與技術契合的創意之美
——以3D打印作品《蝶變系列》為例

撰文：曲志華

與技術契合的創意之美
——以3D打印作品《蝶變系列》為例

撰文：曲志華

3D打印藝術作為新興的藝術形式，因高昂的成本還沒有得到普及。3D打印與設計結合，不僅可以降低制作成本，而且可以做出傳統工藝難以制作的或者成本更高的設計，進而可以擴展到各種類型的設計。本文以江蘇省首屆大學生3D打印創意一等獎作品《蝶變系列》為例，詳細闡述了如何利用3D打印技術，設計出與技術相契合的創意設計作品。

3D打印藝術；3D打印技術；《蝶變系列》

在2016年3月落幕的江蘇省首屆大學生3D打印創意大賽中，筆者指導的南京藝術學院代表隊榮獲桂冠。在欣喜之余，筆者結合這幾年在3D打印藝術方面的大量創作實踐，對本次大賽的作品創作思路、制作過程加以總結，拋磚引玉，希望對3D打印藝術這一新興藝術門類的發展有所啟發。

3D打印學名為增材制造。這幾年在技術領域，新設備和新材料層出不窮，給大眾的印象是神奇、昂貴、遙不可及。筆者的大量作品都是利用熔融沉積造型（簡稱FDM）技術打印的，這種打印機也就是一臺電腦的價格。它用的材料是熱熔性絲材PLA，耗材每千克不超過100元。打印出來的模型塑料表面仔細看會有一層層的絲堆積的纖維感。理論上說這樣打印方式的局限性比較大，很多情況下需要設支撐打印，支撐去除困難，并且會留下粗糙表面，就是這種不光滑的塑料質感和支撐問題使得其雖然便宜且操作簡單，在藝術領域卻沒有得到推廣。現在我們看到的一些藝術領域的3D打印作品一般為光固化成型和選擇性激光燒結技術打印的，它們所用的材料為光敏樹脂、尼龍和金屬，成本為FDM打印方式的幾十倍甚至幾百倍。這就使得這項藝術創作成為少數“有錢”階級的特權。經過近幾年的大量實踐，筆者總結出FDM不需要設支撐的設計方法，再結合表面處理設備，可以使FDM打印方式除了作品表面光滑細膩以外，不遜于尼龍燒結這種高端打印方式，成本又能為大眾所接受。這樣廣大藝術院校的師生在經費不充足的情況下，也可以利用這一先進技術進行大量創作。因為這是一項新的藝術創作方式，所以沒有多少前人經驗，也沒有條條框框的限制。我們所需要做的就是充分發揮創造性思維設計、打印，如果失敗，調整設計重新打印，如此反復，大量創作之后，我們才能找到設計和打印方式之間的契合點。

3D打印藝術創作的契合原則，還要充分發揮3D打印的優勢。3D打印擅長制造復雜鏤空模型，這是用其他方式難以一次成型的，所以可以制作出傳統方式制作不出來或制作成本更高的模型。這種復雜性正好也是其創新的著眼點（圖1、2、3）。

這些也是這次參加江蘇省首屆大學生3D打印創意大賽我們的作品的出發點，除此以外，我們還潛心思考了作品的創造理念與作品的實用功能，理念是任何一件藝術品都需要有的靈魂，而實用的功能使得作品不僅僅停留在展臺上，還能夠走進生活。下面從設計理念、實用功能與技術的契合方面分別闡述。

圖2 3D打印首飾《似水流年》（曲志華設計）

一、《蝶變系列》設計理念

本次獲獎作品的理念是源于我們對生活的思考：禁錮與自由。最終是三件作品形成的系列作品——《蝶變系列》（圖4），包括：禁錮篇、迷惘篇、自由篇，這三部曲描述了從禁錮到自由的過程。選擇蝴蝶作為母體，因為蝴蝶是自然界里既渺小又美麗靈動的動物，就像凡塵中我們每一個人都很渺小。它在破繭而出之前被繭束縛，就像禁錮篇，十二面體每一片上都有一扇蝴蝶翅膀，蝴蝶空中飛舞，向各個方向撲閃著翅膀，卻怎么也飛不出這囚籠，寓意現實中的我們，往往被困住，想往各個方向努力，卻飛不出禁錮的枷鎖。凡塵中的我們被世俗所牽絆，很多人身上都有枷鎖，渴望自由。追逐自由的過程是漫長的，會經歷迷惘、不知所措、探索、糾纏，正如迷惘篇表現的形態。迷惘篇由24扇蝴蝶翅膀環繞而成，中間放置電子蠟燭，意為心中火焰的點燃，12只蝴蝶開始追逐自由，代表只有少數人能夠從禁錮中走出來，進入迷惘之境，試圖沖向靈魂的自由。最后能真正獲得自由新生的也許是極少數人，所以最后的自由篇只有一只蝴蝶浴火重生，舒展著烈焰般的翅膀飛翔，因為他去嘗試、去拼搏、去爭取了想要的自由。《蝶變系列》三部曲以系列作品的形式表達了人的思想從禁錮到自由的過程，把抽象概念以3D打印的復雜具象形式表達出來。

圖5 3D打印包（曲志華設計）

二、《蝶變系列》實用功能

《蝶變系列》作品除了可以作為裝飾擺件外，我們還希望賦予其以實用功能。理論上說，3D打印的作品可以做各種具有實用功能的器具（圖5）。實際上，熔融沉積造型（FDM）這種打印方式的表面有點粗糙，所以一些復雜鏤空模型特別適合做燈具，因為在開燈情況，那粗糙的部分會被肉眼忽略。近年來，筆者在參數化3D打印燈具方面做了大量實踐，作品超過500件，例如作品《碧落星懸》《漏透》《洑》《兩儀四象》《十分月》等。那些復雜的鏤空小孔中透出內部的燈光，會產生鉆石般璀璨的光芒，這是傳統燈具無法做到的。

所以筆者將禁錮篇和迷惘篇設計成了燈具。它們內部可以安裝LED小燈泡，作為臺燈或吊燈；迷惘篇設計成為蠟燭臺形式，如果打印的是塑料件，中間可以放置LED電子蠟燭，如果翻模制作金屬件，可以放置真正的蠟燭，同樣，也可以作為燈罩。

自由篇的蝴蝶翅膀紋理都是經過專門設計的（圖6），不僅美觀流暢，那些線條的傾斜角度都可以由不設支撐的FDM打印，打印出的表面光潔，直接可以作裝飾擺件，有些設計師用熔融沉積造型FDM方式打印的作品粗糙，就放棄這種工藝轉向昂貴的工藝，其實揚長避短的設計可以充分發揮FDM打印的優勢。這也是筆者近年來打印了成百上千的作品后琢磨出的與這種打印技術相匹配的設計方法，并且在課程中教授、指導學生設計。自由篇的功能是手機和平板電腦的支架，手機或平板電腦的傾斜角度可以多檔調節，可以橫屏和豎屏擺放；并且架高托的部位，使得手機和平板可以在插耳機和充電的情況下使用，因為下部有了充分的空間留給插頭，并且，萬一桌面有水灑落，也不會碰到手機。巧妙和精心設計的實用功能使得這件作品更有價值。

圖6 自由篇的使用功能

三、與工藝的契合

3D打印作品的制作流程如下：設計——建模——打印。在設計時就要與所選擇的3D打印技術相契合，契合的關鍵包括兩點：一是符合這種工藝的特點；二是發揮這種工藝的優勢，簡而言之就是揚長避短。3D打印技術在外行人眼里可以打印任何模型，實際上不管是便宜的打印方式和材料，還是昂貴的打印方式和材料都有其局限性，甚至不能說昂貴的一定比便宜的局限性小，例如金屬燒結打印比FDM打印方式昂貴幾百倍，但FDM打印可以不設支撐一次成型，金屬卻必須設支撐才能打印，因為金屬材料密度大，無法一層一層的懸挑出去，密集的支撐和首飾本身混在一起很難去除，這一點使得金屬打印無法在首飾行業推廣。目前3D打印首飾基本是先3D打印蠟模，然后用傳統方式翻模制作首飾。筆者設計的首飾《晴風蕩漾》《星芒》和《似水流年》等就是這樣制作的。

當設計師剛開始接觸3D打印的時候，設計的思路總是局限在傳統的形式，而沒有針對3D打印的優勢來設計，例如設計像建筑樓板那樣很多水平線條大跨度的作品，或者像建筑桁架那樣全是直線條的東西，往往打印失敗或者粗糙，若是設了支撐打印，去除支撐耗費大量人工，并且去除后粗糙。局限性還在于，一些傳統方式能做出的工藝品，3D打印反而做不出來，或者成本更高。例如3D打印無法打印單獨的像紙一樣薄的或者線一樣細的模型，就算能打印出來也很容易折斷，3D打印雖然已經可以打印陶瓷，但成本比傳統的陶瓷工藝要昂貴很多倍。

人們的審美是有慣性的，當設計師剛開始利用這一新技術時，往往局限于現有各種形態，最終發現做出的效果不好還昂貴，就舍棄了這種創作手段。實際上3D打印的優勢在于能做出無窮無盡的創新的傳統工藝難以制作或成本更高的形態，設計3D打印作品就要有3D打印思維，這也是筆者在南藝首開《3D打印藝術創作》選修課的原因，就是意圖教授學生與3D打印工藝想契合的設計，這樣無論是哪一類的設計都能做到事半功倍的效果。

《蝶變系列》作品的創意之初定下的就是FDM的打印方式，這三件作品的設計都非常符合這一工藝：禁錮篇的十二面體雖然看似復雜，但它每個面都和地面是有夾角的，并且互相聯系、整體構架穩定，適合FDM無支撐打??；迷惘篇的12扇蝴蝶翅膀都是垂直于地面的，非常利于打印，但是每扇翅膀之間也要有聯系、否則打印出來的模型整體穩定性差，遇到碰撞容易散掉，所以內部和外部都設計了圈用來聯系這24扇翅膀。自由篇是手機和平板電腦架，所以要結實厚重些，并且上面曲線紋理的角度都是針對FDM這種打印方式精心設計的，所以打印出來的產品精細、光滑、美觀實用。

所以，與3D打印技術契合的設計需要設計師特別了解他所選擇的打印方式的工藝。筆者親自設計與打印了大量的作品，深深體會到只有在長期密集的實踐與思考之后才能深入了解各種3D打印工藝。

結語

3D打印是看上去很美的新技術，實際應用時又會發現很多弊端和問題，有些問題例如成本問題會隨著技術的發展慢慢解決，有些問題是由于設計師不了解這種新技術造成的。無論如何，我們應該盡早涉入，因地制宜地利用這一新技術，不僅能夠直接或間接創造出前所未有的獨特產品，而且能更好地激發設計師與藝術學校師生的創造力。

曲志華

南京藝術學院

The Creativity in the Integration of Technology and Art: Illustrating of a Series of Broken Cocoon into the Butterfly of 3D Printing

3D printing art, as a kind of emerging art form, has not been popularized due to the high cost. Which combining 3D printing and design not only reduce the cost, but also create more cheaper and complex shaping design than traditional craft. This paper expounds how to use 3D printing, and how to create the beauty in the integration of technology and art by taking an example of a Series of Broken Cocoon into a Butterfly of 3D printing which won the first prize in the first college students 3D printing creative contest in Jiangsu Province.

3D printing art;3D printing technology;A Series of Broken Cocoon into a Butterfly