3D打印技术的其他应用案例

3D打印技术在文化创意领域的应用虽然才刚刚起步，但有着巨大的发展空间。除了在玩具的生产制造，文物保护、复制及衍生品开发，工艺品制造以及建筑等领域外，3D打印技术还在3D照相、雕塑、时尚服装、实用创意小工具等方面有了广泛的应用。

1.3D照相

几乎每个人都有自己的照片，不过自己的微缩雕塑却不是每个人都能拥有的。3D打印技术在3D照相上的应用可以为你实现这个梦想。首先，需要花大约一刻钟的时间将自己的全身外形扫描至计算机，然后工作人员通过计算机得出数据，并进行处理得出三维模型，利用3D打印机将模型打印出来，从而得到个人的三维实体。经过大约2h的制作过程，三维立体模型就能打印出来，顾客后期还可以按照自己的喜好对其进行上色。微雕塑像的原料可以是有机或者无机的材料，例如塑料、人造橡胶、铸造用蜡等，不同的打印机厂商所提供的打印材质不同。3D真人肖像艺术创意在高端礼品行业的应用，开创了一个新的局面，即高度私属定制时代，也可以称为“信物时代”。图6-48为3D照相馆采用3D打印技术打印的个人微缩肖像模型。

图6-48 3D真人肖像模型

2.雕塑

雕塑是为了美化城市或用于纪念意义，具有一定寓意、象征或象形的观赏物和纪念物。在传统工艺流程下，完成一件雕塑作品通常会经反复修改、删添、起草等流程，然后再进行手工雕琢，一件作品往往要历时几个月。直到数码雕塑艺术的出现，艺术家不再受重力、粘连、切割等干扰，在前期构思中提供了更为宽阔的想象空间。但仅仅有计算机的数字技术还不够，因为它满足的是艺术家们的前期构思，也只能在计算机中呈现自己所想要的艺术作品。数码雕塑的另一里程碑源于3D打印技术的应用，它与数字样机技术完美结合。运用3D打印技术，在计算机中呈现的艺术样品可以不受工艺的限制而被完美地制造出来。

美国博物馆与红眼3D原型制造商合作打印出了跟人等身高的作品——杰弗逊3D雕像，如图6-49所示。这座雕像被放在了史密森尼博物馆。为了展出方便，博物馆制作了杰弗逊雕像的复制品。工作人员通过3D激光扫描现有的雕像，向3D原型制造商发送三维数据。雕像打印结束以后，再经过多次加工让它看起来像铜像作品。后期制作包括抛光、上漆等，再喷涂上金色涂料。

图6-49 利用3D打印技术制作的杰弗逊雕像

来自达拉斯（Dallas）的著名画家和雕塑家Heather Gorham采用动物塔雕塑（图6-50）来诠释人们对不莱梅音乐家的怀念，他在计算机上使用自由造型软件，赋予每一个动物栩栩如生的形象。动物塔雕塑是利用奥格斯堡（Augsburg）服务中心的高性能3D打印机Voxeljet由沙子制作完成的，整个雕塑高1.2m、质量66kg，用了22h打印完成。

图6-51是2012年在韩国展出的雕刻家名和晃平的巨型作品《Manifold》（13m×15m×12m）的1/30模型，采用3D打印机成型。制作微缩模型是为了研究光线效果和仰望时的感受，作品前方是人的1/30模型，通过制作微缩模型，可以对展示方式进行模拟探讨。

图6-50 Heather Gorham的动物塔雕塑

图6-51 3D打印的《Manifold》雕塑的缩比模型

3D打印技术在雕塑艺术品创作的可视化展示中得到了非常好的应用效果。许多离奇的雕塑艺术品的创作灵感来源于海洋生物的形貌、有机化学的晶体结构、细胞结构的生长图形、数学计算演变的结构等。图6-52为基于某种螺旋环面生物的基本形貌而创作的叫作“棘皮动物”的雕塑。图6-53为一种基于细胞生长算法构造的有机体结构图的雕塑模型。图6-54示意的雕塑形式来源于一本关于立体有机化学书籍中对某种网格的描述。后来该晶体结构被普及传播而被称作K4晶体。这个结构在各个方向上的投影存在着巨大不同，需要通过实体模型辅助才可看清其复杂的构造。

图6-52 基于海洋螺旋环面生物形貌创作的雕塑模型

图6-53 基于细胞生长算法构造的有机体结构图的雕塑模型

图6-54 K4晶体结构网格模型

3.别致手机壳

一位来自荷兰的文身绘图设计师，利用3D打印技术打印出了别具异域风情的手机壳，如图6-55所示。这些手机壳采用了新西兰原住民毛利人文身图案，适用于iPhone 4S和iPhone 5。文身设计师从原住民部落人身上的文身图案风格受到了启发，单纯从审美的角度，利用当前最热门的3D打印技术，成功设计并制作出了带有异域风情文身图案的iPhone手机壳。这些手机壳分别有红色、蓝色、白色和黑色不同颜色可供选择。整个文身风格手机壳的制作过程，都是首先用手工绘制文身风格的图案，之后将其转化成高分辨率的Polychemy文件，再转换成三维模型，然后用坚固有弹性的聚酰胺塑料利用3D打印机打印出来模板，最后经过雕刻而制成。这款手机壳一旦安装到你的iPhone手机上，就会与手机结合得非常牢固，并不妨碍所有端口和按钮的使用，也不会对摄像头和闪光灯造成影响。

除了文身图案的手机壳之外，设计者们还利用3D打印技术制作了各种各样的别致手机壳。3D打印和设计公司Polychemy推出的iPhone 4、iPhone 4S和Blackberry专用的手机壳就用了3D打印技术，将较复杂的指纹、复杂的漩涡和迷宫等图案打印出来，有白色、黑色、红色或紫色可供选择，更可把自己的名字融入设计中，使其更具个性化，如图6-56所示。

图6-55 带有文身图案的手机壳

图6-56 利用3D打印技术制作的别致手机壳

4.工艺用具

3D打印技术还可以制作充满创意的小工具。如图6-57a所示的卷线器，这个齿轮形状的卷线器是3D打印作品，可帮助省下整理繁杂数据线的时间。图6-57b所示的3D打印iPad支架，不仅实用，而且外形充满力量感和美感，可作为艺术品摆放在家中。图6-47c所示的3D打印鸡蛋搁架，造型独特，为鸟巢形状，虽然用途不是很大，但是一个能增加生活情趣的创意厨具。

图6-57 实用工艺品

5.服装

近年来，3D打印技术成了一些服装设计师创作时的重要工具。荷兰服装设计师伊利斯·赫本利用3D打印技术设计并制造出了“结晶”主题时装。3D打印技术由此正式跨入时尚设计界，成为潮流思维的环节。图6-58为赫本利用3D打印技术设计制作的服装。

图6-58 赫本利用3D打印技术设计制作的服装(https://www.xing528.com)

3D打印技术为时尚界带来的冲击，不仅使以往布料难以诠释的立体造型得到实践，更重要的是3D打印制作时所使用的3D扫描图、尼龙材料为“合身”下了全新的定义，即它可以完全服贴身形定制。虽然时装秀的概念不知多久之后才会付诸实现，但已有品牌将利用3D打印技术制作的服饰量产。Continuum Fashion公司将“串联”“大小圆点”等设计元素，放入名为N12的全球首款量产的3D打印比基尼中，让它能够更服帖于人体线条，不再受限于传统剪裁。

除了服饰设计之外，讲究时尚外形的家装、制鞋，甚至是艺术创作等，都是3D打印技术的用武之地。美国Continuum Fashion工作室最近设计了一款可穿戴的3D打印鞋“Strvct”，如图6-59所示。这个带有未来主义风格的网状结构主要由3D打印的尼龙组成，在制作过程中要连续不断地给材料分层，直到堆积完成，制作出精细复杂的成品。鞋子从外形上来看十分精致易碎，但实际上不仅轻便而且强韧。内部附加了获得专利的皮质鞋垫，鞋垫上面还涂有一层合成橡胶以增加摩擦力。

此外，设计师们还设计了3D打印制作的塑胶鞋，具有金属质感的高跟鞋，可以带给使用者真正的凉爽，造型别致，夺人眼球。图6-60为造型各异的3D打印的鞋子。

图6-59 3D打印鞋“Strvct”

图6-60 造型各异的3D打印鞋子

6.花盆

三伏天是一年中气温最高且潮湿、闷热的日子，燥热的天气里人们更应注意心情的“降温”，养几株绿植在讨喜的花盆里，是个不错的选择。因此，D.Age公司推出了两款来自“给植物一个家”设计征集活动的3D打印花盆，给人们的心情“降降温”。“留下来做一件不灭的印记，好让那些不相识的人也能知道，我曾经怎样深深地爱过你”，这情感的诉说来自于席慕蓉的《印记》。D.Age旗下设计师正是被这深情所感动，并由此迸发出灵感，设计出了“印记”这两款寄托情感的花盆，如图6-61所示。

图6-61 采用PLA材料3D打印的“印记”花盆

“印记”采用3D打印技术，选用PLA材料制作而成。顶部留有小孔，可以用绳子挂起来，简便、灵活又节省收纳空间；底部留有出水口，有助于滤水透气，给植物创造更好的生长环境。另外，设计师在花盆形态上对男女的体态进行了抽象提取，其造型婉如一对含情脉脉的恋人。

这两款D.Age盛夏白色风3D打印花盆不仅素净淡雅、清新养眼，而且能带来视觉和心理的双重舒适感，更暗含着让我们学会“尊重”的人生哲理，尊重爱情，尊重生命。

7.地理空间信息

3D打印技术在地理空间信息上有了初步应用。在技术方面，地理空间信息使用的3D打印工艺最多的是3DPG技术。该工艺利用粉末材料进行成型，例如陶瓷粉末或金属粉末等。在成型阶段，这些材料粉末不是通过烧结连接起来，而是通过喷洒粘结剂将零件的截面“印刷”在材料粉末上面，再用高压不断紧固，如此循环操作，最终3D模型就能按照设计的需要打印出来。

在整个打印流程中，对地理模型三维数据的掌握是打印出精准模型的关键。获取三维数据主要有两种途径，一是借助CAD三维软件，直接对地理模型进行设计；二是直接通过GIS软件和从卫星3D影像数据中导出三维DEM（数字高程模型）或3D打印机兼容的VRML/PLY文件。获取地理模型3D数据后，便可直接对目标进行打印。

传统的制造工艺相当耗费人力及物力，制作人的水平则更是要非常精湛。但3D打印技术的使用完全可以摆脱在工艺成本上的一些负担，只需要全方位的三维数据或一位三维设计师，再配置一台3D打印设备，就可以完成地理模型从设计到生产甚至是量产。

3D打印技术在地理空间信息领域的应用有如下三个新方向：

（1）房地产3D沙盘模型 比如对于传统的房地产沙盘模型来说，购房者在看建筑沙盘时，往往会发现这些沙盘结构（建筑外体或室内结构剖面）是缺乏标准的比例尺衡量而失真的。而在3D打印技术的支持下，只要前端3D设计流程中提供标准三维设计数据，打印出来的3D沙盘模型不仅外观精细准确，内部结构也是标准的比例，从而极大地提升了其对于购房者的参考价值。

（2）地理信息科研领域 目前，国外的3D打印技术已经在地质研究、地下结构可视化、野外环境分析以及军事指挥等方面有了许多成熟的应用。而在国内，一些测绘装备类企业，也积极为国内的3D打印技术在地理信息领域的应用提供着硬件、软件技术以及数据上的支持，通过精准的测绘数据，便能够清晰地打印出高标准的模型。

（3）地理文化产品领域 地理文化产品可以说是最为亲民的地理空间信息的发展方向。如英国和美国都有专门出售一些3D地理结构的商品和提供3D地形定制化服务的3D打印商。利用3D打印技术制作地图对于客户来说可能意味着，比如某一天这些人征服了一座山峰，他们希望打印一份3D地图来表现他们对这座山“了如指掌”，那么委托3D打印商制作这么一块3D地图将对这些客户有着特殊的意义。另一方面，3D地图也可以作为纯粹的居家展览品、学校的教学工具或者小孩子的玩具。

图6-62为利用3D打印技术制作的地理信息模型。

图6-62 利用3D打印技术制作的地理信息模型

8.机器人

法国一位名叫盖尔·朗葛文的雕塑家仅花了800美元自制了一台真人大小的机器人，所需工具仅包括一台3D打印机、一些电动机以及电路板等，可以实现抓东西、摇晃头部、伸展手臂以及识别人的语音命令等功能。朗葛文为这个机器人取名为“InMoov”，如图6-63所示。

图6-63 利用3D打印技术制作的机器人“InMoov”

9.钥匙保存

粗心大意的人总是丢了钥匙或忘记放在哪里。针对这种情况，比利时保险公司DVV和其代理福布鲁塞尔（Happiness Brussels）推出了一项新的服务，使用3D扫描和3D打印技术来帮助这些经常丢钥匙的人们。

图6-64 3D打印技术可以提供“钥匙保存”服务

这项服务被称为“钥匙保存”，如图6-64所示。客户可以用3D扫描仪扫描出自己钥匙的3D模型，并将其保存在一个安全的服务器上。当钥匙不见了的时候，他们便可以从服务器上下载自己的钥匙3D文件，然后用3D打印机打印出来，最后就可以用这把3D打印的钥匙进入家门。DVV声称这项服务将为这些用户省钱，因为每年都有很多人丢了钥匙后被迫换锁。

10.胚胎模型纪念品

日本工程公司Fasotec将3D打印技术和核磁共振扫描相结合，打印出胎儿模型为准妈妈们留做纪念。准妈妈需要先通过核磁共振扫描，然后3D打印设备利用扫描数据打印胚胎模型。这种服务被Fasotec称为“天使的形状”或“雕刻天使”。在签下协议后，Fasotec会对怀孕妈妈的子宫进行CT和核磁共振扫描，获得子宫内胎儿的3D模型，然后开启3D打印机，用树脂打印出一个完全相同的胎儿3D模型，完成后模型将被包裹在90mm×60mm×40mm的方形礼盒中送给准妈妈们作为纪念。3D打印的胎儿模型如图6-65所示。

图6-65 采用3D打印技术打印的坯胎模型