3D打印技術對當代工藝美術的促進作用

鄭小平

摘 要：3D打印技術將會對未來制造業(yè)還有人們的生活方式造成非常重要的影響，其應用深度與應用廣度已經遠遠超出人們的預期，其中對于當代工藝美術在技術和樣態(tài)等方面的影響尤其引人注目，但是由于這一技術的新穎性，相關的討論與研究尚不充分，為了滿足二者關系的深入研究要求，需要利用爬梳基本理論、實踐過程的辦法，說明3D打印的內涵及其優(yōu)勢，并指出其對當代工藝美術在審美上和技術上兩方面的促進作用，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)，以期推動當代工藝美術的全面進步。

關鍵詞：3D打印；當代工藝；當代美術；促進作用

引言

近些年來，因為美國、德國等先進國家對3D打印技術的關注，其他各國也陸續(xù)對之加以重視起來，使得全世界范圍內產生了3D打印的研究熱潮。3D打印技術是一種擁有前沿化和先導化特點的新型技術手段，它正以無可比擬的優(yōu)勢在傳統(tǒng)生產工藝基礎上造就變革的可能性，甚至為《經濟學人》等權威刊物評價為帶動第三次工業(yè)革命的關鍵性技術。現(xiàn)今，3D打印技術已然在建筑、醫(yī)學、航天、考古等行業(yè)有了長足進展，而在當代工藝美術的研究方面，也大有可供應用的美好前景。

1 3D打印的基本內涵

1.1 3D打印的概念

3D打印技術屬于快速成型技術門類之一，它將3D打印機視為技術基礎，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建。3D打印方法的精度非常高，一般打印可以達到最薄厚度為0.025毫米的效果，這樣的特點確保即使采取低檔3D打印機，同樣能夠形成高質量產品。

1.2 3D打印的工作機理

利用3D打印技術由構思到取得實物，需要經過如下4個過程：

1.2.1三維模型構建

構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

在3D打印機工作時，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換，再在二維圖形信息范圍內加以打印，這就決定了必須經過分層切割技術的環(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打印機把材料依相應的二維信息，進行分層疊加，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造就三維模型使之成型。

1.2.4最終加工處理

當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打印的應用材料

在2000年前，進行3D打印更多使用塑料，其分辨率雖然很高，但是結構堅固度不足，無法用于實用更強的實物制作；如今3D打印可以應用的材料更多，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技術研發(fā)人員所重視。

2 3D打印用于當代工藝美術的優(yōu)勢

2.1技術復雜性的突破

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

首先是對于品種多樣性的適應，對于3D打印來說，生產50件相同產品與生產50件不同產品，在成本上并沒有很大差別，這是其適應于當代工藝美術的優(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打印技術能夠將基本顏色進行近于無限種組合，達到色度的千變萬化效果。

3 3D打印對當代工藝美術的促進作用分析

3.1技術上的支持

從正面來講，如上面所言，3D打印技術可以利用電腦建模打印的辦法，帶動精準性的全面進步，防止手工制作過程中偶發(fā)性因素帶來的遺憾。另外，更為關鍵的一點在于，3D打印技術利用了參數(shù)化設計使設計空間得到開拓，利用一體化設計，使設計形體復雜化成為可能。在這些優(yōu)勢的帶動下，一些原本瀕臨失傳可能的傳統(tǒng)工藝美術也有可能再度復興，在這方面，當代工藝美術的探索有很多，比如可以借助3D打印技術實現(xiàn)對城市的整體大型雕塑，使雕塑中全面呈現(xiàn)不同人形，達到復雜化結構特點，這種結構是手工制作方式幾乎難以達到的。再比如下圖所示的以3D打印技術構造的項鏈，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，當代工藝美術行業(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，這些作品材質名貴、技藝高超，雖然有一定的可觀之處，可是其藝術水平和思想內容卻為工巧的形式所掩蓋，致使工藝美術品變成工術品，即不“藝”，也不“美”。不過我們應該認識到：因為3D打印技術的存在，這種工術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

在當代工藝美術中融入3D打印技術，無疑可以帶動工藝美術的品格。對于工藝美術人員而言，3D打印技術不容易遇到技術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打印還可以促進一般審美能力的進步，從而間接帶動當代工藝美術作品格調的上升。現(xiàn)今的大批量機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創(chuàng)作者強加的“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品和制造多件相同產品，其生產成本并沒有太大區(qū)別，因此以3D制造模式滿足個性化生產是可能的，在這種情形下，社會大眾審美水平的進步將有一個很大的提高。

4 3D打印對傳統(tǒng)工藝美術的促進作用舉例

4.1 陶瓷

在傳統(tǒng)工藝美術中，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，錯綜復雜。陶瓷3D打印技術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合，在陶瓷最終成型中起到關鍵性作用，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度等，其能夠應用到的有高嶺土、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)在性質差異上的特點較突出，所以不同陶瓷生產區(qū)域，在坯料配方上面千變萬化，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行性能改善。與之相比，將陶瓷進行3D方式打印，泥料在性能上會出現(xiàn)變化，其細度、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，那么這些材質的化學成分將被合理化分解，實現(xiàn)坯料的優(yōu)質影響，保證3D打印效果的完善。

4.2 雕塑

對于雕塑來說，3D打印技術的融入作用則更容易說明。首先，3D打印技術能夠強化創(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)上的預先判別，像圖二所示《可樂城市》這種較大較復雜的雕塑作品，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)雕塑材質效果的推斷，這就使得雕塑創(chuàng)作過程由平面構思到空間達成的過程變得更加順利，極大節(jié)省了藝術創(chuàng)作的成本與精力。

另外，3D打印技術可以幫助實現(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器來做，而雕塑家僅需要利用3D軟件將設計意圖表達出來即可。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，僅僅一天之內即可完成。

再者，3D打印使雕塑藝術作品在形式上產生了飛躍，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)藝術思想的局限。比如有些藝術家以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，地球上將只殘留機器動物，展現(xiàn)出了深厚的人文關懷心理。

5結語

3D打印技術屬于快速成型技術門類之一，借助3D打印技術由構思到取得實物，所需要的材料豐富，過程方便快捷，這些優(yōu)勢使得其在當代工藝美術中將發(fā)揮巨大的作用。作用主要體現(xiàn)在兩個方面，其一是技術上的支持；其二是審美上的支持。而以陶瓷和雕塑藝術為例，則更能說明其在技術和審美上的突出應用優(yōu)勢。最后值得說明的是：3D打印技術本身是充滿不確定性因素的，比如當這種技術普及以后，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，相關的法律一定要跟上。而無論如何，3D打印這種技術如果應用得當，其在工藝美術領域終將大放異彩，產生重大影響作用。

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本文系泉州工藝美術職業(yè)學院社科類課題。