3D打印技術在工藝美術中的應用

◎楊放

3D打印是利用粘合材料和原材料混合，層層疊加的制作方式以及C4D或3DMAX等技術軟件來進行立體實物的創造。由于新技術與新材料的誕生，也對今后人們的生活方式和購物要求都具有重要影響。目前3D打印技術在我國應用的時間較短，但對于工藝美術發展已經頗具積極作用，并對工藝的多元化橫向發展產生影響。本文首先介紹了3D打印和工藝設計，其次介紹3D打印對工藝美術的促進作用，最后闡述了3D打印在工藝美術中的應用，推動新時代工藝美術的發展進步。

從3D打印技術的發展歷程而言，最初產生3D打印技術的企業較少，隨著科學技術的發展，計算機技術的不斷成熟，電腦計算機應用更加普及，3D打印技術也隨之進步，但是人們對于新技術和新設備的認知還不全面，在日常生活中并沒有應用。目前，3D打印技術的應用領域較廣，主要是通過特定的原材料來制作，具有立體感較強的特點，是對傳統打印技術的突破，通過打印技術將產品可以更加立體和全面地展現出來，受到人們的喜愛。我國的手工藝制作具有悠久的歷史，尤其是我國工業革命后發展較為迅速，取得了較大的成就，手工藝也從過去傳統的純手工，逐步轉變為更加具有創造性和藝術性的產業，其中具有豐富的美學特點。在第三次藝術革命后，3D打印技術在我國平面設計領域，及工藝美術設計領域中的應用越來越多。通過人們對工藝美術的研究，發現工藝美術的發展需要創新，在于對人們勞動價值的體現。3D打印技術是對傳統的手工藝的突破和傳承，部分藝術家嘗試讓手工感性與理性結合，這也是3D打印技術應用于現代工業的重要貢獻。

一、3D打印和工藝設計

（一）3D打印的優勢

3D打印技術可以充分體現產品創新和工藝設計，可以使產品設計更加豐富，效果顯著。主要的優勢包括：一是3D打印技術在工藝美術中的應用，可以降低設計人員的工作量，提高操作的便捷性，并具有可視性，可以更直觀地發現問題并解決問題，從而節約制作成本和周期。通過應用3D打印技術可以將新產品制作出來，通過消費者的使用和反饋進行優化，在優化過程中不需要進行批量生產及返工重做，可以大大節約產品的制作成本和周期。同時，在產品優化的過程中充分結合實際情況，更加貼合消費者的需求。二是可以降低生產成本。應用3D打印技術可以使工藝美術品一次成型，提高藝術品的多樣性，通過對工藝品制作流程的簡化，可以在較快的時間內，花費更少的費用來生產更多的產品。三是設計人員在設計時可以不再受技術的限制，進行高效和大批量的生產。一些人工和機械無法制作完成的產品，應用3D打印技術則可以快速生產出來，并且如果產品的結構較為復雜，也不會增加產品的制作成本，因為3D打印技術是對材料的疊加制造，因此可以避免復雜結構對產品制造的影響，并且成本較低。四是可以有效地利用材料，與傳統的制造工藝不同，其可以結合難以共存的材料，從而生產出新型材料，提高材料的性能，豐富產品的多樣性。

（二）3D打印的發展和問題

3D打印技術在設計方面具有較大的優勢，主要包括兩個特點：一是對于物品制造來說，可以快速傳輸物品，用數據傳輸來實現異地打印。二是可以依據生產需求，隨時生產，降低產品儲存的成本。3D打印技術與傳統技術相比，可以按照需求在不增加成本的情況下制造，較為方便，但是3D打印技術尚未成熟，也存在一定的問題。中國目前3D打印技術，尚需要經過特殊材料的加工才能打印，并且因為國家暫時還沒有統一材料的標準，所以每款機器材料的購買需要對應的供應商提供，這也就導致不同的供應商所提供的材料不同，材料之間不能相互通用。因此，這也極大限制了3D打印技術的應用。此外，目前我們的電腦運行速度，以及軟件對應匹配的硬件等，還不能完全滿足3D打印技術。因此，3D打印技術應用還需要加深研究以及社會的關注與發展。

二、3D打印對工藝美術的促進作用

3D打印具有較高的復雜性，對于工藝美術的發展具有積極作用。因此，本文針對3D打印技術對工藝美術的促進開展研究，主要體現在以下兩個部分：

（一）促進工藝美術的藝術性提升

對于從事工藝美術的人員來說，3D打印技術在技術和材料限制方面空間較大，可以實現設計者的構思。對于普通消費者來說，3D打印有助于提高人們的審美標準，從而促進工藝美術品更好地創新來滿足人們的要求。在提高社會審美標準的同時，更加注重人們個性化需求的滿足。當今社會十分流行DIY設計，這種設計也凸顯了當前受眾群體的求創新、求個性、求獨立自我的一種對產品設計的需求心態。目前，很多主流商品的生產都是大批量的，雖然也為消費者提供了多種的選擇，但是這種以標準化、批量化的生產模式下的產品，雖然具有一定的選擇空間，但是也較大地限制了產品的范圍。這種有限的多樣化不足以滿足人們的個性化需求，傳統的個性化產品是設計者的構思，而不是消費者真正的想法，這種個性化是在工業大規模生產的前提下被個性化的。而消費者有著自己對審美的認知，有自己的個性，但是傳統的生產方式下這種個性和審美需求難以滿足。而在3D打印技術出現后，消費者可以通過自己設計進行制造。3D打印可以將不同的設計方案分別生產出獨特的產品，而且生產的成本幾乎不變。這就是數字化時代的新制造模式，也可以真正地滿足消費者的個性需求。社會的審美是不斷變化的，隨著3D打印技術廣泛應用，可以促進工藝美術的發展。

（二）為工藝美術的發展提供技術幫助

3D打印技術對工藝美術的促進包括通過精確的技術來實現設計者的想法，同時，還可以避免工藝美術單純的為了追求復雜性而喪失藝術性。3D打印技術可以通過電腦建模來實現精確的打印，避免由于手工制作中存在人為因素無法制造出完美的物品。同時，3D打印技術的制造可以實現小批量的重復生產，使生產更加自主靈活，并且可以保證不同批次產品的一致性。3D打印技術可以為設計優化提供支持，提高了設計的靈活性，并且通過設計的成型技術，可以制造出常規工藝無法完成的復雜形體。工藝美術中應用3D打印技術，并與手工藝結合，這是今后工藝創新的發展趨勢，可以讓以前的工藝產品得到重現。當代工藝美術在恢復傳統物品方面進行了大量的探索，例如：制造雕塑切模、容器造型等等。最初容器造型設計，往往是需要通過多次設計反復推敲，最后得到一個滿意的造型，進行翻模再批量生產，但現在采用3D打印技術后進行制造，可以節約大量的時間，直接進行成本的生產。又如：通過3D打印技術制作項鏈，項鏈中可以刻有很多的文字和數字，并且每個鏈環連接都較為復雜，這時也可以通過3D打印技術快速地實現制造。

相反，工藝美術領域目前存在一種現象，存在一定炫耀技術的問題，甚至要以工代藝，工藝品中“工”的確是美術價值的基礎。例如：微雕產品，其制造過程十分繁瑣，需要高超的技藝，才能制造出工藝美術品。但是工藝美術品中，“藝”更加的重要，可以體現物品的內涵和思想，如果一味追求“工”的高超，而不重視其藝術價值，則工藝美術品就失去了靈魂，變成制造者單純炫耀制作工藝的產品。目前，隨著3D打印時代的到來，以往注重工藝加工的產品必定要受到打擊，因為即使技術很優秀，但始終不會像3D打印如此精確。因此，3D打印技術可以讓單純炫耀技巧的美術品注重追求工藝品的靈魂。

三、3D打印在工藝美術中的應用

（一）雕塑

3D打印技術應用于雕塑制品中具有重要的作用。一是3D打印技術可以具有較強的創造性，雕塑作品都會在紙上進行素描，并以此為基礎進行創作，3D打印技術可以將創作的意圖直接打印，提高雕塑創作的效率，充分利用數字化發展，對雕塑的數據進行調整，實現雕塑作品的擴大和縮小等，實現雕塑作品的空間預判。如果是大型的雕塑作品，可以通過制作前瞻成品。此外，還可以利用打印材料的選擇，推斷雕塑材質，有助于雕塑設計過程中合理的平面空間布局，提高作品的藝術性，降低制作成本。二是3D打印技術可以促進雕塑創作的便捷化和多元化，將復雜的成型過程讓機械完成，雕塑家只需要將自身的設計意圖利用軟件進行構圖。例如：大型的建筑模型，就是通過3D打印出來的，如果按照傳統的雕塑方式，很多產品都不能實現快速的制作。三是3D打印豐富了雕塑藝術的形式，由于3D打印材料較為豐富，可以拓寬設計者的思路，豐富藝術作品的類別和形式，這種方式與傳統的制作理念存在較大的區別。

（二）陶瓷

傳統的工藝美術中，陶瓷制品是重要的組成，其生產制造過程也十分復雜，一件成型的陶瓷制品從原材料加工到最終的產品需要眾多工序，而且各個工序是緊密聯系的，很容易影響產品的質量。陶瓷3D打印技術則具有更加簡單和快捷的特點，尤其在原材料的加工方面。陶瓷的生產原料一般是可塑原料和利溶劑型原料等。其中可塑原料是為了塑化與結合，從而在陶瓷成型中發揮作用，同時還需要保證坯料的可塑和注漿成功等。但是粘土中的礦物成分十分復雜，并且變現并不均勻，因此其可塑性等參數存在較大的差異性，因此，不同的陶瓷生產，在坯料配比中存在很多的方法，只是由于粘土的粘合功能，不用再加入粘合劑進行粘和。陶瓷進行3D 方式打印，泥料的性能也會出現變化，其流動度等需要認真考慮，由于3D打印原料與膠凝材料相似，為了提高泥漿的流變性，只利用粘土的粘附功能并不安全，還需要加入塑化劑，讓粉料性能提高，降低粘度保證流動性，滿足3D打印的要求。此外，如果加入高分子材料，也可以通過化學成本的分解，實現坯料的優化，提高3D打印效果。

四、3D 打印技術發展趨勢

一是材料多樣化和通用化。目前的打印材料的豐富性不足，主要是粉材和絲材，未來需要加大對3D 打印材料的研究，滿足客戶的需求，并大力發展彩色打印。此外，行業需要完善標準，提高打印材料和設備的通用性。二是復合3D 打印。3D打印技術目前關注度高，但是由于打印時間長等方面的不足，與傳統的制作工藝結合，要提高成形的時間，從而在未來應用到更多的領域。三是便攜化、智能化。隨著機械零件更加追求集成化和輕量化，3D打印技術也應更多地應用在精密和集成的零件打印上，并且3D 打印設備要更加便攜。3D打印機將成為今后人們的日常工具，改變傳統的制造模式。3D打印今后要提升智能化水平，更好模擬人們的思維，對打印工藝實現動態調控。四是太空3D打印。在航天領域也可以應用3D 打印，實現對復雜太空零件的制造，同時要保證3D 打印設備的穩定性。五是4D 打印技術。在傳統的3D 打印基礎上增加時間軸變量就是4D 打印，其可以適應更加復雜的結構，例如：Tibbits依據人腳的大小進行調節打印4D 鞋，應用彈性材料來降低制造成本。

五、結語

3D打印技術屬于快速成型技術中的一類，利用3D打印技術在設計和制作過程中，其制作過程更加簡單，需要的材料也更加單一，這些都是有助于在當代工藝美術中應用。主要體現兩個方面特點，一是技術上的支持，二是審美上的支撐。以陶瓷和雕塑產品為例，說明其技術在審美上的優勢。3D打印技術存在一定的不確定性，這種技術需要進行管控，避免生產槍械等。總之，3D打印技術應用在工藝美術中，可以促進工藝美術的發展。