本着产品创新设计的出发点，进行创意茶具的概念设计。选取茶杯作为设计主体，选取马蹄莲作为仿生实体。基于3D打印技术特点，运用仿生设计进行形态和内部结构设计，兼具隔热防烫的外部结构设计，经过对马蹄莲这一植物形态和结构的仿生，加之对产品外部的螺旋结构的设计，从仿生草图开始，到三维建模结束，通过不断调整完善，形成本款茶杯的最终概念设计成品。
Abstract ：With the wide application of tea cup utensils, their shape design has been developing continuously. Based on the starting point of product innovation design, carry out the conceptual design of creative tea sets. The teacup is selected as the design subject, and the calla lily is selected as the bionic entity. Based on the characteristics of 3D printing technology, the bionic design is used for shape and internal structure design, and the external structure design of heat insulation and scald prevention is also used. After the bionic design of the plant shape and structure of calla lily and the design of the spiral structure outside the product, the final conceptual design product of this tea cup is formed from the bionic sketch to the end of 3D modeling through continuous adjustment and improvement.
1 产品设计理念
我国作为茶的发源地之一，我国的茶文化距今已有近千年的发展历史，具有深厚的历史底蕴和人文内涵。茶具即饮茶器具，作为承载体成为了茶道精神的表现形式。茶道精神的内涵在于回归本性、回归自然[1]。结合茶道精神蕴含的深刻内涵，将茶杯在形态和结构上进行仿生创新设计，选取具有独特形态和结构美感的植物马蹄莲花作为仿生对象，设计形成最终成品。为保持产品形态和结构上制作的完整性，最终决定结合3D打印技术特点进行一体化成型设计。
1. 1 3D打印技术运用
3D打印技术是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合的材料，通过逐层打印的方式来塑造物体成型的技术”[2]。3D打印技术作为数字化时代下，创新的增材制造技术，鉴于其特殊的工作原理，即通过将3D数字模型离散为二维片层，将原料分层叠加固化，从而将输入计算机的图形数据转化为三维实体产品。故而，通过3D打印技术生产产品可以使得产品一体化成型，生产周期短，结构设计性强，可以适用于结构复杂、产品性能强的产品的生产，近些年被广泛应用于各产品和材料生产的行业中。随着3D打印技术的不断发展和完善，也为3D打印技术在产品生产方面的应用提供了可实现路径。本款茶杯设计，在产品形态结构上，采取的是抽象仿生的设计。茶杯的形态优雅，但茶杯形态为一体化设计，自身的结构较为复杂，难以制作和塑造茶杯的模具，通过传统的减材技术生产制作不但耗材多，制作周期长，而且难以保持茶杯结构和形态的完整性和产品的观赏性。因此，本款茶杯的设计结合3D打印技术的原理，在茶杯的回旋结构和整体形态设计上体现了3D打印的性能和优势。利用3D打印技术进行本款茶杯的制作和生产能够将该产品设计的艺术形式和形态美感完整体现在其原有功能性的基础之上，将产品形态设计的美感融入现代审美观念。
1. 2 抽象仿生设计的应用
“仿生设计学亦可称之为设计仿生学（Design Bionics）‚它是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，主要涉及到生物学、机械学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、形态学等相关学科”［3］。仿生设计学的发展以及仿生设计在产品形态设计中的应用，能够拓宽产品设计师的想象空间，极大丰富产品的形态数量，更加符合现代消费者的心理需求，有效增加产品的附加值，仿生设计将成为未来产品形态设计的流行趋势。在运用仿生设计进行产品形态和结构设计过程中，通常运用具象仿生和抽象仿生两种仿生方式[4]。中国作为茶的故乡之一，中国的茶文化至今已经有几千年的沉淀和发展。茶杯作为茶具的组成部分之一，亦为茶文化的一种体现，在茶杯形态和结构设计上，可以运用仿生设计学原理，通过仿生设计将茶文化与自然因素有机融合，形成特色创意茶具，这也是本款茶杯设计的初衷和理念之一。基于上述理念，本款茶杯在结构和形态设计上运用仿生设计学原理，通过抽象仿生的方式，从马蹄莲的自然形态出发，反复推敲，概括马蹄莲直观形态，直至抽象形态，利用马蹄莲形态的抽象形态进行具体的茶杯形态设计，在茶杯整体形态上反映出马蹄莲的独特本质特征。
1. 3 隔热防烫外部镂空设计结构运用
商品的属性之一即商品具有使用价值，即商品能够满足人某方面需求的有用性。落实到茶杯上，茶杯作为茶具的组成之一，其基本功能用于茶水的承载和品茗，主要使用于品茶过程中。鉴于茶叶性质，对其冲泡需运用70℃以上水进行冲泡，因而冲泡茶叶和承载茶水的器皿材质需耐热，且冲泡过程中表面温度较高，容易发生烫伤。结合茶杯的功能性和用途，在茶杯设计过程中，其材质的耐热性和整体的隔热性、散热性设计成为本款茶杯设计过造中所考虑的必然因素。本款茶杯主要采用的是陶瓷内胆和塑料外观，内部空间大，杯子内壁和外壁之间采用空气隔热设计，外部采用螺旋镂空设计，可以有效的增加散热速率，有效隔热，解决在茶杯使用过程中由于茶水温度过高出现烫伤的风险。
2 产品设计实践
2. 1 仿马蹄莲抽象形态和内部结构设计思路
马蹄莲的形态和结构具有抽象的美感，因而本款茶杯仿生设计的主要思路是基于对马蹄莲这一植物的外在形态及结构秩序进行抽象仿生设计，充分运用仿生要素中的形态要素和结构要素，属于综合仿生阶段的仿生设计产品。在茶杯形态的仿生设计上，主要采用的是抽象形态仿生方法，即针对马蹄莲这一实体的三维形态抽象至二维形态，提取马蹄莲的特征曲线，再将马蹄莲的二维特征曲线与茶杯设计的产品要素相结合，进行再马蹄莲的二维特征曲线基础上的自主创作和发挥，逐步将马蹄莲的二维特征曲线实体化，形成最终的抽象仿生设计茶杯[5]。在茶杯结构仿生设计上，针对马蹄莲的秩序结构进行抽象仿生。本设计最终成品茶杯的内在结构和外在表现形态与马蹄莲的真实原始形态和结构具有较大差异，但茶杯的神态与马蹄莲的神态十分相似，设计思路坚持抽象仿生的“神似”而非“形似”。
2.1.1 形态抽象仿生的设计过程
基于本仿生设计的仿生实体马蹄莲，首先对马蹄莲这一植物实体三维形态进行观察和分析。马蹄莲多角度的形态展示如图1所示，根据图片观察得出马蹄莲的基本三维形态是浆果短卵圆形，叶片较厚，呈现箭形或者心状箭形，先端比较尖锐。以马蹄莲为设计参照物，针对马蹄莲三维形态的表现形式，提炼出马蹄莲的三维形态特点。将马蹄莲作为模板，通过有机曲线初步描绘出马蹄莲的初步线状形态，逐渐细化。根据直观观察结果，结合马蹄莲三维形态的特点，经过不断推演，反复调整有机曲线，将马蹄莲的二维特征曲线通过草图方式展现出来，
