基于3d打印技術的幼師自制玩具設計與實現(xiàn)——以皮影類玩具為例

3D打印技術被譽為“第三次工業(yè)革命最具標志性的生產(chǎn)工具”，這是一種新型的快速成型技術，其原理是先將實體模型分為若干薄層，每次打印材料生成一個薄層，通過塑料或粉末狀金屬等可粘合材料，層層疊加生成物體。3D打印技術具有高精度、省材料、速度快、個性化定制等優(yōu)勢，這為幼兒玩具的個性化定制提供了諸多裨益。

一、幼師自制玩具現(xiàn)狀分析：

幼師自制的玩具是教師自己制作、非工業(yè)化生產(chǎn)、不用于商業(yè)流通的玩具，是一種教學或輔助教學的用品。幼師可根據(jù)教育和幼兒發(fā)展需要, 對各種材料進行分類、加工、改造、組合, 重新進行玩具教育因素設計。相比商品玩具，兒童對和幼師共通參與制作的玩具情有獨鐘。但幼師自制玩具也有很多問題。首先是粗糙且易損壞；其次，耗費時間和精力；最后，因技術和能力所限，幼師自制的玩具不夠精致，缺乏吸引力。

基于3D打印技術制作玩具能夠有效解決自制玩具的問題。郭力平教授認為用3D打印技術制造兒童玩具有三個優(yōu)勢：環(huán)保并且節(jié)省成本；支持創(chuàng)意變成現(xiàn)實；滿足兒童個性化需求。首先，打印材料聚乳酸為環(huán)保材料，上色采用無毒顏料（如丙烯和手指畫等）；其次，玩具的設計全部在3D建模軟件上完成，保證玩具的精致性；最后，生產(chǎn)過程一律由3D打印機完成，保證了產(chǎn)品生產(chǎn)的便捷性和自動化。

二、基于3d打印技術的卡通皮影玩具設計與制作——以卡通皮影為例

皮影戲作為古人智慧的結(jié)晶 ，由于各種原因逐漸衰落，在幼兒園領域少之又少，僅是簡單認識，在玩具方面很少體現(xiàn)。越來越多家長認識到如果孩子沉迷智能手機等電子產(chǎn)品會影響孩子成長，因而會選擇購買玩具鼓勵孩子在自然環(huán)境中游戲。

運用3D打印技術與皮影藝術相結(jié)合，制作適合學前兒童的產(chǎn)品。本研究改變傳統(tǒng)皮影的形式，并把皮影游戲化，是把兒童耳熟能詳?shù)目ㄍ▌勇巧颓榫皩嶓w化、皮影化，通過角色扮演體驗游戲過程。

（一）卡通皮影玩具制作流程

1.用手工繪制圖紙，將每個卡通對象進行肢節(jié)分解，以圖片形式進行創(chuàng)作模型。

2.用3D建模軟件設計并創(chuàng)作各種各樣的3D模型，用 MAKERBOT專用軟件對模型進行切片處理，生成打印文件。

3.操作3D打印機，觀測3D模型狀態(tài)，及時解決堵頭、斷線、噴頭脫落等問題，更換打印耗材，包括線材和平臺貼膜，打印完成后，用美工刀和鉗子將模型從打印平臺移除，過程中要保證不能對已經(jīng)打印好的模型產(chǎn)生損傷。

4.模型打印完成后，需要用粗磨工具(鑷子和筆刀等)，去除模型的支架和底座上多余的邊角料，粗磨完成后，再用砂紙、電動打磨筆，打磨棒對模型進行細磨和拋光。

5.模型上色：先用鉛筆描繪顏色邊界，確定上色效果，用模型專用上色工具和顏料對模型上色。          

（二）基于3D打印技術的卡通皮影玩具特點

1.在色彩、造型等外觀因素上受到幼兒喜愛，皮影玩具色彩鮮艷、栩栩如生，學前兒童可對卡通皮影的顏色自由搭配。

2.隨著國內(nèi)對外玩具安全和環(huán)保標準的不斷提高，促使玩具消費者從自身健康和安全考慮出發(fā)對玩具的質(zhì)量提出更高的要求?；?D打印技術的卡通皮影所用材料為聚乳酸，所用涂料為可接觸環(huán)保涂料，保證了產(chǎn)品的安全性和環(huán)保性。

3.卡通皮影的四肢和頭部是分別打印的，用金屬絲聯(lián)綴而成，以便表演時活動自如。對于兒童，一個卡通皮影人，只需用2-3根竹棍操縱，符合幼兒身心發(fā)展的特點和水平、符合兒童身心發(fā)展的客觀規(guī)律。

4.由于3D打印技術具有較高的精度且為增材制造，本產(chǎn)品不用剔除邊角料，提高了材料的利用率，并且產(chǎn)品的廢品率較低。

（三）基于3D打印技術的卡通皮影玩具玩法

傳統(tǒng)的皮影藝術，主要再現(xiàn)古代經(jīng)典故事，而本研究中的卡通皮影則根據(jù)兒童喜好，重現(xiàn)經(jīng)典卡通形象，并重構動畫故事。演皮影的屏幕，是用一塊1平方米大小的白紗布做成，教師可以在屏幕上粘貼道具或者繪畫，構建故事情景。演出時，皮影緊貼屏幕活動，人影和五彩繽紛的顏色真切動人。皮影道具小，演出方便，且不受場地限制，兒童也不需正規(guī)訓練，同時可以配以適合學前兒童打擊樂器和弦樂。

三、結(jié)語

用3D打印技術支持幼兒教師自制玩具，可以滿足幼兒和幼師對玩具個性化的需求，也極大的提升了自制玩具的精致度，但也有很多問題丞待解決。首先要求幼兒教師要掌握一定的3D建模技術，具備較高的信息技術素養(yǎng)；其次，設備和材料價格較為昂貴，桌面級3D打印機的打印速度較慢，這提高了打印成本和時間成本；最后，在制作的過程中，需要使用銳器打磨，若兒童參與到了制作過程，有安全隱患。

在這個講求個性化和定制化的時代，幼兒對玩具的要求越來越高，3D打印技術在玩具設計與制作領域?qū)l(fā)揮重要作用。本研究將傳統(tǒng)皮影藝術與3D打印技術結(jié)合，將皮影藝術游戲化和玩具化，3D打印技術在玩教具領域應用進行實踐，僅供參考。

本文來源：《魅力中國》：http://m.k2057.cn/w/wy/25805.html