3D打印技術(shù)在古典家具模型開發(fā)中的應(yīng)用

創(chuàng)新者：王 琛 郁舒蘭 劉 瑋

3D打印技術(shù)在古典家具模型開發(fā)中的應(yīng)用

創(chuàng)新者：王 琛 郁舒蘭 劉 瑋

3D打印作為一種全新的快速成型技術(shù)，已經(jīng)正成為迅猛發(fā)展的潮流。古典家具作為中華文明的瑰寶，被廣泛的收藏和傳承。通過3D打印技術(shù)開發(fā)古典家具模型，探索3D打印制作古典家具模型的工藝。古典家具模型既可以作為工藝禮品，又對(duì)古典家具文化的推廣具有重要意義。

中國古典家具作為中華文明值得驕傲的遺產(chǎn)，以其精湛的工藝、獨(dú)特的美感和深邃的文化聞名于世。明清家具更是中國古典家具的頂峰。明代家具以簡(jiǎn)厚精雅為基本特征，清代家具體現(xiàn)雍容華貴的祥和之氣。家具文化傳承的方式有很多，古典家具模型的開發(fā)是傳承文化的便捷方式，是一種全新的探索。尤其通過3D打印技術(shù)制作古典家具模型，將新技術(shù)與傳統(tǒng)文化相融合，凝聚了豐富而深刻的內(nèi)涵。

3D打印技術(shù)

“讓抽象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，讓世界更加精彩”，3D打印技術(shù)正以其非凡的創(chuàng)造性改變著世界。

作為一種全新的增材成型技術(shù)，3D打印融合了三維建模技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、新材料技術(shù)等諸多前沿技術(shù)，具有很高的科技價(jià)值。3D打印技術(shù)主要的成型工藝分為以下四種：（1）立體光固化成型（2）三維印刷成型（3）激光燒結(jié)成型（4）融化沉積成型。無論采用哪種成型工藝，產(chǎn)品生產(chǎn)制造的周期都大大降低。大批量的生產(chǎn)方式，逐漸被個(gè)性化、定制化的生產(chǎn)方式所替代。文藝范的人可以用3D打印定制文化禮品或工藝品，古典家具模型的開發(fā)也得益于新的生產(chǎn)方式。

家具模型

家具模型是家具文化傳播的新途徑，既可以作為一種工藝禮品，又可以作為家具文化傳播的載體。2005年法國設(shè)計(jì)師Patrick Jouin與Materialise公司合作，設(shè)計(jì)制造了Solid系列家具模型，利用立體光刻技術(shù)制造出Solid C2椅（如圖1所示）。2009年P(guān)atrick又制作出名為OneShot的折疊凳子（如圖2所示），讓設(shè)計(jì)界認(rèn)識(shí)到家具模型的價(jià)值。從國內(nèi)情況看，木工愛好者網(wǎng)站發(fā)布了一些制作家具模型的帖子，模型尺寸均按實(shí)物等比縮小，材料為實(shí)木（如圖3所示），部分采用紅木。實(shí)木制作的古典家具模型也已經(jīng)出現(xiàn)在電商平臺(tái)上，例如淘寶網(wǎng)家具模型銷售網(wǎng)店，模型多為中國古典家具（如圖4所示），銷售量可觀。經(jīng)過調(diào)研，家具模型的開發(fā)具有理想的市場(chǎng)潛力。

圖1　

圖2　

圖3　

圖4　

圖5　中國古典家具三維模型

圖6　逆向掃描家具模型

3D打印古典家具模型

3D打印古典家具模型的開發(fā)步驟如下：選擇合適的三維軟件，通過三維建模手段建立3D打印模型。模型為包含榫卯結(jié)構(gòu)的中國古典家具模型（如圖5所示），依據(jù)實(shí)際尺寸信息按比例繪制。無法測(cè)繪的古典家具珍品，通過逆向掃描技術(shù)制作3D打印模型（如圖6所示），要求3D打印模型中無破面、環(huán)邊等缺陷，保證模型的精度與光順度。

選擇合適的3D打印技術(shù)打印模型，確保打印精度與穩(wěn)定性。3D 打印的主流技術(shù)包括FDM、DP、SLA、SLS等，主要區(qū)別在于使用耗材和固態(tài)成型方法的不同。古典家具模型與實(shí)物的比例約為1∶8，對(duì)打印精度與表面粗糙度要求較高，通過實(shí)驗(yàn)法對(duì)同種模型打印不同材質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，研究合適的打印技術(shù)。

最后，把打印完成的零部件模型按照榫卯結(jié)構(gòu)裝配。高精度的3D打印可以確保優(yōu)異的裝配性，實(shí)現(xiàn)靈活拆卸。如果打印精度不高，在建模階段需要考慮公差配合。為了提高產(chǎn)品的仿真度，通過實(shí)驗(yàn)探究合適的表面裝飾手段，體現(xiàn)木材質(zhì)感。

總結(jié)

中國古典家具文化源遠(yuǎn)流長，傳承古典家具文化意義深刻。3D打印古典家具模型，在保留中國古典家具文化的基礎(chǔ)上，融入先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，使之在飽含古典韻味的同時(shí)更加符合現(xiàn)代人的個(gè)性需求。本文通過3D打印古典家具模型的開發(fā)，探索3D打印制作古典家具模型的工藝，促進(jìn)古典家具文化的傳播，具有較高的市場(chǎng)價(jià)值和深刻內(nèi)涵。

王 琛 郁舒蘭 劉 瑋

南京林業(yè)大學(xué)家具與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院

王琛，男，碩士研究生，研究方向：3D打印技術(shù)。

2015年度江蘇省高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目：工業(yè)設(shè)計(jì)加速江蘇3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方法與應(yīng)用研究，項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)2015SJB042

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.18.025