制作京劇臉譜
——3D打印筆繪圖設(shè)計案例

湖北省武漢市外國語學(xué)校(430000) 黃 果

1 3D打印筆

3D打印筆，是世界上第一支具有3D打印功能的筆。通常以PLA、PCL塑料或光敏樹脂為原材料，擠出熱熔塑料或光敏樹脂，然后在空氣中迅速冷卻，最后固化成型。它可以在任何表面“書寫”，甚至可以直接在空氣中作畫。

1.1 3D打印筆的類型

1.1.1 塑料熱熔堆積型

塑料熱熔堆積3D打印筆以PLA、PCL耗材為主。這些熱塑性塑料來自玉米淀粉和非化石燃料，無毒無味，冷卻較快。

1.1.2 光固化型

光固化3D打印筆以液態(tài)光敏樹脂為主要耗材， 使用光敏樹脂代替了熱塑性塑料作為3D打印筆的油墨。筆頭溫度低，冷卻較慢；材料稍有氣味，耗材和價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于塑料熱熔堆積3D打印筆。

1.2 3D打印筆的使用

在中小學(xué)，一般使用塑料熱熔堆積3D打印筆。這種3D打印筆分為高溫、低溫兩種。高溫打印筆加熱頭溫度為0～210°，適用各種高低溫PLA、 ABS耗材，使用成本較低。低溫打印筆加熱頭溫度為0～80°，適用耗材為專用低溫PCL 耗材，使用成本較高。兩種打印筆都分為插電或用移動電源供電的方式，可以靈活選擇。以制作臉譜為例，使用低溫塑料熱熔堆積3D打印筆，進行繪圖設(shè)計并制作臉譜，打印筆使用PCL材料。

2 活動目的

通過活動使學(xué)生熟悉3D打印筆的使用方法及京劇臉譜制作的步驟；讓學(xué)生了解京劇臉譜文化，培養(yǎng)學(xué)生熱愛中國傳統(tǒng)文化的情感；鍛煉學(xué)生的思維和動手能力。

3 準(zhǔn)備材料

3D打印筆、打印材料、臉譜紙、膠帶、儲物桶、鑷子等。

4 活動方法及步驟

(1)教師靈活使用微課，讓學(xué)生了解3D打印筆的使用方法。

3D打印筆為手持式，出料進料按鈕很小，教師現(xiàn)場演示時只能展示給個別學(xué)生。因此，針對大班學(xué)生較多時，教師可以將使用方法錄制成微課。微課錄制時，將DV對準(zhǔn)3D打印筆，重點拍攝教師的手部動作，教師在操作講解時聲音應(yīng)洪亮，語言應(yīng)簡明，可以錄制教師制作某個成品部件的一小段過程，微課時間控制在3 min以內(nèi)為宜。錄制好的微課可以直接拷貝到學(xué)生機上，教師先在白板上播放講解后，學(xué)生還可以在自己的學(xué)生機上反復(fù)觀看。在使用3D打印筆的過程中，教師可以有針對性的對個別學(xué)生提供指導(dǎo)和幫助。

(2)利用搜索引擎了解京劇臉譜知識，下載喜歡的臉譜，彩打出來。

京劇臉譜，是一種具有中國文化特色的特殊化妝方法。由于每個歷史人物或某一種類型的人物都有一種大概的譜式，就像唱歌、奏樂都要按照樂譜一樣，所以稱為“臉譜”。利用搜索引擎讓學(xué)生全面的了解京劇臉譜知識，明白臉譜的通用色彩含義，臉譜的圖案意義，下載喜歡的臉譜，彩打出來。

(3)用膠帶將臉譜紙平整的貼在儲物桶上。

這樣做的目的是為了讓京劇臉譜模型具備一定的弧度，更立體。

(4)根據(jù)紙上的顏色，用相應(yīng)的材料顏色進行臨摹。

學(xué)習(xí)了3D打印筆的使用方法之后，開始制作京劇臉譜。根據(jù)紙上的顏色，選擇相應(yīng)的材料顏色，先勾勒出臉譜的最外圍，從邊緣部分開始繪畫，盡量拉近筆頭和紙面的距離。某種顏色面積較大時，先依照臉譜紙畫出外框，再對線框內(nèi)部進行填充。填充時要保證強度，不能有空隙出現(xiàn)。為了讓臉譜看起來更美觀，可以采用同一種線條填充方式進行繪畫。畫完之后，用打印筆補一下不同顏色的連接處，使臉譜更加牢固。有些細(xì)節(jié)部分的線條較細(xì)，繪畫過程中速度要稍微慢一點。

(5)取下并修剪面具。

待材料冷卻之后，從臉譜紙上撕下繪制好的面具。用斜口鉗將臉譜表面處理光滑，用手摸上去沒有毛糙感。如果有的地方比較單薄甚至有縫隙，可以再次用3D打印筆加厚填充。臉譜面具的背面一般會粘連少許紙屑，可以用鑷子去除。如果有的紙屑比較頑固，可以用水將紙屑浸濕，再用鑷子輕輕去除。由于PCL材料不耐高溫，浸濕紙屑的水最好使用冷水。

(6)繪制過程注意事項。

①3D打印筆在繪制過程中，筆身與紙面成45°角為最佳狀態(tài)；②在短暫停頓后，應(yīng)將筆尖朝向前方；③筆尖溫度較高，謹(jǐn)防燙傷；④控制出絲速度，使出絲均勻的粘結(jié)在臉譜紙上；⑤不同顏色材料拼接時鏈接點要多點幾下，避免連接點斷開導(dǎo)致模型倒塌難以成型；⑥創(chuàng)作弧度較大的臉譜部分時，盡量減慢出絲速度，否則出絲在未快速冷卻的時候容易塌陷；退耗材之前，要先按出料鍵，讓頭部的耗材充分加熱后再進行退料，延長打印筆壽命；⑧使用結(jié)束后將材料退出，待打印筆冷卻一段時間后再放入盒中；⑨打印筆頭為進口隔熱材料，硬度中等，要按照正確的方法拆卸筆頭，以防拆斷。

5 繪制成果及綜合評價

學(xué)生利用低溫塑料熱熔堆積3D打印筆繪制的京劇臉譜如圖1所示。教師根據(jù)臉譜的設(shè)計、制作、修補等方面給予評價，并記入綜合評價表中,見表1。

圖1 京劇臉譜

表1 綜合評價