3D打印技術(shù)對當(dāng)代工藝美術(shù)的促進(jìn)作用

鄭小平

摘 要：3D打印技術(shù)將會對未來制造業(yè)還有人們的生活方式造成非常重要的影響，其應(yīng)用深度與應(yīng)用廣度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的預(yù)期，其中對于當(dāng)代工藝美術(shù)在技術(shù)和樣態(tài)等方面的影響尤其引人注目，但是由于這一技術(shù)的新穎性，相關(guān)的討論與研究尚不充分，為了滿足二者關(guān)系的深入研究要求，需要利用爬梳基本理論、實踐過程的辦法，說明3D打印的內(nèi)涵及其優(yōu)勢，并指出其對當(dāng)代工藝美術(shù)在審美上和技術(shù)上兩方面的促進(jìn)作用，此外，還可以嘗試舉例說明3D打印在雕塑、陶瓷等方面的卓越作用表現(xiàn)，以期推動當(dāng)代工藝美術(shù)的全面進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：3D打?。划?dāng)代工藝；當(dāng)代美術(shù)；促進(jìn)作用

引言

近些年來，因為美國、德國等先進(jìn)國家對3D打印技術(shù)的關(guān)注，其他各國也陸續(xù)對之加以重視起來，使得全世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了3D打印的研究熱潮。3D打印技術(shù)是一種擁有前沿化和先導(dǎo)化特點的新型技術(shù)手段，它正以無可比擬的優(yōu)勢在傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上造就變革的可能性，甚至為《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》等權(quán)威刊物評價為帶動第三次工業(yè)革命的關(guān)鍵性技術(shù)?，F(xiàn)今，3D打印技術(shù)已然在建筑、醫(yī)學(xué)、航天、考古等行業(yè)有了長足進(jìn)展，而在當(dāng)代工藝美術(shù)的研究方面，也大有可供應(yīng)用的美好前景。

1 3D打印的基本內(nèi)涵

1.1 3D打印的概念

3D打印技術(shù)屬于快速成型技術(shù)門類之一，它將3D打印機(jī)視為技術(shù)基礎(chǔ)，并借助三維數(shù)字模型的幫助，以粉狀金屬、石膏、塑料等作為粘合材料，利用逐層打印的辦法對實物加以再度構(gòu)建。3D打印方法的精度非常高，一般打印可以達(dá)到最薄厚度為0.025毫米的效果，這樣的特點確保即使采取低檔3D打印機(jī)，同樣能夠形成高質(zhì)量產(chǎn)品。

1.2 3D打印的工作機(jī)理

利用3D打印技術(shù)由構(gòu)思到取得實物，需要經(jīng)過如下4個過程：

1.2.1三維模型構(gòu)建

構(gòu)建三維模型可以采取用AutoCAD、Blender等直接建模的辦法，也可以采取Polhemus、ZCorp等掃描儀取得目標(biāo)三維數(shù)據(jù)再加以數(shù)字化處理的辦法。

1.2.2分層切割技術(shù)

在3D打印機(jī)工作時，無法直接實現(xiàn)3D打印，而是要把三維數(shù)字模型向二維圖形信息轉(zhuǎn)換，再在二維圖形信息范圍內(nèi)加以打印，這就決定了必須經(jīng)過分層切割技術(shù)的環(huán)節(jié)。

1.2.3造就三維模型

造就三維模式使之成型可以采取兩種手段，其一是利用3D打印機(jī)把材料依相應(yīng)的二維信息，進(jìn)行分層疊加，使之逐步形成三維物體；其二是借助高能激光的辦法使熔化合金分層熔結(jié)造就三維模型使之成型。

1.2.4最終加工處理

當(dāng)3D打印基本完成之后，物品表面有可能留有殘留材料，或是毛刺，或是余料，需要對之加以打磨處理，并附加涂膠、上色等工藝。

1.3 3D打印的應(yīng)用材料

在2000年前，進(jìn)行3D打印更多使用塑料，其分辨率雖然很高，但是結(jié)構(gòu)堅固度不足，無法用于實用更強(qiáng)的實物制作；如今3D打印可以應(yīng)用的材料更多，如塑料、陶瓷、樹脂、金屬、玻璃等等。塑料中包括ABS材料、PC材料以及尼龍材料等，其強(qiáng)度高、抗老化等優(yōu)點非常引人注目；金屬材料中包括鈦合金、鋁合金，還有金、銀等多種貴金屬。此外，陶瓷材料的耐熱、耐腐蝕性；橡膠材料的高彈性、強(qiáng)拉伸度；光敏樹脂材料的防水、耐高溫等優(yōu)勢，也分別為3D技術(shù)研發(fā)人員所重視。

2 3D打印用于當(dāng)代工藝美術(shù)的優(yōu)勢

2.1技術(shù)復(fù)雜性的突破

首先，在當(dāng)代工藝美術(shù)中應(yīng)用3D打印技術(shù)，無需過多考慮打印的復(fù)雜程度，3D打印更多的是需要研究技術(shù)、時間、材料等同目標(biāo)物體大小的關(guān)系，同目標(biāo)物體本身的復(fù)雜程度關(guān)系不大。其次，在當(dāng)代工藝美術(shù)中應(yīng)用3D打印技術(shù)，無需過多考慮組裝問題，同傳統(tǒng)制造業(yè)比起來，3D打印技術(shù)不用把過多精力和花費應(yīng)用到組裝過程，而是借助一次性打印的特點，盡可能節(jié)約了產(chǎn)品組裝繁瑣度，減少了生產(chǎn)成本。第三是零限制突破，在當(dāng)代工藝美術(shù)實踐中，3D打印技術(shù)顯然更毋庸受到產(chǎn)品形狀的限制，這幾乎是傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝無法所見的，比如可以借助3D打印機(jī)，直接打印能夠植入孔洞中的復(fù)雜部件，讓該作品在形狀上顯出更復(fù)雜多變的特點；與此同時，3D打印也達(dá)到了尺寸變革的要求，一方面可以打印出常規(guī)工藝美術(shù)作品，另一方面也可以打印城市雕塑、微雕微印等巨型、微型工藝美術(shù)作品。第四是有零技能制造的可能性，借助3D打印機(jī)進(jìn)行工藝美術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，對于技術(shù)的要求相當(dāng)?shù)停粋€普通人即能夠在無需專業(yè)培訓(xùn)的前提下，達(dá)到3D打印機(jī)的熟練應(yīng)用，而專業(yè)3D打印工作者則可以從事更多富有創(chuàng)新性的活動。

2.2材料復(fù)雜性的應(yīng)對

首先是對于品種多樣性的適應(yīng)，對于3D打印來說，生產(chǎn)50件相同產(chǎn)品與生產(chǎn)50件不同產(chǎn)品，在成本上并沒有很大差別，這是其適應(yīng)于當(dāng)代工藝美術(shù)的優(yōu)勢所在。其次，3D打印在剩余廢料方面浪費很少，特別是對于金屬材料的打印，廢料剩余優(yōu)勢更是非常值得矚目，這種打印方法毋庸對材料加以鑿刻，而僅僅將材料疊加為成品。第三是材料色度幾乎是無限的，3D打印技術(shù)能夠?qū)⒒绢伾M(jìn)行近于無限種組合，達(dá)到色度的千變?nèi)f化效果。

3 3D打印對當(dāng)代工藝美術(shù)的促進(jìn)作用分析

3.1技術(shù)上的支持

從正面來講，如上面所言，3D打印技術(shù)可以利用電腦建模打印的辦法，帶動精準(zhǔn)性的全面進(jìn)步，防止手工制作過程中偶發(fā)性因素帶來的遺憾。另外，更為關(guān)鍵的一點在于，3D打印技術(shù)利用了參數(shù)化設(shè)計使設(shè)計空間得到開拓，利用一體化設(shè)計，使設(shè)計形體復(fù)雜化成為可能。在這些優(yōu)勢的帶動下，一些原本瀕臨失傳可能的傳統(tǒng)工藝美術(shù)也有可能再度復(fù)興，在這方面，當(dāng)代工藝美術(shù)的探索有很多，比如可以借助3D打印技術(shù)實現(xiàn)對城市的整體大型雕塑，使雕塑中全面呈現(xiàn)不同人形，達(dá)到復(fù)雜化結(jié)構(gòu)特點，這種結(jié)構(gòu)是手工制作方式幾乎難以達(dá)到的。再比如下圖所示的以3D打印技術(shù)構(gòu)造的項鏈，我們可以發(fā)現(xiàn)：其每一個鏈環(huán)均由很多單詞氣組成，項鏈整體則可以呈現(xiàn)出完整的文章，可謂創(chuàng)意十足。

而從反面來講，當(dāng)代工藝美術(shù)行業(yè)有一種不健康的心態(tài)，也就是要用工代藝，比如在頭發(fā)上刻字、超過五十層的象牙制品等，這些作品材質(zhì)名貴、技藝高超，雖然有一定的可觀之處，可是其藝術(shù)水平和思想內(nèi)容卻為工巧的形式所掩蓋，致使工藝美術(shù)品變成工術(shù)品，即不“藝”，也不“美”。不過我們應(yīng)該認(rèn)識到：因為3D打印技術(shù)的存在，這種工術(shù)品的價值將會大打折扣，繼而失去競爭優(yōu)勢，從而使工藝美術(shù)返璞歸真，重新回到“藝”和“美”的境界中去。

3.2 審美上的支持

在當(dāng)代工藝美術(shù)中融入3D打印技術(shù)，無疑可以帶動工藝美術(shù)的品格。對于工藝美術(shù)人員而言，3D打印技術(shù)不容易遇到技術(shù)與材料等方面的影響，可以做到“任意而為”，前文已有說明，這里不再贅言。對于普通大眾來講，3D打印還可以促進(jìn)一般審美能力的進(jìn)步，從而間接帶動當(dāng)代工藝美術(shù)作品格調(diào)的上升?，F(xiàn)今的大批量機(jī)器制造雖然能夠給大眾以多樣化選擇空間，可是這種選擇在程度和范圍上都極其有限，屬于大批量的個性，普通大眾所接受的只是藝術(shù)創(chuàng)作者強(qiáng)加的“個性”并非真正屬于自身的個性。對于普通消費者來說，其個人“個性”需求若想得到真正滿足，只有在3D打印時代來臨以后才可以實現(xiàn)。一是人們能夠利用自己設(shè)計的、可以說是唯一的方案加以制造；二是3D打印制造多件不同產(chǎn)品和制造多件相同產(chǎn)品，其生產(chǎn)成本并沒有太大區(qū)別，因此以3D制造模式滿足個性化生產(chǎn)是可能的，在這種情形下，社會大眾審美水平的進(jìn)步將有一個很大的提高。

4 3D打印對傳統(tǒng)工藝美術(shù)的促進(jìn)作用舉例

4.1 陶瓷

在傳統(tǒng)工藝美術(shù)中，陶瓷作品的制作非常繁雜，一件成型的陶瓷制品從來料加工到最后完成往往需要數(shù)以十計的工序，而且環(huán)環(huán)相連，錯綜復(fù)雜。陶瓷3D打印技術(shù)則能夠讓時間和工藝盡量簡省，最為顯著的一個環(huán)節(jié)在于原料加工。一般的陶瓷原料依工藝特性的不同，可以被劃分成可塑原料、瘠薄原料、利溶劑型原料以及功能型原料幾個種類。在這中間，可塑原料的主要作用是塑化與結(jié)合，在陶瓷最終成型中起到關(guān)鍵性作用，同時還能保證坯料的可塑和注漿成功，保證干坯的粘度和強(qiáng)度等，其能夠應(yīng)用到的有高嶺土、瓷土以及木節(jié)土等等。可是因為粘土在礦物成份上往往極為復(fù)雜，而且表現(xiàn)得并不均勻，是以其可塑性、耐火度等各項參數(shù)在性質(zhì)差異上的特點較突出，所以不同陶瓷生產(chǎn)區(qū)域，在坯料配方上面千變?nèi)f化，唯一不變的是因為粘土自身有永久粘合功能，所以幾乎不用再加入其他的粘合劑進(jìn)行性能改善。與之相比，將陶瓷進(jìn)行3D方式打印，泥料在性能上會出現(xiàn)變化，其細(xì)度、流動度、可塑度等均要重新審視，這是由于3D打印原料同膠凝材料更相貼近，為了產(chǎn)生更加可觀的泥漿流變性能，僅僅借助粘土獨有的粘附功能并不可靠，一定還要融入其他后添入的塑化劑，從而讓粉料的性能更加優(yōu)勢，達(dá)到減少黏度、確保流動性的效果，最終正常實現(xiàn)3D打印過程。而如果加入如淀粉、阿拉伯膠、糊精等類的高分子材質(zhì)，那么這些材質(zhì)的化學(xué)成分將被合理化分解，實現(xiàn)坯料的優(yōu)質(zhì)影響，保證3D打印效果的完善。

4.2 雕塑

對于雕塑來說，3D打印技術(shù)的融入作用則更容易說明。首先，3D打印技術(shù)能夠強(qiáng)化創(chuàng)作效果的可感知性，雕塑作品前期會有紙上素描稿，并在此前提下做出創(chuàng)作，3D打印技術(shù)能夠利用做到創(chuàng)作意圖的迅速打印，節(jié)約雕塑創(chuàng)作的時間，而且還能利用調(diào)控數(shù)字化的辦法，讓雕塑數(shù)據(jù)增大、縮小，改變雕塑比例等等，實現(xiàn)對雕塑作品在空間狀態(tài)上的預(yù)先判別，像圖二所示《可樂城市》這種較大較復(fù)雜的雕塑作品，即可以在雕塑過程中屢次前瞻成品效果。另外，還能夠借助對打印材料的選擇，實現(xiàn)雕塑材質(zhì)效果的推斷，這就使得雕塑創(chuàng)作過程由平面構(gòu)思到空間達(dá)成的過程變得更加順利，極大節(jié)省了藝術(shù)創(chuàng)作的成本與精力。

另外，3D打印技術(shù)可以幫助實現(xiàn)雕塑創(chuàng)作手段的多元化、便捷化，它將繁重的成型過程交由機(jī)器來做，而雕塑家僅需要利用3D軟件將設(shè)計意圖表達(dá)出來即可。比如現(xiàn)在很多大型城市建筑，皆以3D打印的方式產(chǎn)生出來，如果按照傳統(tǒng)雕塑方式，可能需要數(shù)月之久的作品，僅僅一天之內(nèi)即可完成。

再者，3D打印使雕塑藝術(shù)作品在形式上產(chǎn)生了飛躍，因為3D打印材料的豐富性，使得雕塑創(chuàng)作者的思路得以不斷拓寬，從而極大地豐富了藝術(shù)作品的類別，使之表現(xiàn)出豐富的形式，這種形式上的豐富化甚至突破了傳統(tǒng)藝術(shù)思想的局限。比如有些藝術(shù)家以3D打印的形式，利用工業(yè)零件創(chuàng)作出大型的螞蟻、蝎子等小型動物，用于說明工業(yè)發(fā)展所帶來的弊端：自然生命受到傷害，地球上將只殘留機(jī)器動物，展現(xiàn)出了深厚的人文關(guān)懷心理。

5結(jié)語

3D打印技術(shù)屬于快速成型技術(shù)門類之一，借助3D打印技術(shù)由構(gòu)思到取得實物，所需要的材料豐富，過程方便快捷，這些優(yōu)勢使得其在當(dāng)代工藝美術(shù)中將發(fā)揮巨大的作用。作用主要體現(xiàn)在兩個方面，其一是技術(shù)上的支持；其二是審美上的支持。而以陶瓷和雕塑藝術(shù)為例，則更能說明其在技術(shù)和審美上的突出應(yīng)用優(yōu)勢。最后值得說明的是：3D打印技術(shù)本身是充滿不確定性因素的，比如當(dāng)這種技術(shù)普及以后，人們只要圖紙和原料，即能造出槍械、毒品，其可能危害是難以估量的，相關(guān)的法律一定要跟上。而無論如何，3D打印這種技術(shù)如果應(yīng)用得當(dāng)，其在工藝美術(shù)領(lǐng)域終將大放異彩，產(chǎn)生重大影響作用。

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本文系泉州工藝美術(shù)職業(yè)學(xué)院社科類課題。