3D打印技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用

李斯娜

（廣東工商職業(yè)技術(shù)大學(xué) 廣東省肇慶市 526000）

近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展，3D 打印技術(shù)因其應(yīng)用便捷、成本較低、設(shè)計改動空間比較大等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中。3D 打印技術(shù)是通過3D 掃描儀掃描后，利用計算機軟件進行制作的一種快速成型技術(shù)。它有別于傳統(tǒng)的制造，對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計產(chǎn)生較為深遠的影響[1]。近年來，3D 打印技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計方面的應(yīng)用雖然比較成熟，但是也存在一定可提升的空間，因此，對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中3D 打印技術(shù)的應(yīng)用進行研究非常必要。

1 3D打印技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

3D 打印技術(shù)是一種利用3D 掃描儀掃描實物、或用計算機軟件進行三維模型制作的過程，然后再把三維模型切片，再用膠合材料機逐層進行打印，最后將計算機上的藍圖以實物的形式呈現(xiàn)出來。3D 打印藝術(shù)有別于傳統(tǒng)的制造，傳統(tǒng)的制作過程需要對材料進行切割、腐蝕以及磨削將多余材料去除，只做好零部件，然后再通過焊接或拼裝形成產(chǎn)品。而3D 打印不需要模具和原胚，通過計算機形成三維模型，利用模型數(shù)據(jù)生成各種形狀的實物，簡化了生產(chǎn)程度，降低生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率，縮短了制作周期，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域中[2]。

1.1 便捷性

便捷是3D 打印技術(shù)中最為突出的特點，傳統(tǒng)的制造過程是在復(fù)雜的模具或精細加工下實現(xiàn)的，而3D 打印技術(shù)則不需要模具和精細加工的過程，直接用計算機模型數(shù)據(jù)生成實物，提高了生產(chǎn)的效率，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。而環(huán)境藝術(shù)設(shè)計是一項專業(yè)性、系統(tǒng)性比較強的工作，根據(jù)設(shè)計原則進行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計相關(guān)活動，對設(shè)計人員或團隊的專業(yè)素養(yǎng)要求比較高。環(huán)境設(shè)計的過程也比較復(fù)雜，在還沒有出現(xiàn)3D 打印技術(shù)時，大部分設(shè)計人員只根據(jù)設(shè)計圖紙或方案來想象成品的模樣，藝術(shù)設(shè)計的過程脫離了設(shè)計的結(jié)果。即便使用計算機也達不到3D 打印技術(shù)生成的實物效果[3]。因此，3D 打印技術(shù)使環(huán)境藝術(shù)設(shè)計變得特別的便利，設(shè)計人員只需要把設(shè)計的數(shù)據(jù)錄入到計算機中，就可以通過輔助軟件將這些模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實物，因此，3D 打印技術(shù)的便捷性是傳統(tǒng)制造加工無法比擬的。設(shè)計人員可借助3D 打印技術(shù)將自己的設(shè)計理念物化出來，實現(xiàn)理想與現(xiàn)實的高效轉(zhuǎn)化。

1.2 設(shè)計成本低

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計過程中，需要設(shè)計人員具備較高的藝術(shù)素養(yǎng)，而在實際設(shè)計過程中，因此，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計需要消耗比較大的設(shè)計成本。在設(shè)計初期，要事先了解和分析受眾的審美需求，然后針對性進行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計。在設(shè)計階段，則需要一定的勞動力與時間成本，如果在設(shè)計中出現(xiàn)不合理設(shè)計或失誤的情況，還需要支付二次設(shè)計的成本，使設(shè)計的總成本無形地增加了。如在室內(nèi)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，傳統(tǒng)設(shè)計需要消耗一定原材料，而3D 打印技術(shù)則可以將室內(nèi)環(huán)境設(shè)計理念及具體的設(shè)計方案直接呈現(xiàn)出來，避免原材料浪費，降低環(huán)境設(shè)計的直接與間接成本。通過計算機建模進行打印，可以大幅度節(jié)約時間成本[4]。

1.3 立體精確性

3D 打印技術(shù)還具有較強的立體精準(zhǔn)性。利用3D 技術(shù)打印出的產(chǎn)品更為精準(zhǔn)、立體。在醫(yī)療行業(yè)中，通過3D 打印技術(shù)可以制造出人體的頭蓋骨、胸腔等模型，這是傳統(tǒng)技術(shù)與方法不能達到的高度。而在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計過程中，3D 打印技術(shù)的立體性這個特點可以幫助設(shè)計人員更好地呈現(xiàn)自己的設(shè)計理念及方案，精準(zhǔn)打印還原出設(shè)計師對環(huán)境空間的創(chuàng)意設(shè)想和設(shè)計規(guī)劃，為設(shè)計工作帶來便利。

1.4 設(shè)計改動空間大

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，不可能一次就能最終成型，環(huán)境設(shè)計需要經(jīng)歷不斷地進行方案修改和設(shè)計完善，尤其是在偏重商用的環(huán)境設(shè)計中，設(shè)計人員要結(jié)合客戶意見不斷調(diào)整設(shè)計內(nèi)容，優(yōu)化設(shè)計以滿足客戶的需求。在傳統(tǒng)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，改動的范圍比較有局限性，尤其是那些比較精細的設(shè)計，改動時更為復(fù)雜。而3D 打印技術(shù)則可以借助計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用計算機軟件對設(shè)計方案進行任意的修改，3D 打印技術(shù)的融入，為設(shè)計修改提供了較大的可能性，尤其是在建筑設(shè)計、園林規(guī)劃等大型設(shè)計項目中，改動空間大這一優(yōu)勢顯得尤為重要。

2 3D打印技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計過程中，設(shè)計人員利用3D 打印技術(shù)實現(xiàn)了創(chuàng)新設(shè)計，而3D 打印材料具有環(huán)保、能循環(huán)利用與多樣性等熱點，為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計帶來了技術(shù)支持。在設(shè)計人員應(yīng)用3D 打印技術(shù)完成作品的時候，設(shè)計創(chuàng)新思維不再受到束縛，設(shè)計人員設(shè)計出精確、高質(zhì)的3D 模型縮短了設(shè)計周期，實現(xiàn)了設(shè)計人員與客戶之間設(shè)計想法的交流，降低時間和勞力成本[5]。下面結(jié)合一些案例探討當(dāng)前3D 打印技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的具體應(yīng)用。

2.1 室內(nèi)裝飾創(chuàng)新設(shè)計

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，創(chuàng)新思維尤為重要。美國設(shè)計師Nervous System 使用粉末塑料等粘合材料，利用3D 打印技術(shù)制作出具有特色的一組燈具。該燈具的設(shè)計靈感來自于樹葉脈絡(luò)的形成，葉脈相互交錯和連接在一起，形成一個整體，開燈后，猶如樹葉形狀的光影映射在天花板與墻上，給人一種浪漫、時尚的體驗，如同自己處于夢幻、浪漫的樹林中。因此，利用3D 技術(shù)不僅可以設(shè)計別出心裁的造型，給室內(nèi)裝飾設(shè)計帶來全新的創(chuàng)新體驗。還能拓寬設(shè)計師的創(chuàng)作維度，實現(xiàn)設(shè)計思維實體化的可能性，為設(shè)計行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，注入新的支撐力量。

2.2 家具設(shè)計

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，3D 打印技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于家具設(shè)計當(dāng)中。荷蘭設(shè)計師德克?范德?基科艾著名的設(shè)計作品“無盡流淌”系列，精準(zhǔn)地詮釋了設(shè)計師家具設(shè)計的精髓，桌面和椅子上有著無限循環(huán)的線條，這些富有設(shè)計感的線條流淌在環(huán)境空間里，打破了傳統(tǒng)概念中的家具設(shè)計理念，創(chuàng)造出了科技技術(shù)時代背景下，特有的造型美感。而桌椅的原材料則是廢棄冰箱的內(nèi)槽，這些以白色為主的內(nèi)槽便于染色，能使3D 打印出來的物體，呈現(xiàn)出具有色彩變化的空間層次感。將3D 技術(shù)融入家具的創(chuàng)意設(shè)計中，通過色彩、紋理、造型等元素來增強視覺效果，激發(fā)創(chuàng)意家具市場新活力。

2.3 居住空間設(shè)計

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，在完整居住空間設(shè)計中也會應(yīng)用到3D 打印技術(shù)。法國設(shè)計師Sonia Laugier 與Fran oisBrument 將3D 打印技術(shù)應(yīng)用到居住空間設(shè)計中，攜手設(shè)計了“Habitat imprimé”將室內(nèi)各個獨立的空間通過3D 打印技術(shù)融入到共同的單元中。傳統(tǒng)的環(huán)境設(shè)計都是獨立、相對封閉的地方，而兩位設(shè)計師突破了傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計思維，結(jié)合室內(nèi)家具功能及空間利用情況，提出了多變的墻壁厚度這一想法，然后，通過將混凝土、砂石以及塑料等原料進行疊加，打造出自定義的、可調(diào)節(jié)的空間。雖然這個空間還不到15平方公尺，然而它涵蓋了我市、浴室及更衣室，形成了一個完整的居住單元，針對我國當(dāng)前收入低、房價高的實際，這種居住設(shè)計給單身公寓設(shè)計變革帶來一定啟發(fā)。

2.4 園林設(shè)計

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，3D 打印還可以被應(yīng)用到室外環(huán)境設(shè)計中，如園林設(shè)計，2014年，英國等幾個國家的設(shè)計師在倫敦展示3D 打印作品“miniature”，整個園林都是通過3D 打印技術(shù)來實現(xiàn)的，設(shè)計師們想通過3D 打印技術(shù)進行創(chuàng)新設(shè)計探索，作品突破了傳統(tǒng)模型制作，將一些手工無法實現(xiàn)的曲面模型變成實物，例如人物造型、雕塑、景觀等。因此，在園林設(shè)計中應(yīng)用3D 打印技術(shù)對園林設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計具有積極促進意義。

2.5 建筑模型打印

3D 打印技術(shù)還可以應(yīng)用在博物館中建筑模型的打印中。2014年，荷蘭De NieuweKerk 博物館與我國南京博物館合作，利用3D打印技術(shù)，在荷蘭博物館中，將我國故宮建筑以1:300 的比例在沙盤上進行建筑模型的還原、展出，再現(xiàn)了故宮的輝煌建筑與獨特景觀。人們可透過3D 打印技術(shù)清楚的了解故宮的建筑特色，感受到我國古建筑特有的文化精髓。同時，3D 打印技術(shù)也為文化的傳播帶來了新的契機。

2.6 高校設(shè)計專業(yè)中應(yīng)用

近些年來，教育行業(yè)也越來越重視3D 打印技術(shù)，尤其是在高校設(shè)計專業(yè)教學(xué)中。一些高校已經(jīng)配備了3D 打印機，并將3D 打印技術(shù)融入到課程的設(shè)計制作中。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計教學(xué)中，應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用3D 打印技術(shù)來完成作品的設(shè)計，與傳統(tǒng)的手工模型制作相比，3D 打印技術(shù)可以降低傳統(tǒng)制作中測量、切割產(chǎn)品的誤差及安全隱患，使設(shè)計的作品更加精致。同時還可以按照教師的指導(dǎo)，隨時對作品進行改動，避免原材料損耗，將理論直接轉(zhuǎn)化成實踐，降低時間成本。在考察高校3D 打印技術(shù)應(yīng)用情況時，發(fā)現(xiàn)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生對3D 打印技術(shù)的興趣比較濃厚，愿意積極應(yīng)用此項技術(shù)輔助學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)與探索的積極性，同時還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

3 3D打印技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中應(yīng)用的建議

3.1 重視發(fā)揮3D技術(shù)的優(yōu)勢

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域中，要積極發(fā)揮3D 打印技術(shù)的優(yōu)勢，不能一味地跟風(fēng)和技術(shù)追逐，當(dāng)前，有許多設(shè)計人員對3D 打印技術(shù)的優(yōu)勢還不夠料及，致使出現(xiàn)了盲目應(yīng)用3D 打印技術(shù)的現(xiàn)象，不能對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計提供有效地幫助，也會嚴重制約最終藝術(shù)呈現(xiàn)效果。因此，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計過程中，設(shè)計人員要充分了解和發(fā)揮3D 打印技術(shù)的優(yōu)勢，合理應(yīng)用3D 打印技術(shù)，積極發(fā)揮該技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域中的促進作用。

3.2 合理選擇和使用材料

為了最大程度發(fā)揮出3D 打印技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)個性化環(huán)境設(shè)計，設(shè)計人員還要合理選擇和使用材料，將創(chuàng)新想法變成現(xiàn)實的視覺產(chǎn)品。在設(shè)計過程中，極易受到材料的限制，不同設(shè)計需要不同的材料，而材料的類型和規(guī)格直接影響著產(chǎn)品的效果，故在環(huán)境設(shè)計中，應(yīng)用3D 打印技術(shù)需要充分考慮到材料的選擇和使用，根據(jù)環(huán)境設(shè)計特點合理進行選材，如果缺少合適的材料，應(yīng)該確保藝術(shù)設(shè)計的嚴謹性，不能強行應(yīng)用3D 打印技術(shù)。

4 結(jié)語

綜上所述，近些年來，3D 打印技術(shù)被應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，3D 打印技術(shù)給環(huán)境藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域注入了新的活力，對推動環(huán)境藝術(shù)創(chuàng)新具有重要意義。然而3D 打印技術(shù)還需在今后的發(fā)展中不斷進行完善，希望在未來的發(fā)展過程中，3D 打印技術(shù)能充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢和先進性，被廣泛推廣和應(yīng)用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計及其他領(lǐng)域中。