神之手，打開設計大門

李充

八點檔勵志片常說命運決定在自己的手上，未來要靠自己掌握，那么設計呢？感謝3D科技猶如上帝的小幫手，只需要將自己的想法，無論是否不切實際，只需輸入電腦，靠著1與0的運算邏輯，由3D Printer把腦海中的藍圖化作實體，然后加以量產，從建筑空間、飲食、生活用品上，來滿足我們的需求。換言之，未來的設計大門由3D技術扮演關鍵鑰匙的角色，而握有那把鑰匙的，就是人類。

在3D，已成為全民皆知的名詞，或許是電影的帶動，讓大家對其趨之若鶩。不過早在1984年，由Charles Hull發明堪稱是第一臺實驗機種的3D設備，透過鐳射，層層投射出原料塑形。但制作相當耗時，隨后FDM技術（Fused Deposition Modelling）問世，比起前者只能運用液態原料，FDM可將半液態素材透過高溫壓制，塑造各種形體，而這類3D立體技術逐漸被運用在工業設計，諸如玻璃用品、燈光家居等各式生產，相關3D機種也越來越多樣，且更為便利操作，像是RepRap機型，可用塑料大量形塑模型之外，同時可透過網絡連結，更新設計程式，客制化商品。這對從事設計的工作者來說，猶如“神力”。

而在闡釋3D打印（也稱列印）的神奇之處前，我們先從最基礎的制作原理說起——簡單來說，3D就是把塑料或者是其他可以“粘合”的材料，利用逐層列印的方式，來打造立體物件。但前提必須是使用電腦構建3D模型，再透過3D列表機做出所想要的模型，如此一來，就顛覆了過往的生產流程，以最快速且便宜的方法制造產品原型。

如今，隨著新創公司與學院的多年研發，盡管3D技術仍舊有許多困難需要解決，但3D打印已被視為將要掀起第三次工業革命的重要科技。由美國國家情報委員會提出的一份名為“2030全球趨勢：不同的世界”報告書中，就提到2030年以前，3D打印可能取代特定的傳統量產制作過程，例如鑄造、造模、切削，特別是那些生產時程較短，專注于客制化產品的制造商。面對這樣的科技發展趨勢，迫使不少設計師加入討論，開始思考如何與3D打印技術接軌。而世界眾多設計博物館，也就此展開了眾多有關于3D打印的展覽，本文選取了來自根特博物館等眾多展覽中的部分，來探討這種打開設計新世界的新方法。

數字制造替代傳統陶藝

玩過陶輪的人都知道，在陶輪上做一個陶碗或是陶罐，理論上好像很簡單，真正上手才知道需要非常精準的控制力，就算是最基本的圓柱體形態，不練個十天半個月根本沒辦法做好。在圓柱體的基礎上，再要做出其他形態，也需要各種小心翼翼的嘗試，對陶輪的旋轉速度、陶土的濕潤程度等都要時刻注意。手指的移動稍微偏一點，就可能前功盡棄要推倒重來。但這手和手指的移動，又恰恰是創意的直接來源，是形成最終形態的原因。那么這種精細的動作，讓更有控制力的3D打印來做會怎樣呢？

來自比利時安特衛普的設計工作室Unfold早在2002年就開始探索衍生式設計（generative design）等數字工具對設計帶來的影響。2009年，他們推出了第一臺可以3D打印陶土的打印機，從此開始了探索傳統陶藝和數字制造技術交集的旅程。

對于Unfold的創始人Claire Warnier和Dries Verbruggen來說，他們感興趣的是設計師的角色在這個設計和生產都逐漸數字化的時代會如何變化 （What is the role of the designer and how is it changing in a time when design and manufacturing become increasingly more digitized？），以及新工具新技術對于設計生產銷售等諸多環節的影響。

在他們看來，傳統工業生產的封閉系統已經被3D打印等新型數字制造技術所打破，一種結合前工業革命時代的手工作坊和現代數字制造技術的新型民間生產模式正在生成。比如，有了3D打印機等數字制造技術，一個設計工作室可以完全在內部進行設計和生產，再加上網絡直銷等電子商務方式，一個小型工作室就可以形成以往只有大企業才有能力進行的豎向整合（vertical integration）。

另外，將3D打印應用到傳統陶藝的一個最直接的益處，就是形態上的自由度。傳統陶藝由于工藝和材料的雙重限制，在形態上雖然有很大的創造空間，但也有很多特定的限制。3D打印通過層層疊加的“增材制造”方法，突破了傳統陶藝在形態上的很多限制。Unfold最初的3D打印陶土項目就探索了很多非傳統的陶土器具與雕塑形態。

在進行了最初的實驗后，Unfold并不滿足，因為3D打印的過程似乎完全取代了“人手”在制造過程中的參與，而設計也是事先完成的，并不是人與材料進行互動而產生的結果。那么，有沒有方法在利用3D打印的同時也保留“人手”的積極參與呢？于是Unfold創造了一個虛擬的陶輪，在一個轉動的圓盤上，用戶看到的不是真實的陶土，而是顯示了一個圓柱體的屏幕。用戶用手的動作來改變這個容器的形態，通過修改基本圓柱體的高矮和不同位置的胖瘦，形成獨一無二的創造，最后再由3D打印機打印出來。

3D打印本身所要求的精準度、可重復性，也帶來了必然的單一化，與手工制品的獨特感疏離。因此Unfold探索了在3D打印過程中加入不確定因素（比如晃動，模擬人手的隨機動作；又如在不規則的底座上打印，使得打印出來的泥土跟著底座形態而變形），并創造出了一些十分獨特的具有“手工質感”的陶罐。

最后，Unfold還進行了一項另辟蹊徑的將3D打印和傳統工藝進一步結合的嘗試。不過，這次這兩種制造方法分別應用在兩種不同的材料上。3D打印的是陶土，而傳統工藝制造的是吹制玻璃，先將3D打印出來的陶土環風干，再在陶土環內部吹制玻璃，形成與陶土環緊密合成一體的容器。

Unfold的種種探索，不僅展示了諸如3D打印等的數字制造技術在傳統陶瓷手工藝中的應用，更揭示了正在轉變的“匠人“角色。新技術和新工具的產生，使得原本的設計、制造流程發生了改變，而匠人的角色定義也在逐漸變得模糊。設計師不僅僅是坐在電腦前面產生了關于最終產品的創意的人，制造、生產的流程以及人機的協同方式同樣需要創新。數字制造技術的普及（如小型3D打印機）使得設計師進行設計迭代更加方便，可以不斷通過原型來優化設計，而這個過程與匠人不斷通過練習來達到技藝的純熟是類似的。對于諸如陶瓷等的手工藝領域，設計師和匠人的角色常常無法區分，如今在新技術的影響下，設計師和匠人的角色將繼續合二為一。

“非手工”的手工質感

另一位利用3D技術完成陶瓷工藝的Olivier van Herpt與Unfold不同，很早就意識到桌面大小的3D打印機的局限性。首先，對于體量比較大的陶碗陶罐，用桌面大小的3D打印機是無法打印的。其次，僅僅對現有桌面打印機進行改造來打印陶土，而不從根本上調整打印技術來適應陶土材料的特殊性，打印出來的陶器會因為陶土過于濕潤而倒塌，而燒制以后也會有熱抗性低等諸多問題，在實際使用的過程中并不能與傳統工藝制造的陶瓷器具比較。因此，Olivier van Herpt花了兩年時間潛心研究，得出了一套適合陶土的3D打印流程，并造了一臺高約1.7米的delta樣式（三角支撐）3D陶土打印機，可以打印高達80公分、寬達40公分的陶器。通過無數次對打印頭和陶土材料屬性的調整，他終于解決了陶土倒塌的問題，同時也大大提高了打印的精度。

Olivier van Herpt對3D打印技術對于生產流程的影響進行了深入反思：3D打印在一方面拓寬了設計的可能性，并提高了生產效率，但也在同時將機器推到了流程的中心，而人反而成了背景因素，與材料、流程脫離。不斷提高打印的精度、速度和可重復性，對于制造生產是有益的，但也不免讓制造出來的產品沾染了大眾消費品的感覺，他用荷蘭語中的“kil”來形容，意即冷淡的、生硬的、沒有人情味的。因此Olivier也開始在3D打印的流程中引入隨機性和人為錯誤，探索如何利用3D打印技術創造出類似手工的獨特感。他說，“我喜歡在無序中創造有序，在有序中引入無序。我追求的是一種控制下的隨機性。”

但Olivier van Herpt的探索并沒有止步于對3D打印流程本身的干預。他將視角拉遠，開始審視3D打印的本土環境因素。在高度控制的環境中，機器行為完全能夠預期，這是工業生產的模式；如果我們能夠使機器生產不排除環境干擾，反而將環境因素（如溫度、濕度、噪音、地理位置等）融入生產過程中，又會對最終產物有什么樣的影響呢？為此Olivier van Herpt設計了一套軟硬件系統，3D打印機附加了感應器（sensor），測量環境中的溫度、濕度、周圍人群密度等參數，并將這些參數轉化為3D打印產物的形狀和表面質感。每次打印，由于環境因素的不同，打印產物也都不同，這正好像手工制造過程中，每件作品都是獨一無二，反映了當時匠人和材料在特定環境下的對話。

Olivier van Herpt還從自然界中汲取靈感，通過觀察石筍和鐘乳石的形成，思考如何將這種看似無序的過程融入到相對可控的機器環境中。為此他造了一臺類似3D打印機的機器，只不過打印頭不是均勻地擠出材料，而是隨機地融化石蠟，融化的石蠟滴到下方旋轉的托物平臺（build platform）上，形成形似鐘乳石的構造。雖然這個實驗沒有直接應用陶土，但它與前例在3D打印過程中融入隨機性的思想是一致的。

數字邏輯+物理邏輯=不可能轉化為可能

另一位利用3D打印來探索陶瓷美學的是英國陶藝家Jonathan Keep。作為一個有二十多年經驗的陶藝家，Jonathan Keep用傳統工藝制造的陶藝作品非常豐富，他掌握的技法也十分廣泛，而他作品中探索的問題，并不與科技直接相關，而是揭示自然界中的幾何規律和樣式，一種規律和無序之間的平衡狀態。這從他用傳統工藝制造的陶藝作品中可見一斑。

Jonathan Keep對于數字技術應用的創新之處，在設計環節但不在生產環節。他利用衍生式設計（Generative Design）軟件，用程序算法來模擬自然界的規律，制定形態生成的規則，從而得到復雜的無法通過傳統3D建模方法得到的形態。程序生成的形態以代碼形式存在，而后被3D打印機接收，打印出來的陶器再經過傳統的工藝上釉燒制，得到最終產品。

而在近期，Jonathan Keep與瑞典藝術研究員Charles Stern開始了一個項目：利用3D列印技術，將陶瓷與玻璃結合吹制。單看成品大家可能覺得很簡單，其實這兩種傳統工藝是很難結合的，因為在加熱的狀態下，粘土和玻璃具有不用的收縮和膨脹率。Jonathan Keep與Charles Stern針對這個問題同許多專家展開調查，最終才確定了方案，利用3D列印技術列印陶瓷，然后與玻璃進行吹制。可以看出，3D打印機在這個工作流程中，不再是主角，反倒是作為一種制造成品的一個環節而存在。Jonathan Keep從自然界中的冰川、漂流木、植被生長等等現象中汲取靈感，利用數字工具和軟件算法模擬出抽象的自然，再用數字制造技術將這些虛擬形態生產成實體物體。這在本質是數字邏輯和物理邏輯相互轉化的過程。

使用≠濫用

任何新工具的出現都會經歷一個成熟曲線。由于新工具對于舊有制度流程帶來的破壞作用，新工具在產生伊始必然會被很多人質疑或者不被看好，但也總有那么一小部分人，能看到這種破壞作用下蘊含的契機。而當新工具逐漸完善，被越來越多的人接受，最終它也會成為新的“標準”，直到下一個新工具將它取代。

這關鍵的一小部分人，不僅最先“使用”工具，也最先“濫用”工具，而這種“濫用”其實是一種對于工具的應用界限的探索。這種對工具本來用途的“蔑視”，正是不斷改良工具的一種推動力量。在3D打印陶瓷這個特殊的領域，如果人人都相信3D打印應該向更精細更準確的方向發展，那我們就會完全忽視另外一種引入人為因素和隨機性的可能性。幸運的是，這世界上還有那么三五個人，正在執著地進行著探索。（編輯：九月）。