支撐部分也包含在內(nèi)。（3）支付打印費(fèi)用。（4）打印完畢，發(fā)貨。打印時(shí)間根據(jù)模型大小、精度等確定，一般都較慢，3-5天內(nèi)發(fā)貨。圖1 部分商家提供的服務(wù)內(nèi)容而目前有許多人想購(gòu)買的是如下圖所示的彩色3D打印人像，能夠打印出真實(shí)的自己，如下圖所示。圖2 彩色3D打印人像二、市場(chǎng)主流產(chǎn)品分析1、產(chǎn)品銷量分析以淘寶網(wǎng)上的3D打印商店為例，大部分店的月銷量有上千件，甚至有月銷量過(guò)萬(wàn)的，如下圖

12、所示（以模型打印為例）。這表明3D打印產(chǎn)品銷售的前景極廣，潛在市場(chǎng)較大，能夠產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益。圖3部分產(chǎn)品銷量分析2、產(chǎn)品價(jià)格分析以耗材為ABS或PLA的普通模型打印為例，打印一個(gè)15cm高的單色人像模型（如下圖所示），耗材費(fèi)用在100元左右，還要附加支撐材料費(fèi)用、模型修復(fù)處理費(fèi)用、以及無(wú)法提供可以直接打印的三維數(shù)據(jù)而進(jìn)行三維掃描、數(shù)據(jù)處理的費(fèi)用等，因而往往價(jià)格高達(dá)幾百元。圖4 單色人像若以彩色3D打印人像為例，產(chǎn)品費(fèi)用價(jià)格計(jì)算方法各不相同，但多數(shù)都高達(dá)上千元，打印一個(gè)1:1全身像需要數(shù)十萬(wàn)元。這些產(chǎn)品價(jià)格較高，往往其月銷量為0，無(wú)人問(wèn)津。圖5 彩色人像價(jià)格分析3、潛在客戶群分析（1）購(gòu)買模

13、型訂制服務(wù)的消費(fèi)者人群大多是對(duì)3D打印行業(yè)了解較多的，他們大多能自行提供相應(yīng)的STL文件以供打印，所需要的模型包括新產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型、產(chǎn)品打樣、設(shè)計(jì)實(shí)物建模等具有較高實(shí)用性，有助工業(yè)生產(chǎn)等方面的工作。但多數(shù)人對(duì)于三維模型設(shè)計(jì)軟件了解較少，無(wú)法設(shè)計(jì)所需三維模型，若讓商家提供設(shè)計(jì)服務(wù)又需較高的服務(wù)費(fèi)用，價(jià)格過(guò)高讓許多希望保留3D打印紀(jì)念品的消費(fèi)者望而卻步。（2）購(gòu)買彩色3D打印人像服務(wù)的消費(fèi)者往往是希望其具有較為重大的紀(jì)念意義，如結(jié)婚時(shí)及特殊紀(jì)念日訂制婚慶人像、個(gè)性定制，但其高昂的三維掃描、打印費(fèi)用以及打印出的模型與真人有所差距等因素使得銷量難以提高，甚至是購(gòu)買的人極少。三、產(chǎn)品概述1、產(chǎn)品主題十二星

14、座系列圖6 十二星座示意圖2、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案以十二星座為底板，設(shè)計(jì)三維模型，并打印。打印完畢后，根據(jù)其不同的造型處理成各具特色的首飾。整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案由兩位小組成員協(xié)作完成，共同進(jìn)行了產(chǎn)品的主題選擇、整體造型構(gòu)思與相關(guān)文獻(xiàn)資料的查閱工作。小組成員尹亞楠主要進(jìn)行產(chǎn)品的三維數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)與模型打印工作。小組成員陳佳主要進(jìn)行打印樣品的后處理工作與產(chǎn)品設(shè)計(jì)報(bào)告及答辯PPT的撰寫。3、產(chǎn)品目標(biāo)人群主要面向女性，相比而言，女生比男生夢(mèng)幻，愛(ài)好浪漫，許多女性對(duì)星座很感興趣，她們熱衷于各種星座測(cè)試，每天必看星座運(yùn)勢(shì)，看各種星座貼吧，喜愛(ài)各種十二星座主題的飾品。淘寶網(wǎng)上有各種與星座相關(guān)的戒指、手鏈、項(xiàng)鏈、抱枕、手表

15、等相關(guān)產(chǎn)品數(shù)萬(wàn)件，月銷量上千件（如下圖所示），當(dāng)然也有不少與男性有關(guān)的星座飾品。因而星座飾品系列的銷量較為良好。圖7 星座主題產(chǎn)品銷量4、產(chǎn)品市場(chǎng)分析相比于市場(chǎng)上的多數(shù)針對(duì)于模型設(shè)計(jì)與人像掃描成型的服務(wù)而言，3D打印飾品系列在市場(chǎng)上還處于空白階段，市場(chǎng)廣闊，競(jìng)爭(zhēng)小，具有紀(jì)念價(jià)值，包含了流行因素與科技因素，在科技高速發(fā)展的今天體現(xiàn)出了科學(xué)技術(shù)對(duì)生活的影響。目前3D打印技術(shù)高速發(fā)展，有不少的國(guó)際頂級(jí)時(shí)裝設(shè)計(jì)師都設(shè)計(jì)采用3D打印制作的衣服、鞋子，所有關(guān)注時(shí)尚流行的現(xiàn)代女性都會(huì)愿意擁有一款3D打印的時(shí)尚單品，緊跟國(guó)際時(shí)尚潮流。5、產(chǎn)品售價(jià)ABS材料：?jiǎn)蝺r(jià)12元/克。定價(jià)依據(jù)：材料成本、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用、產(chǎn)

16、品設(shè)計(jì)費(fèi)用等。其余產(chǎn)品視材料與工藝而定。所有產(chǎn)品根據(jù)其后處理后的不同美化方式定價(jià)，費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)添加的部件而定。6、產(chǎn)品特色及優(yōu)勢(shì)（1）提供完整的三維數(shù)據(jù)模型，客戶只需選擇款式即可，無(wú)需客戶提供專業(yè)文件，更無(wú)設(shè)計(jì)、修復(fù)模型所產(chǎn)生的附加費(fèi)用，價(jià)格公道。（2）可根據(jù)客戶的要求提供個(gè)性化服務(wù)，保證每個(gè)客戶每次購(gòu)買的飾品都擁有獨(dú)一無(wú)二的記號(hào)，相較于其他飾品更能體現(xiàn)個(gè)人特色。（3）飾品體積較小，打印速度快，耗材較少，成本低，節(jié)約時(shí)間，交貨快。（4）個(gè)性化服務(wù)選擇多樣，如刻字、特別定制情侶款、指定喜愛(ài)的顏色、改變飾品的大小。（5）打印出的各種造型可以組合處理成不同用途的裝飾品，也可采用不同的后處理方式，如噴

17、涂不同顏色、鍍金、制成系列產(chǎn)品等，如下圖所示。圖8 產(chǎn)品發(fā)展方向7、營(yíng)銷方式（1）初期可給予一定的優(yōu)惠，如打折、贈(zèng)送小禮品等。（2）著重宣傳個(gè)性產(chǎn)品，吸引有想法的年輕消費(fèi)者，做特色產(chǎn)品。（3）將產(chǎn)品做成系列，逐步推出十二生肖系列、可愛(ài)動(dòng)物系列、純情花語(yǔ)系列、夢(mèng)幻色彩系列等產(chǎn)品，注重設(shè)計(jì)風(fēng)格，迎合市場(chǎng)動(dòng)向。（4）產(chǎn)品成型后可進(jìn)行淘寶試賣，節(jié)省成本。（5）網(wǎng)站視頻推廣，提高知名度。（6）產(chǎn)品大量生產(chǎn)后可進(jìn)行聯(lián)合相關(guān)賣家共同營(yíng)銷，并成立專門的電話營(yíng)銷中心，對(duì)部分客戶嘗試電話營(yíng)銷，或先進(jìn)行電話推銷，再派銷售代表前往洽談?dòng)唵问乱?，或?qū)σ研纬珊献麝P(guān)系客戶，進(jìn)行電話回訪，關(guān)系維護(hù)。（7）開拓新市場(chǎng)，發(fā)掘新客

18、戶，可以通過(guò)工博會(huì)、展覽等得到客戶的一些資料，比如Email或電話形式，來(lái)提供更詳細(xì)的資料，加大力度推銷我們的產(chǎn)品，根據(jù)對(duì)方的要求改進(jìn)產(chǎn)品。8、產(chǎn)品Logo靈感來(lái)源：美國(guó)美國(guó)時(shí)裝品牌Calvin Klein（簡(jiǎn)稱：CK），采用創(chuàng)始人的名字Calvin Klein。本產(chǎn)品的Logo設(shè)計(jì)如下圖所示。圖9 產(chǎn)品Logo設(shè)計(jì)9、產(chǎn)品包裝根據(jù)季節(jié)選擇不同的包裝盒，如下圖所示。a)春季包裝 b)夏季包裝d)冬季包裝 c)秋季包裝圖10 產(chǎn)品包裝選擇四、樣品展示1、打印好的十二生肖飾品實(shí)物圖11 打印好的十二生肖實(shí)物 下圖為拓展系列動(dòng)物像框系列 圖12 烏龜 圖13 刺猬2、初步處理后的樣品圖14 附加串珠的耳環(huán)圖15 小象相框圖1