毕业论文-酒类包装容器设计及其3D打印成型方法.doc

毕业设计（论文）题 目酒类包装容器设计及其 3D打印成型方法应用专 业 包装工程_班 级 包132_学生学号 _学生姓名 _ _ 指导教师 _ 完成时间 2017.6.10_摘要目前中国的白酒产量位居世界第一，白酒在中华民族历史的长河中是物质文明的产物和标志之一。不同地区的消费者，生活方式、消费理念、教育程度等存在差异，所以在设计酒类包装时需要考虑到该商品所在的社会环境、历史文化、人文情怀等因素，而此时富有人情味的原创设计显得尤为重要。本次论文以设计酒类包装容器为主，设计的过程中需要考虑到酒类产品所涉及的社会文化、民族习惯、审美价值、生产工艺、使用价值和经济价值等问题，融合新时代的设计方法，在满足基本的包装功能的同时实现造型上的视觉享受。本次酒类包装容器设计提出了3个设计方案：帝王醉、兽首杯、桃花醉，三个方案从造型、风格和设计理念上均有不同又各自独具特色。现今商品的个性化定制更加吸引消费者，本次酒类包装容器设计使用3D打印成型方法将设计作品进行制作。3D打印成型方法，可直观看到酒包模型成型过程，可通过模型打样分析产品设计的可能存在问题与改进方法。应用3D打印成型方法可以更高效完成模型打印，实现个性化定制，促进商品包装的生产效率。本次设计3D打印成型方法应用选择第三个方案桃花醉进行模型打样，并对最终打样模型进行问题分析。关键词：酒类容器 包装设计 3D打印 个性化AbstractAt present, Chinas liquor production ranks first in the world, and liquor is one of the products and marks of material civilization in the long course of Chinese national history. Consumers in different areas, there are differences in lifestyle and consumption concept, level of education, so the need to take into account the goods where the social environment, historical culture, humanities and other factors in the design of wine packaging, and the original design humane is particularly important.This paper focused on the design of wine packaging container, social culture, ethnic customs, aesthetic value, production process, use value and economic value of taking into account the liquor products involved in the design process, the design method of a new era of integration, to achieve the modeling of visual enjoyment to meet the basic functions of the packaging at the same time. The design of the wine packaging containers proposed 3 design programs: emperor drunk, animal first cup and peach blossom drunk, and the three programs have different features in form, style and design concept, and each has its own unique features.Nowadays, the customization of products attracts more consumers, and the design of the wine packaging containers uses the 3D printing forming method to make the design works. 3D printing forming method, it can see the molding process of the wine bag model directly, and may analyze the possible problems and the improvement methods of the product design through model proofing. 3D printing method can be used to print model more efficiently, realize customization, and promote the efficiency of commodity packaging. This design 3D printing molding method application, choose third programs, peach drunk model proofing, and the final proofing model problem analysis.Key words: wine containers, packaging design, 3D printing, personalized目录1.绪论11.1.研究目的及意义11.2.国内外研究概况11.2.1.国外设计实例11.2.2.国内知名设计实例21.2.3.Solidworks不规则容器的曲面设计及3D打印流程31.3.本文主要研究内容42.酒类包装容器材料与包装设计因素42.1.酒类包装容器的材质42.2.酒类容器包装设计中因素的分析52.3.设计软件介绍83.酒类包装容器的设计过程103.1.帝王醉103.1.1.瓶盖建模过程分解113.1.2.瓶身建模过程分解123.2.兽首杯133.3.桃花醉153.3.1.瓶身建模过程分解173.3.2.瓶盖建模过程分解183.4.模型仿真193.4.1.兽首杯193.4.2.桃花醉214.3D打印成型方法实体应用234.1.3D打印成型原理234.2.“桃花醉”3D打印实物与建模对比255.结论276.致谢语287.参考文献292013届包装工程专业毕业设计（论文）1. 绪论1.1. 研究目的及意义目前中国的白酒产量位居世界第一，在品种繁多的白酒市场上，从酒的销售情况分析得出：酒的内外包装造型的独特风格和不凡的气韵，对白酒的销售起着重要的宣传和促销作用。许多白酒厂商把酒包装的差异性、独特性、原创性、及小批量化、个性化等作为开发白酒市场的主导思路。1 设计一款个性化，具有独特韵味的酒类包装容器具有重要的实际意义，不同地区的消费者，生活方式、消费理念、教育程度等存在差异，所以在设计酒类包装时需要考虑到该商品所在的社会环境、历史文化、人文情怀等因素，而此时富有人情味的原创设计显得尤为重要。现在市场上酒的常见类型：啤酒，葡萄酒，黄酒，白酒，果酒，酒类包装容器大多采用玻璃、陶瓷、金属、塑料制成，成型方法各有不同，尤其对于结构特殊，具有异性结构的瓶身生产制作十分复杂，生产效率也很低，那么对于异形结构的酒类包装容器采用3D打印成型方法将设计模型打印出来，可以直观了解打印过程及方法，可以有效提高生产效率和模型制作效率，具有切实可行的实际意义。1.2. 国内外研究概况酒的品种繁多，酒的分类方法也很多。按商业习惯可分为白酒、黄酒、果酒、药酒、啤酒五大类；在酒类包装设计颜色目前相对稳定，有红、黄、金、白、黑等；酒瓶的造型大致可以划分成圆形、扁圆形、方形、多角形等。在酒类包装容器设计过程中必须遵循一定的客观规律和原则，考虑到该酒产品所涉及的社会文化、民族习惯、审美价值、生产工艺、使用价值和经济价值等问题。1.2.1. 国外设计实例(1) 瑞典绝对伏特加酒瓶瓶体笔直，银色瓶盖，配有非常简单的英文装饰，造型极简，使简单与完美很好地结合。(2) 芝华士12年瓶体采用苏格兰蒸馏器的流线形态，瓶身曲线蜿蜒，带来传统手工的美感。(3) 38年皇家礼炮命运之石是苏格兰历史著名象征之一，酒瓶瓶身似磐石，瓶盖的的镀金像古剑柄也像皇冠，代表无上权力。(4) 法国雅马邑白酒酒瓶造型采用歪头设计，形态好似着绿裙姑娘侧头注视前方，倾斜的酒瓶同时也方便饮用。(5) Sake酒包设计的独特之处在看他的第一眼就会关注它的盖子，仔细看来会发现是可以取下当做酒杯使用，突破了思维定式。1.2.2. 国内知名设计实例(1) 安徽迎客松酒业生产的著名系列谷水坊酒酒瓶是采用蒜头瓶造型作为酒容器的整体造型。顶部为蒜头样，长颈、斜肩，肩向下渐广，圆腹，下部饱满圆润，底平或圈足，器型修长，重心偏底部，手握颈部十分舒适。(2) 陈酒酒瓶设计想法来自于宋代官窑方盆和宋代鼓钉罐两款古代陶瓷器，瓶底和瓶身的下部选择了方盆的造型，瓶身的上部则选用了玉壶春瓶的甁肩与部分瓶身，然后对一些线条和瓶颈上的造型调整和改变，由此设计出了陈酒酒瓶。(3) 刘伶醉酒瓶身大量采用陶瓷，陶瓷瓶身的氧气透过性较低，给酒提供一个“微氧”的环境，使酒在这种环境中缓慢呼吸，口感更加香醇；同时刘伶醉酒的产地河北是产瓷之地，使用瓷器更具社会影响力；陶瓷材质优雅大方，卒中质朴，不滑润，触感好同时也方便手拿，而被设计师给予了多样的人文情愫。(4) “泸州老窖”国窖1573，有一款酒包设计采用竹节的形状，绘制的青花彩绘，将竹子的神韵和气节赋予了酒包设计。(5) “迎驾贡酒”、“剑南春”酒包设计选用赤色，“黄鹤楼”，“水井坊”选择黄颜色为主色调，“洋河大曲”运用蓝色系列酒包等，当地文化特有的色彩应用到酒包设计中在表现出产品档次的同时还增强了商品的增强的辨识度。(6) 茅台，采用瓷瓶，历史悠久，红色飘带象征古代酒旗，与中国文化完美结合。(7) 江苏洋河酒厂的洋河蓝色经典为例，蓝色为主的外包装，瓶身上部较大，下部较细，具有一定的弧度便于手的抓握。(8) “真藏系列”口子窖瓶身外形刚正敦厚又结合现代曲线造型，刚柔并济。(9) 舍得酒瓶身朴素正圆敦厚，以咖色和米白色为主，给人一种阴阳调和动态之美，盒子采用方形盒，蕴含天圆地方，酒里乾坤之意。(10) “酒鬼”设计来自艺术大师黄永玉，瓶身采用湘西土陶制成扎口麻袋的造型含有“酒，粮食也”之意，质朴，率真，典雅。(11) “全兴老窖”，四川名酒，竹子盛产，取材方便，环保无污染，结合竹子美好的中国文化，将竹子作为竹简包装酒瓶，蕴含书与酒的豪迈情怀。1.2.3. Solidworks不规则容器的曲面设计及3D打印流程本次酒类包装容器设计以异形瓶为主，使用Solidworks三维建模软件进行设计和结构分析及优化。对于不规则容器的曲面造型不是简单的拉伸、旋转、圆角等实体构建命令就能轻松完成的，此处需要用到高级曲线功能、曲面功能，辅助实体建模完成最终的3D模型。首先在在开始创建复杂模型时，设计对象只是一个概念，需要在手绘出概念图，有了图片后将概念图导入Solidworks，绘制总体尺寸，用Solidworks提供的样条曲线、样式曲线及面上的样条曲线等命令完成描点，创建出基本轮廓。如果曲线命令不能满足设计过程中的需求，还可以使用投影曲线、组合曲线、螺纹曲线等特征来创造复杂的3D模型。在Solidworks高级曲面功能中有拉伸曲面、旋转曲面、扫描曲面、放样曲面、边界曲面、填充曲面等一系列特征可以帮助完成酒类包装3D模型的设计。有时候形成三维模型时，无法通过放样、扫描、边界特征完成，就可以通过填充曲面来修补，完成的如果是封闭曲面可以自动创建实体，在设计过程中可能有很多种不同的方法，但展现的曲面质量效果可能不同，所以需要多次尝试。3D打印流程可分为5步：图1-1 3D打印流程1.3. 本文主要研究内容(1) 酒类包装容器的设计不同地区的消费者，生活方式、消费理念、教育程度等存在差异，使得人们对产品的需求不同，认知不同，所以要充分了解消费者的心理需求，遵循包装设计“五W一H”的设计思想，即who，where，when，what，why，how，其中where设计地点即商品所在的大社会环境下的地域文化和人文特色，进行有针对性的酒类包装容器设计，该酒类包装容器设计可融入中国传统文化元素，结合视错觉在造型上体现个性化，使最终的设计以简单的颜色和独特的造型满足实用性的同时达到视觉享受和精神享受。本文设计了三款酒类容器，分别是帝王醉、兽首杯、桃花醉，在下文中将会详细介绍设计过程和设计理念。(2) 3D打印成型方法的应用使用solidworks三维建模软件进行酒类包装容器的设计，本次酒类包装容器设计以异形瓶为主，使用Solidworks三维建模软件进行设计和结构分析及优化。对于不规则容器的曲面造型不是简单的拉伸、旋转、圆角等实体构建命令就能轻松完成的，此处需要用到高级曲线（样条曲线、样式曲线及面上的样条曲线、投影曲线、组合曲线、螺纹曲线等）、高级（拉伸曲面、旋转曲面、扫描曲面、放样曲面、边界曲面、填充曲面）曲面功能，辅助实体建模完成最终的3D模型。最终通过3D打印成型软件进行数据分析，最终打印制作实体模型。2. 酒类包装容器材料与包装设计因素2.1. 酒类包装容器的材质目前市场上普遍的酒瓶包装材料有玻璃、陶瓷、塑料、金属等，辅助的物料有纸、布、皮等；玻璃材质给人透明，晶莹，华丽高档的感觉；陶瓷给人丰厚，敦朴，粗犷，拙笨的感受；塑料给人轻便，简单，大众化的感受，金属具有特殊光泽，手感好，给人沉稳，刚强之美。酒的包装材料玻璃和塑料瓶是密集型业务的。1如今，玻璃容器通常是瓶装酒的首选。2然而低价的需求日益增长，环境友好的替代解决方案为葡萄酒装瓶。它仍然是包装材料的选择对葡萄酒的保存效果显著。 3啤酒类包装中使用最hot的是PET瓶，它有较好的气体阻隔性，抗冲击性能高，强度高，抗压强度高，洁净程度高，透明程度高，加工制造性能良好，成形性，稳定性，物理及化学稳定性，耐高温性，抗吸湿性，抗裂性，抗吸湿性等优点，运输便利，可回收。我国中科院研究出的PEN酒瓶，相对于PET存在特别好的阻隔性，防UV，耐热性，耐高温性。国际上研究出的PET啤酒瓶功能都不一样，America有硬质碳膜涂层PET啤酒容器，德国有外侧涂布SiO2 PET瓶，法国锡丹尔公司有氢化非结晶碳PET瓶，意大利西帕公司开发PET一次性生产线，瑞典泰特拉公司有内部涂有玻璃似得氧化硅薄膜的PET瓶，澳大利亚有表面喷涂环氨胺的PET瓶，日本的三井化学公司生产了5层混合型BA-030共聚酯PET瓶，我国的可高温灭菌塑料瓶，合肥稀土仿水晶酒瓶，山东仿陶玻璃酒瓶，青岛广华绝氧啤酒保鲜桶，日本朝日公司的环保啤酒瓶，日本的有色新型啤酒桶、纸盒酒包装、超声波炼酒瓶、自动加温酒罐，荷兰的塑料啤酒瓶等都各具优势和特色。2.2. 酒类容器包装设计中因素的分析现在市场上酒的常见类型：啤酒，葡萄酒，黄酒，白酒，果酒等，酒类容器包装设计中常见因素有历史文化、材料、用途、成本、设计的主观性等。白酒是中华民族物质文明的产物和标志之一。中华民族年代久长，酒文明史积厚流光，酒文化是一种特殊而又广泛的文化征象，渗透在中华传统文化的各方各面；包装也是一门具有历史的科学，酒与包装彼此交流，酒是产品，经过包装后变为商品。在不停的发展中，酒包在不停的变化中变得多样，从基本的实现使用功能变为实用和精神功能同时实现，跟着技术进步慢慢推陈出新，不停变化。在种类繁杂多样的白酒销售市场上，从酒的销售实际研究得出：酒的表里包装造型的独有风格和与众不同的气韵，对白酒的售卖起着十分要紧的宣传和促进销售的作用。有很多白酒厂家把酒类包装的差异性、独特性、原创性、及小批量化、个性化等作为开发白酒市场的主导思路。4约束处理，顾客期望值，材料的耐腐蚀性，成本，环境影响等都是至关重要的参数，在选择包装时必须考虑 。5酒瓶从视觉和触觉两个方面的感官体验传递出它的三维空间的立体造型，酒瓶的设计需要考虑选用的材质，设计造型，实用功能和酒的类别。酒类包装容器大多采用玻璃、陶瓷、金属、塑料制成。酒瓶的外形设计是商品包装设计中具有3D空间属性的艺术设计，其表里构造要依据产品自身的功能来决定。大多数瓶形的形体部位大体可分为口、颈、肩、身、底，其他还包含一些装饰性的功能性的盖、钮、把、耳、嘴等，一个好的瓶型设计需要考虑到各个部位的关系和彼此之间的相互联系，使各结构关系协调，才能取得比较统一效果的酒瓶造型。设计酒包时应考虑到实用功能和酒包的文化性，不能单纯追求漂亮的外表，过分喧宾夺主只会让消费者对商品失去兴趣。包装设计时可以遵循“五W一H”的设计思想，who，where，when，what，why，how，其中where设计地点即商品所在的大社会环境下的地域文化和人文特色。地域文化常是造型设计的灵感来源，对包装设计有着十分关键的引导作用。不同地区的消费者，生活方式、消费理念、教育程度等存在差异，使得人们对产品的需求不同，认知不同，所以要充分了解消费者的心理需求，进行有针对性的设计和开发。借鉴古代陶瓷器造型特点不是全新的思路，但仍有极大的潜力可挖，借鉴传统陶瓷器皿的造型式样运用在酒瓶设计上，要注意造型整体与局部的关系，即大处着眼，小处着手。参考古代陶瓷器皿外形含有的某些线条，在酒瓶瓶身的表层再加一些线条，通过增减或重组，将会产生样式多变的瓶身效果。设计是来自人类的主观创造性活动，除了满足实用性的需求，还会在产品设计中融入自己的意识，而设计者的意识又受到环境文化等因素的影响，称为设计语境，了结语境对产品设计的意义有重要指导作用。6随着人们日益丰富的物质文化需求，酒包设计中融入了越来越多的人文因素，参考当地特色文化十分重要。将不一样的文化赋予酒包装设计，结合现今的设计手法，使现代酒类包装在满足功能的同时，更实现了非物质的转变。人类学家马里诺夫斯基将语境分为“情景语境（语言性语境）”和“文化语境（非语言性语境）”两类。7产品语境属于文化语境，通常是由外部因素相互作用构成的复杂关系所产生，是人与产品进行信息交流时，影响产品语境的传达和理解的情景8随着消费水平提高，人们对包装的需求也将不断提高，设计师便需要寻找新的设计语言来提升包装设计，酒包装设计属于视觉文化的范畴，而视错觉就是一种特殊的视觉表现形式。所谓视错觉，就是利用图形、色彩对人们的错觉或思维进行的一种有别于习惯、常识的暗示。引起视错觉有很多原因，有来自不同观察者的生理或心理，也有来自不同人的感官体验。视错觉增加了包装设计附加值，丰富了酒包文化，二者结合，合理运用，能够丰富酒包设计，拓展设计灵感，增强酒包辨识度，吸引力消费者，增强消费者的好奇心理，提升附加值，增加了市场竞争力，达到促销作用。在酒包设计中看重中国传统化同时也应富有人情味，给消费者是同上带来便利和满足感的同时感受到人性上尊重。酒包装设计运用中国书画中线条的移动或拓展变化，使其成为表达意念、思想感情的重要方式，书法能使简约的线条生成韵美，气韵美一直被看做书法形式的内在魂。9除了书法还有中国传统文化，儒家文化体现了中国传统文化的精髓，酒包设计中若渗透儒家文化，将凸显人性化。色彩在酒包设计中目前比较固定，有红、黄、金、白、黑等，酒瓶的造型大致分为圆形、扁圆形、方形、多角形等。在用色上做到尽可能数量少，色数用的越少，造型和构图的表现力就更显得举足轻重，从而达到颜色少却韵味足，颜色多却不乱的高境界。随着酒类产品市场竞争的日益激烈，掌握消费者对酒类产品的心理也十分重要，影响消费者心理的原因有很多，如顶端辐射心理，自尊需要心理，尊重及形象心理，奢侈炫耀心理，健康及适度心理等。所以根据不同的消费心理设计针对不同消费人群提出与之相对应的的酒类产品设计策略，可以设计不同档次的酒，不同分量的酒，礼品酒，酒赠品，性别年龄区分设计等。2.3. 设计软件介绍本次毕业设计使用了以下几种软件Solidworks、CorelDRAW、Photoshop、ArtiosCAD、StudioVisualizer、Illustrator，本人电脑为Microsoft windows7 64位操作系统，安装使用软件的版本如下Solidworks2014 、CorelDRAWx7、PhotoshopCS6、ArtiosCAD12、StudioVisualizer12、IllustratorCS6。在三维建模方面以Solidworks为主，从软件的使用性来说Creo的曲图2-1相关软件图标线曲面更具有优势，但是从个人的熟悉程度来讲Solidworks操作起来更加快捷，使用了3年时间，且已经获得全国计算机辅助技术认证应用工程师认证证书，那么在一定程度上熟练地操作可以弥补软件本身的小劣势。选取Solidworks还有一个重要的原因在于渲染功能，一键实现效果渲染，不用设置太多的布景和灯光参数，选取好材质和布景模板就可以直接渲染，Creo的渲染参数需要设置房间，灯光，布景等参数，便捷程度上不及Solidworks。CorelDRAW和Photoshop是用来做排版和修图的软件，主要用于竞赛展板的制作，ArtiosCAD、StudioVisualizer和Illustrator用于外包装纸盒的设计与装潢效果渲染，其中ArtiosCAD出盒形展开图，Illustrator安装了Toolkit插件后可导入盒形展开图，在AI中直接进行包装装潢设计，最后可在StudioVisualizer中进行纸盒的效果渲染。ArtiosCAD12、IllustratorCS6、StudioVisualizer12、PhotoshopCS6设计页面展示。图2-2a ArtiosCAD12图2-2b IllustratorCS6 图2-2c StudioVisualizer12图2-2d PhotoshopCS63. 酒类包装容器的设计过程建模以Solidworks为主，下面将三种方案的设计步骤进行分解展示，在建模的的过程中包含基本特征命令如：实体拉伸、拉伸切除、旋转、旋转切除、镜像实体、圆角等，也包括高级曲线曲面功能，在过程分解中我将详细说明。3.1. 帝王醉瓶盖造型参考帝王杯曲线杯口造型，瓶身选用方形酒器造型，瓶身曲线扭转富有一定的动态感，整体造型沉稳大气、质感高贵，又富有动感，是一款适合男性气质的酒包设计。图3-1中三幅图依次为兽首杯整体效果图、轴等测效果图、瓶盖细节图图3-2为软件建模操作窗口和模型的详细建模树展示3.1.1. 瓶盖建模过程分解2次草绘圆形拉伸出盖底座； 图3-3拉伸特征绘制4个分别独立的草图：左右两条引导线，上下两个曲线草图；然后进行曲面放样，通过以上4个草图完成盖身初步造型。前视面绘制曲线，选择曲面拉伸形成一个曲面，然后进行曲面裁剪，互相剪切留下如图造型；提取曲线造型的边缘曲线，通过3D空间草图进行实体转换成为草图作为下一步的扫描路径，然后另建基准面绘制扫描截面椭圆形草图，完成两个草图绘制后进行扫描即可产生瓶盖上的边缘包边效果。图3-4a曲面放样 图3-4b曲面拉伸 图3-4c曲面剪裁 图3-4d扫描3.1.2. 瓶身建模过程分解建立与上基准面平行的基准面1，在上基准面绘制草图2，在基准面1上实体转换草图1生成一样图案的草图2，进行放样，移动绿色放样映射点，使瓶身形成扭转的造型；图3-5a 放样 图3-5b放样结果 图3-5c拉伸拔模在上一步建立的实体底面建立草图，拉伸实体同时向外拔模形成一定斜度的底座；紧接着底座底面绘制草图，等距边缘轮廓，拉伸切除同时向里拔模，形成底座内凹的形状； 图3-6a多次拉伸在瓶身顶面绘制草图拉伸实体同时拔模形成过度的斜面，后面依次在上一步的顶面建立草图绘制圆形，拉伸实体形成瓶口的形状（相似的步骤重复3次），最后 图3-6b抽壳 图3-6c装配抽壳去除顶面，形成最终瓶身。整个设计采用自上而下的设计方式，在装配体中完成装配和渲染如图所示。3.2. 兽首杯兽首杯造型仿自兽首玛瑙杯，杯身形若藏羚羊，曲线流畅，双眼圆图3-7整体渲染效果图睁， 炯炯有神，兽角曲线流畅与杯身自然交融，采用方形杯座更加稳固，整体外形流畅舒服，在饮酒之时更带来感官享受。但是方案二胜在造图3-8为软件建模操作窗口和模型的图3-8详细建模树展示型优美，作为包装的实用性就比较差了。图3-9a曲面放样 图3-9b曲面拉伸 图3-9c曲面裁剪绘制4个独立草图，其中两条为上下轮廓引导线，另外两个为放样截面,然后进行曲面放样形成杯身的主要形态；绘制斜形杯口的截面形状，进行曲面拉伸形成辅助曲面，然后进行曲面裁剪，选择互相裁剪形成曲线边缘。在上视面绘制矩形草图拉伸实体到指定面，同时设置拔模斜度形成方形底座；前视面绘制曲线，拉伸曲面形成蓝色的辅助曲面，然后进行曲面裁剪形成颈部与头部衔接的部分。图3-10a 凸台拉伸拔模 图3-10b曲面拉伸 图3-10c曲面裁剪兽角的部分比较复杂，需要绘制5个独立的草图，一条引导曲线，4个不同部位的放样截面，靠右边的放样截面是用曲面上的样条曲线绘制的，直接在已有的特征上绘制，不需要建立基准面，其他三个草图绘制完就可以进行曲面放样形成兽角的形状，然后镜像实体形成一对兽角。图3-11a 放样 图3-11b镜像头部的绘制也较为复杂，需要绘制4个独立的草图，将头部按4部分截面进行绘制，如图蓝色曲线为放样截面，绿色为映射点，然后进行曲面放样形成头部；嘴的部分建立3个相互独立的草图，其中两条的曲线来自上一步的轮廓进行实体转换应用，然后进行曲面放样形成嘴的部分。图3-12a曲面放样 图3-12b曲面放样 图3-12c曲面拉伸 图3-12d曲面旋转眼睛的部分原理还是先绘制辅助曲面，然后与头部进行相互裁剪形成眼睛的轮廓； 眼睛通过建立基准面，绘制圆形草图旋转成型。3.3. 桃花醉创意设计以桃花醉为出发点，灵感来源传统酒束瓶身，采用白陶瓷材质，绿色环保可回收，瓶盖与瓶身曲线流畅，瓶身枝叶与瓶盖花型呼 .瓶身的枝叶，枝条浮凸，叶片内凹，更具动态；瓶盖可作酒盅，内含桃花印，品尝的每一口都包含者一花一世界，整体造型简洁大方，又柔和美观赋有禅意。往右从上往下图3-13a瓶盖透视图 图3-13b瓶盖渲染图 图3-13c整体效果爆炸图图3-13d整体透视图 图3-13e整体效果装配图相配的外包装盒内有纸板隔衬对酒瓶进行缓冲保护，图文处底纹有UV效果，文字处采用烫金，以盛开的桃花为背景图，突破了传统酒包的装潢，给人一种新的视觉体验。这款酒包更适合女性群体。图3-14a包装盒效果图 图3-14b包装盒装潢图 图3-15为软件建模操作窗口和模型的详细建模树展示3.3.1. 瓶身建模过程分解瓶身绘制曲线外形旋转成型，建立新的草图绘制瓶子内腔形状旋转切除，内腔与外形的形状并不一样，要考虑到瓶子底部的内凹结构的空间预留，然后建立新的草图绘制平底内凹的结构旋转切除即可，这是瓶身的大体造型基本完成，而较为复杂的是瓶身枝叶的花纹。枝条使用的是放样功能，绘制了5个独立的草图，一条为枝条曲线路径，其他4个草图为不同部位的草绘截面，不同部位截面的绘制需建立不同的基准面，绘制完成后进行放样，形成浮凸的枝条。叶片的绘制选择曲面上的样条曲线，在瓶身上绘制2个独立的草图轮廓曲线，建立过其中一条曲线两点的基准面，在基准面上绘制叶片的侧面曲线，完成3个独立的草图绘制后，选择放样切除命令，形成内凹的叶片造型；用同样的方式绘制另一个叶片。图3-16a旋转瓶身 图3-16b旋转切除内腔 图3-16c放样 图3-16d 放样切除 图3-16e完成效果3.3.2. 瓶盖建模过程分解新建草图绘制一个十边形，拉伸实体同时选择向外拔模形成辅助的实体特征；选择过指定点的曲线建立一个通过十个点的空间曲线留做备用；新建草图绘制图形旋转成型作为瓶盖边缘，并且新建草图将边缘的上边缘线实体转换成草图备用；新建基准面绘制草图与瓶盖边缘等距一定距离，该草图比瓶盖上边缘的图像要大，留做备用；现在用过曲面放样，选用刚才用来备用的三个草图进行放样，然后加厚形成花型瓶盖上部；新建草图绘制瓶盖底部的旋转截面然后旋转成型，完成瓶盖底部的建模。图3-17a 构造辅助空间线 图3-17b旋转图3-17c曲面放样 图3-17d加厚 图3-17e 旋转 图3-17f旋转切除图3-18拉伸花瓣 图3-18b拉伸花蕊 图3-18c完成效果桃花印在顶部，新建草图绘制一瓣桃花圆周阵列成五瓣桃花，拉伸实体同时向内拔模；在上一步实体上面新建草图绘制一对花蕊圆周阵列成五对花蕊，拉伸实体形成外浮的纹路，进一步倒圆角使细节更平滑。 3.4. 模型仿真建模完成后会根据实际物体需要进行斑马条纹分析、曲率分析、有限元分析、力学分析、内容积评估、流体仿真等。观察斑马条纹是否流畅圆满可以判定曲面的光滑程度，如有截断则表示此处有突变。曲率分析可以了解到模型曲面较为尖锐的地方。便于进一步改善设计，力学分析方便模拟实物在实际中可能的受力分析，方便了解受力薄弱的部位进行改进。3.4.1. 兽首杯建模完成后进行模型渲染，斑马线检查可以看到斑马线光滑完整没有突变僵硬的地方，说明整个造型曲面完整光滑；曲率检查可以看到红色的区域是曲面弯折较大的地方；图3-19斑马线检查 图3-20曲率同时进一步进行的有限元分析，静应力分析，静态位移等，材质选用PP，底部固定在外表面、羊角下表面均匀施加50N的外力进行模拟，模拟结果如图。静应力分布还比较均匀，静态位移可以看出兽角的部分位移较大，后期需要在兽角和杯身的部分添加紧固材料。图3-21a 有限元网模型格化 图3-21b施加外力部位图3-21c静应力分析图3-21d静态位移分析3.4.2. 桃花醉同时进一步进行的斑马线检查、曲率检查、有限元分析，静应力分析，静态位移等，材质选用陶瓷，底部平口固定在瓶身外表面施加均匀50N的外力进行模拟，模拟结果如图。瓶身模拟后已经破裂，静应力分布还比较均匀，内凹的叶片纹路静应力更大，静态位移可以看出叶片部分确实是较为脆弱的部分。 图3-22a 斑马线检查 图3-22b曲率检查 图3-22c 有限元网模型格化 图3-22d施加外力部位图3-22e静应力分析图3-22f静态位移分析4. 3D打印成型方法实体应用4.1. 3D打印成型原理日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。根据查阅和访问目前市面上存在的3D打印的几种成型方式有FDM（熔融材料成型，大多数使用该打印方式，打印过程更直观，多用于教学实践）,SLA（光雾化成型，激光烧结材料硬化，多用于航天等高端行业）,SLM（粉末打印，主要用于金属打印）,SLS（尼龙粉末颗粒打印，通过激光烧结打印成型，机型较大价格偏贵，属于工业级别）。3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。3D打印的流程分为：设计三维建模导出stl格式，导入打印分层软件（Cura）进行切片处理，完成打印。切片处理打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。三维打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够（在弯曲的表面可能会比较粗糙，像图像上的锯齿一样），要获得更高分辨率的物品可以通过如下方法：先用当前的三维打印机打出稍大一点的物体，再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。有些技术可以同时使用多种材料进行打印。有些技术在打印的过程中还会用到支撑物，比如在打印出一些有倒挂状的物体时就需要用到一些易于除去的东西（如可溶的东西）作为支撑物。4.2. “桃花醉”3D打印实物与建模对比瓶身俯视图瓶身仰视图瓶身主视图装配图实物图4-1a瓶身实物俯视图图4-1b瓶身实物仰视图图4-1c瓶身实物主视图图4-1d瓶身实物装配图建模图4-2a瓶身建模俯视图图4-2b瓶身建模仰视图图4-2c瓶身建模主视图图4-2d瓶身建模装配图瓶盖俯视图瓶盖仰视图瓶盖主视图实物图4-3a瓶盖实物俯视图图4-3b瓶盖实物仰视图图4-3c瓶盖实物主视图建模图4-4a瓶盖建模俯视图图4-4b瓶盖建模仰视图图4-4c瓶盖建模主视图打印的成品存在损坏的情况，影响因素与模型大小、打印材料的选择、机器的选择（材料熔融温度、打印平台的平整度、分层的精度）等有关，为了方便打印还要考虑模型的厚度以及等比缩小打印后的厚度是否符合打印精度，一般机器的打印精度为0.2mm。本次酒类包装容器有三个方案，但个人更倾向于第三种方案，方案一瓶盖为独特之处，但瓶身造型不具有独特性，曲线也不够流畅，方案二造型美观但应用于酒包容器不具有实用性，华而不实，方案三整体曲线更流畅又不失造型，在包装上可能密封性有所欠缺，可以后期瓶盖加上薄而透明的软橡皮膜增加密封性，从整体上最终选择了方案三进行3D打印。本次试验打印的最终成品为原模型68*68*178的70%体积进行打印，打印总时长约为4小时，打印材料为PLA，瓶盖侧面有浅细的裂纹，主要由于等比例缩小后壁厚较薄和机器本身的精度问题；瓶身整体较为光滑，瓶底有绿色，主要是由于上一个打印制品选用绿色，打印头内有残留的熔融材料，所以带入了下一个产品的打印；在打印过程中有残次品，表面粗糙、材料拉丝，主要是由于机子本身性能太差，所以最终成品是换了一台机器打印而成的。5. 结论本次毕业设计使用了以下几种软件Solidworks2014 、CorelDRAWx7、PhotoshopCS6、ArtiosCAD12、StudioVisualizer12、IllustratorCS6，共设计了三种酒类容器方案，分别是帝王醉、兽首杯、桃花醉，三种设计风格都偏古风，借鉴了中国古代酒类器具的元素 ，如帝王醉的瓶盖融入了古代酒樽的造型，兽首杯借鉴了唐代兽首玛瑙杯，桃花醉借鉴了清酒酒束的外形，在借鉴中又不失创新。三套方案的设计主要以Solidworks2014为主，进行的三维建模和效果渲染及仿真，建模过程也会遇见难题，如何通过建模特征更好地展现模型设计结构是关键，最终兽首杯和桃花醉制作了展板参加了绿色包装创意大赛，3D打印成型方法实体应用选择了第三套方案，整体造型曲线流畅美观大方，最终成品为原模型68*68*178的70%体积进行打印，打印总时长约为4小时，打印出的实物模型还比较满意，瓶体完整，花纹清晰，瓶盖曲线流畅，盖内桃花印较完整清晰，但由于打印机本身的精度、模型壁厚、融化塑料的温度、打印分层方式、还有最终脱模等多方面原因，最终得到的模型手感略粗糙，瓶盖有微弱裂痕。所以在打印实体之前要将等比缩放的壁厚考虑进去，目前校方3D打印机最小可打印精度为0.2mm，当壁厚为1mm时就已经很薄了，花纹图案只要0.5mm就可以清晰可见。6. 致谢语不知不觉大学四年就即将结束，在这段日子里，感谢父母对我大学的里热爱的事情的支持，给我资助了电脑才撑起了我的梦想，我才能在兴趣的动力下学习更多的软件，做更多的事；感谢我妹马丽，对我参加比赛的支持和帮助；感谢本院的孙振锋、谢利、裴璐、安宁丽、杨斌等各学科老师对我支持和培养，学会知识和软件只是一种能力，而老师们为我提供了展示的平台；感谢机仪学院的蒋建康、雷淑存、杨振超、王建磊、周春国、郑建明、王伟等多位老师对我兴趣爱好的支持；感谢工训中心李玉峰老师、王江宇同志对我3D打印的支持；感谢印包学院和机仪学院的同学、朋友们，因为你们的支持我才更加有勇气继续走下去，也许在成长的过程中犯错，你们也包容了我；感谢球队的队友们，再辛苦、再紧张也坚持训练，坚持每一场球赛，我们将青春与汗水留在了理工大的篮球场。感谢唐仲英爱心社，让我学会要懂得感恩，也谢谢唐忠英老先生的资助；感谢学校，努力需要认可，在比赛与获奖中我感受到来自学校的支持，是一种踏实和满足，谢谢母校对我的培养。此处还特别感谢时营先生对我设计作品的认可和支持。7. 参考文献1 Eilert, S. J. New packaging technologies for the 21st century. Meat Science, 2005 (71) 122-1272 Charters, S., & Pettigrew, S. The dimensions of wine quality. Food Quality and Preference, 2007 (18) 997-1007.3 Mentana, A., Pati, S., La Notte, E., & del Nobile, M. Chemical changes in Apulia table wines as affected by plastic packages. LWT - Food Science and Technology, 2009 (42) 1360-1366.4 夏三鳌.中国传统白酒包装设计的新思考J.艺术教育，2006（9）5 Winder, B., Ridgway, K., Nelson, A., & Baldwin, J. Food and drink packaging: who is complaining and who should be complaining. Applied Ergonomics, 2002 (33) 433-438.6 詹文耀.传统陶瓷形态在玻璃酒瓶设计中的运用研究J.包装工程 ，20