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簡稱RP）技術(shù)，最早起源于美國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，從理論上來說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3D打印機(jī)將第18窟的佛像按1：11大小打印出來。打印出來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。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)雕塑工藝幾乎是無法翻模出來的，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，從理論上來說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3D打印來實(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)幾十萬元，桌面萬元以下的機(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，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，這些問題會(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3D打印機(jī)將雕塑作品直接打印出來。現(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)步和普及將來各種材質(zhì)皆有可能打印出來。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)，再從虛擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實(shí)物的完整過程，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，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)上引起廣泛的爭論，爭論的焦點(diǎn)為馬云的成就還沒有蓋棺定論現(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單便捷地制作自己的個(gè)人雕塑。在可預(yù)見的將來，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疑問地沖擊雕塑的紀(jì)念碑意義。原因一：個(gè)人雕塑的普及、隨處可見的個(gè)人雕像必將帶來雕塑的審美疲勞，原因二：個(gè)人雕塑的普及化娛樂化廉價(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)雕塑語言是透過藝術(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)碼雕塑的語言和新型的材料特征將賦予雕塑語言和形態(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)千年的歷史長河中形成了自身獨(dú)特的語言體系，主要由形態(tài)、體量、空間、材料、色彩等幾方面語言構(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)出來的語言特點(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)雕塑不同的視覺特征，這些視覺特征概括起來便是：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3D打印機(jī)精確地打印出來，沒有手工制作的痕跡，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。科技感：數(shù)碼雕塑可以直接快速成型，沒有翻模等工序，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。這些視覺特征經(jīng)過不斷概括、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遠(yuǎn)性，3D打印數(shù)碼雕塑具有無限的成長空間，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”。