3D打印與數(shù)碼雕塑

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)輕紡工程與藝術(shù)學(xué)院 安徽 合肥 230036）

1.3D打印技術(shù)綜述

1.1 3D打印技術(shù)原理

3D 打印技術(shù)英文為：“3DPrinters”，又稱快速成型（Rapid Prototyping簡(jiǎn)稱RP）技術(shù)，最早起源于美國(guó)用于分層制造地形圖，是傳統(tǒng)二維打印與分層制造工藝相結(jié)合的產(chǎn)物。3D打印是采用材料堆積法進(jìn)行快速成型的高新技術(shù)，將電腦設(shè)計(jì)作品或掃描得來(lái)物體的三維數(shù)據(jù)，按橫截面Z軸生成很多個(gè)薄層，使用塑料、金屬、陶土等材料，通過(guò)3D打印機(jī)的噴頭將材料按截面數(shù)據(jù)路徑噴成一個(gè)薄層，再噴出一層膠水粘合劑，不斷反復(fù)一層層地堆積成實(shí)體形。[1]最終生成的實(shí)體形與電腦中的三維模型一致，一般只需要進(jìn)行一些后期的打磨處理即可。常用的快速成型技術(shù)包括立體光刻成型(SLA)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、熔融沉積成型(FDM)等。

1.2 3D打印技術(shù)的應(yīng)用

3D打印可以使用的材料非常廣泛包括：塑料、樹脂、尼龍、石膏、石蠟、紙、高分子、金屬、合金、陶瓷粉末、復(fù)合粉末等，可以滿足大多數(shù)產(chǎn)品的材料要求。目前應(yīng)用領(lǐng)域廣泛包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、建筑設(shè)計(jì)、影視動(dòng)漫、醫(yī)學(xué)、文物保護(hù)、首飾、軍事、家電、航空航天、文化藝術(shù)、雕塑、科研教育機(jī)構(gòu)等。利用3D打印技術(shù)現(xiàn)在可以打印出：汽車、飛機(jī)、自行車、卡通角色、人造血管、皮膚、風(fēng)箏、比基尼、小提琴、槍支、房子等，從理論上來(lái)說(shuō)幾乎可以打印一切工業(yè)產(chǎn)品。而目前因技術(shù)和成本的限制，3D打印技術(shù)主要應(yīng)用于個(gè)性化、小體積、單件或少量高附加值產(chǎn)品的制造，但隨著技術(shù)的快速發(fā)展這一問(wèn)題將會(huì)逐步被解決。

2.3D打印技術(shù)在雕塑領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 3D打印雕塑的嘗試

2010年無(wú)盡藏非物質(zhì)文化與藝術(shù)遺產(chǎn)研究所李慶華率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將天龍山石窟第18窟進(jìn)行了三維掃描，將掃描得到的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后通過(guò)3D打印機(jī)將第18窟的佛像按1：11大小打印出來(lái)。打印出來(lái)的幾尊佛像是天龍山山第18窟西壁的完整復(fù)原，共有一佛二菩薩，頸飾項(xiàng)豳、手鐲、下垂的左腿，以及蓮座的細(xì)節(jié)都清晰可見(jiàn)。實(shí)踐證明3D打印佛像雕塑是成功的，為佛像等雕塑、考古、文物保護(hù)與研究工作提供了新的途徑。[3]藝術(shù)家凱文麥克在洛斯維第斯畫廊展覽了他使用3D打印出來(lái)的雕塑作品，麥克的雕塑作品使用電腦數(shù)字工具設(shè)計(jì)制作，使用尼龍和青銅為材質(zhì)，通過(guò)3D打印機(jī)打印最終的雕塑作品。作品結(jié)構(gòu)復(fù)雜細(xì)膩極具現(xiàn)代感，如果采用傳統(tǒng)雕塑工藝幾乎是無(wú)法翻模出來(lái)的，而3D打印技術(shù)卻可以輕易解決。

2.2 3D打印雕塑的應(yīng)用前景

可以看出3D打印技術(shù)已經(jīng)在雕塑領(lǐng)域開始嶄露頭角，從理論上來(lái)說(shuō)3D打印技術(shù)可以打印出任何形狀與結(jié)構(gòu)的雕塑作品，精度可以非常高。常用的雕塑材料如石膏、泥巴、塑料、樹脂、金屬、合金、陶瓷等目前都可以通過(guò)3D打印來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣省去了繁瑣的雕塑制作工藝流程，節(jié)約了制作成本提高了效率。目前3D打印技術(shù)尚處于應(yīng)用初始階段，價(jià)格還比較昂貴，專業(yè)級(jí)別的機(jī)器售價(jià)幾十萬(wàn)元，桌面萬(wàn)元以下的機(jī)器打印精度還不能滿足人們的需求，打印時(shí)間還比較長(zhǎng)，比較適合制作單件或少量的高附加值物品。雕塑作品屬于單件附加值較高的物品，雖然目前還沒(méi)有特別成熟的大型的雕塑專用打印機(jī)，但相關(guān)的研究一直在推進(jìn)，隨著3D打印技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的迅速成長(zhǎng)，這些問(wèn)題會(huì)很快被解決。

3.3D打印技術(shù)對(duì)雕塑領(lǐng)域的影響

3.1 消除雕塑工藝流程壁壘

雕塑專業(yè)一直以其手藝性和工藝流程的復(fù)雜性著稱，一般的雕塑設(shè)計(jì)制作流程包括：繪制草圖、扎雕塑骨架、制作雕塑泥稿、翻制成石膏或硅膠模、制作成玻璃鋼、不銹鋼、鑄銅等材質(zhì)、表面效果處理等，不同材質(zhì)不同大小和不同要求的雕塑制作步驟各有差異，過(guò)程復(fù)雜專業(yè)。石雕木雕等必須由雕塑家一點(diǎn)一點(diǎn)地雕鑿打磨，完全是個(gè)傳統(tǒng)的手藝活，制作者需要多年訓(xùn)練和經(jīng)驗(yàn)，而且稍有失誤將很難彌補(bǔ)。而3D打印技術(shù)應(yīng)用于雕塑制作則可以跳過(guò)傳統(tǒng)工藝的流程和壁壘，在電腦里設(shè)計(jì)好雕塑的三維模型然后通過(guò)3D打印機(jī)將雕塑作品直接打印出來(lái)?，F(xiàn)在已可以打印出塑料、陶瓷、金屬、石膏、木頭等材質(zhì)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和普及將來(lái)各種材質(zhì)皆有可能打印出來(lái)。3D打印將使雕塑將告別手工制作的年代，進(jìn)入數(shù)碼設(shè)計(jì)制造的時(shí)代。

3.2 催生數(shù)碼雕塑專業(yè)

3D打印技術(shù)背景下的雕塑定義是一個(gè)全新的概念，可以定義為數(shù)碼雕塑:使用三維掃描或三維設(shè)計(jì)軟件生成電腦三維數(shù)據(jù)模型，通過(guò)3D打印機(jī)打印制作出實(shí)體雕塑作品。3D數(shù)碼雕塑實(shí)現(xiàn)了從實(shí)物轉(zhuǎn)換到虛擬數(shù)據(jù)，再?gòu)奶摂M數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實(shí)物的完整過(guò)程，讓虛實(shí)之間可以實(shí)現(xiàn)任意的轉(zhuǎn)換。這對(duì)傳統(tǒng)雕塑是顛覆性的變革，它將傳統(tǒng)雕塑的可觸摸性和虛擬三維雕塑模型的視覺(jué)不可觸摸性之間做了很好的轉(zhuǎn)換和鏈接。傳統(tǒng)雕塑從一個(gè)純手工的手藝活，搖身轉(zhuǎn)變成了可完全由電腦鼠標(biāo)鍵盤操作的高科技工作。雖然只是設(shè)計(jì)制作手段的一個(gè)變革，然而技術(shù)和藝術(shù)從來(lái)都是糾纏在一起的，技術(shù)的巨大變革開始階段往往表現(xiàn)的是新瓶裝舊酒，采用新的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)或改進(jìn)已有的藝術(shù)形式。但隨著新技術(shù)的不斷應(yīng)用，新技術(shù)材料的特點(diǎn)就會(huì)不斷地顯現(xiàn)出來(lái)，從而形成新的藝術(shù)表現(xiàn)形式。新技術(shù)為新的藝術(shù)形式提供了土壤和營(yíng)養(yǎng)，隨著新的藝術(shù)表現(xiàn)形式的不斷成熟，新的藝術(shù)流派或門類也就誕生了。

3.3 解構(gòu)傳統(tǒng)雕塑價(jià)值

（1）紀(jì)念碑意義的消解：傳統(tǒng)的雕塑多數(shù)被賦予紀(jì)念碑式的意義，是紀(jì)念某個(gè)特殊的事件、特殊的成就、特殊的人物、或用來(lái)闡釋宗教的教義供人們膜拜，或作為紀(jì)念性建筑的附件。比如各地常見(jiàn)的人民英雄紀(jì)念碑、各種名人雕像、各種寺廟里的菩薩雕像。作為社會(huì)的普通個(gè)體一般是不會(huì)給自己建立雕塑的，一是因?yàn)橹谱鞯袼艿墓に噺?fù)雜代價(jià)高昂，擁有制作技術(shù)的人員稀缺，二是因?yàn)榈袼艿募o(jì)念碑意義而卻步。杭州為尚健在的企業(yè)家馬云建立雕塑，在社會(huì)上引起廣泛的爭(zhēng)論，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)為馬云的成就還沒(méi)有蓋棺定論現(xiàn)在立雕像太早。但3D打印數(shù)碼雕塑技術(shù)的普及，將拆除個(gè)人雕塑制作的復(fù)雜技藝門檻，在商業(yè)化娛樂(lè)化個(gè)性化等眾多因素推動(dòng)下，個(gè)人雕塑正在以雕塑照相館的方式普及開去，人們將像拍照片一樣簡(jiǎn)單便捷地制作自己的個(gè)人雕塑。在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，每個(gè)人都可以制作自己的雕像，而且可以不斷地制作很多個(gè)，雖然個(gè)人在制作自己雕塑時(shí)并不一定有紀(jì)念碑化的意圖，但個(gè)人雕塑的普及將毫無(wú)疑問(wèn)地沖擊雕塑的紀(jì)念碑意義。原因一：個(gè)人雕塑的普及、隨處可見(jiàn)的個(gè)人雕像必將帶來(lái)雕塑的審美疲勞，原因二：個(gè)人雕塑的普及化娛樂(lè)化廉價(jià)化將消解建立在稀有性和崇高性基礎(chǔ)上的紀(jì)念碑意義。

（2）雕塑手藝性的消失：雕塑有數(shù)千年的歷史，屬于非常傳統(tǒng)古老而又現(xiàn)代的藝術(shù)，雖然經(jīng)歷了數(shù)千年的變革，風(fēng)格流派多變，但雕塑的制作工藝流程并無(wú)本質(zhì)的變化，石材類雕塑需要雕塑家手工雕琢打磨，金屬類雕塑需要手工制作泥稿然后翻模鑄造，玻璃鋼類作品也需要手工制作泥稿再翻模，雕塑設(shè)計(jì)制作還是個(gè)純手工勞動(dòng)，以往的科技進(jìn)步并未給雕塑的制作工藝帶來(lái)大的改變。但三3D打印技術(shù)的發(fā)展卻要改寫這一狀況，3D打印數(shù)碼雕塑技術(shù)將實(shí)現(xiàn)完全的電腦操作，設(shè)計(jì)將在電腦中完成，制作將由3D打印機(jī)完成，可以完全脫離傳統(tǒng)的雕塑手工制作工序，實(shí)現(xiàn)全電腦化的操作。雕塑的傳統(tǒng)手藝性將面臨顛覆性的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)雕塑語(yǔ)言是透過(guò)藝術(shù)家手工勞動(dòng)與材料搏斗而產(chǎn)生的，而數(shù)碼雕塑的語(yǔ)言將深深地烙上計(jì)算機(jī)和3D打印機(jī)的印記，數(shù)碼雕塑的語(yǔ)言和新型的材料特征將賦予雕塑語(yǔ)言和形態(tài)以新的審美特征，這種審美特征的重要特點(diǎn)是手藝性的喪失。這或許是雕塑數(shù)千年發(fā)展史上面臨的最大變革和挑戰(zhàn)，雕塑制作將不再是個(gè)手藝活而是個(gè)電腦技術(shù)活！

3.4 產(chǎn)生數(shù)碼雕塑語(yǔ)言

雕塑作為一個(gè)歷史悠久的獨(dú)立藝術(shù)門類，其在數(shù)千年的歷史長(zhǎng)河中形成了自身獨(dú)特的語(yǔ)言體系，主要由形態(tài)、體量、空間、材料、色彩等幾方面語(yǔ)言構(gòu)成。3D打印雕塑因?yàn)楣に嚰夹g(shù)的更新，能制作出傳統(tǒng)翻模工藝無(wú)法完成的復(fù)雜形態(tài)結(jié)構(gòu)作品，從細(xì)如發(fā)絲到多層嵌套結(jié)構(gòu)的作品都可以實(shí)現(xiàn)，從而拓展雕塑形態(tài)、體量、空間語(yǔ)言的表現(xiàn)形式。由于3D打印技術(shù)采用了新的材料和疊加成型的工藝，材料的種類隨著整個(gè)3D打印的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展越來(lái)越豐富，材料的合成方式也發(fā)生改變，其材質(zhì)美感和材質(zhì)本身所體現(xiàn)出來(lái)的語(yǔ)言特點(diǎn)得到極大的豐富和拓展，許多特點(diǎn)是3D打印所特有的。而色彩語(yǔ)言方面，傳統(tǒng)雕塑著色方式主要是外表噴涂著色，而3D打印的著色方可以是彩色材料直接打印，經(jīng)過(guò)表面打磨后，顏色由內(nèi)而外真實(shí)自然地呈現(xiàn)。

3D打印雕塑在形態(tài)、體量、空間、材料、色彩方面產(chǎn)生了與傳統(tǒng)雕塑不同的視覺(jué)特征，這些視覺(jué)特征概括起來(lái)便是：細(xì)膩感、數(shù)碼感、科技感。細(xì)膩感 ：因?yàn)椴捎秒娔X三維技術(shù)建模的數(shù)碼雕塑，其細(xì)膩程度取決于3D打印機(jī)噴頭的大小，理論上可以達(dá)到納米級(jí)別的精度，超薄的工藝技術(shù)可以制作出令人驚嘆的作品，其表面的光潔度和細(xì)致程度可以顛覆目前對(duì)于超寫實(shí)主義雕塑的定義。數(shù)碼感：通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形軟件建立的數(shù)碼雕塑模型可以任意的縮放拉伸變形復(fù)制和堆砌，然后通過(guò)3D打印機(jī)精確地打印出來(lái)，沒(méi)有手工制作的痕跡，多了數(shù)碼藝術(shù)的數(shù)字準(zhǔn)確性、可復(fù)制性、幾何算法特征，體現(xiàn)出數(shù)碼雕塑藝術(shù)的獨(dú)特韻味?？萍几校簲?shù)碼雕塑可以直接快速成型，沒(méi)有翻模等工序，可以制作出幾乎任意復(fù)雜的形體，可以制作出傳統(tǒng)翻模手段無(wú)法完成的雕塑，可以讓雕塑的技術(shù)感達(dá)到極致。這些視覺(jué)特征經(jīng)過(guò)不斷概括、提煉、規(guī)則化、系統(tǒng)化，便會(huì)形成了數(shù)碼雕塑的獨(dú)特語(yǔ)言。

4.結(jié)論

雕塑藝術(shù)經(jīng)歷數(shù)千年的發(fā)展演變，其材料工藝手段并未發(fā)生根本性的改變，3D打印可能是其數(shù)千年發(fā)展史上最具革命性的技術(shù)變革。3D打印技術(shù)變革徹底改變了傳統(tǒng)雕塑的工藝流程，影響雕塑藝術(shù)的發(fā)展方向，催生新的數(shù)碼雕塑專業(yè)，產(chǎn)生新的數(shù)碼雕塑語(yǔ)言，解構(gòu)傳統(tǒng)雕塑價(jià)值。3D打印技術(shù)對(duì)雕塑領(lǐng)域的影響具相當(dāng)?shù)念嵏残院烷L(zhǎng)遠(yuǎn)性，3D打印數(shù)碼雕塑具有無(wú)限的成長(zhǎng)空間，借用當(dāng)代藝術(shù)的一名言 “人人都是藝術(shù)家”，3D打印數(shù)碼雕塑可以讓 “人人都是雕塑家”。