3D打印技術與《雕塑》課程教學融合應用研究

巴鈞才，許朝森

（西北師范大學知行學院 甘肅 蘭州 730070）

1 引言

自1987年美國3DSystems公司生產出第一臺基于光固化工藝的增材制造設備SLA250以來，隨著計算機軟硬件及新材料的發(fā)展，已經廣泛應用到教育、工業(yè)、醫(yī)療、建筑等多個行業(yè)。我國3D打印技術自20世紀90年代開始發(fā)展，已經在軍工、醫(yī)療、汽車制造、建筑等行業(yè)開始應用。目前，我國工業(yè)發(fā)展正在從追求產量向追求創(chuàng)新轉變，而3D打印技術正是提高創(chuàng)新能力的有力工具。

《雕塑》是美術學、環(huán)境設計等美術類專業(yè)開設的必修課程，雕塑又稱雕刻，是雕、刻、塑三種方法的總稱，雕、刻采用減材技術，而“塑”則采用材成型（即增材）技術，即可以用增材技術的3D打印實現(xiàn)，這就為3D打印技術與《雕塑》課程融合創(chuàng)造了前提條件。本文從《雕塑》課程開設過程中發(fā)現(xiàn)的一些實際問題出發(fā)，就如何利用3D打印技術來彌補《雕塑》課程中出現(xiàn)的問題做以下幾個方面的闡述。

2 3D打印技術使雕塑擺脫外部因素的制約

傳統(tǒng)雕塑工藝不僅受雕塑家個人情感的控制，而且在創(chuàng)作的過程中也易受到材質、天氣、工藝等外部因素的制約，使得傳統(tǒng)雕塑的設計初衷與最終完成作品存在著不一致性。傳統(tǒng)雕塑從小樣、放樣、翻模到后期的鍛、焊、鑄等都受到外界條件的制約，而且每一步的操作都存在著不可預知性，返工時常伴隨在雕塑的整個過程。在《雕塑》課程授課時，為了在有限的課時內完成作品，不得不退而求其次，學生對技法的掌握及每一步中出現(xiàn)的走樣都將它忽略，導致最后完成的作品遠離設計者的初衷，甚至大相徑庭。

在《雕塑》課程授課過程中可以借助3D打印來擺脫外部條件對雕塑作品的影響，讓學生在有限的課時內了解傳統(tǒng)雕塑制作流程，利用美術類學生熟悉3D圖像處理軟件的特點，將主要精力放在作品的設計上，使創(chuàng)作完成于雕塑的設計階段，而把繁雜的實現(xiàn)過程交給3D打印設備來完成，學生只用坐在電腦前用Z-BRUSH、3DSMAX等軟件把自己的設計意圖或創(chuàng)作意圖表達成數字化的圖像，而后進行仔細推敲修改直到數字化的3D圖像能完全體現(xiàn)其設計思想，接下來就是讓3D打印機輕松快捷地實現(xiàn)其設計思想的物態(tài)形式。

3 3D打印技術能精準表現(xiàn)設計者的意圖

傳統(tǒng)雕塑的創(chuàng)作過程包括反應創(chuàng)作構思的紙質小稿、呈現(xiàn)空間感知的泥塑小稿及放大稿、翻硬質模具、注入成型材料、表面效果處理等一系列步驟才能實現(xiàn)最終的雕塑作品，在翻模過程中容易出現(xiàn)“變形”，翻模的成敗直接決定著雕塑作品的實現(xiàn)與否，傳統(tǒng)的雕塑往往伴隨著在計過程中創(chuàng)作，在創(chuàng)作過程中設計的情況，使得最終完成作品與初期的設計存在著較大的出入，這既是傳統(tǒng)雕塑的魅力所在，也是傳統(tǒng)雕塑存在的弊端之一。

3D打印將雕塑實體數字化，在數字媒介下還原實體，能精準表達設計者的意圖。打印機用數字語言來代替設計者常規(guī)意識、感覺、情緒來完成藝術作品。因此，3D打印藝術的基礎是設計者的創(chuàng)意和在建模軟件中的表現(xiàn)，設計者也可以做出泥塑小樣，通過例如EinScan-S、PLY等3D掃描設備將泥塑小樣掃描生成輸入文件，如果設計者對泥塑小樣不太滿意，在此時還可以在通過建模軟件進行調整和修改，直到滿意為止。打印機通過讀取模型文件打印出一個實體，3D打印可以打印出復雜曲線的三維空間結構，作品如機器加工般精準反應設計者的意圖，做到模型與成品之間的無縫對接，達到“所見即所得”的效果。

在傳統(tǒng)的《雕塑》課程授課過程中，學生只能做出一些泥塑小樣或通過泥塑小樣翻出石膏像，這些作品往往比較粗糙且容易破碎，無法作為產品來使用，如果將這些泥塑小樣利用3D掃描設備進行掃描輸入到電腦中，應用建模軟件對模型進行進一步的“雕琢”，就可以通過3D打印機打印出精致的產品來，做到與市場的接軌，這正好迎合了普通本科大學應用型教學改革的需求。

4 3D打印技術可以簡化雕塑的創(chuàng)作過程

傳統(tǒng)《雕塑》課程上課過程中，為了在有限的課時內完成紙樣、小稿、放大稿、翻模、注入材料、表面處理等過程，整個過程走馬觀花、草草了事，由于每個過程相對復雜，對每一步中出現(xiàn)的變形走樣也沒有足夠的時間深究和調整，“千里之堤，毀于蟻穴”正是這一步步的小問題導致最后的成品偏離甚至嚴重違背了設計者的初衷。

設計者的靈感往往是一霎那的，在數字化條件下，設計者甚至可以借助在Ipad上安裝的Autodesk 123D Sculpt、iDough! HD等三維軟件把設計思路準確的記錄下來，避免傳統(tǒng)雕塑過程復雜、耗時等導致的思路中斷。相對傳統(tǒng)雕塑采用減材制造或材料成型的方式而言，3D打印將所有的過程簡化為：建模-參數確定-打印三步，利用3D打印設備可以快速而精準地制造出利用傳統(tǒng)雕塑手法無法加工的復雜結構零件。

5 3D打印技術降低了雕塑的成本及風險

《雕塑》課程經過設計、選材、加工等多個過程，由于加工工藝及手法嫻熟程度等方面的影響，在有限的課時內難以做出符合市場需求的作品，因為雕塑前學生對材料的內部構造、承重能力等因素的掌握往往不是很到位，在創(chuàng)作過程中還存在著失敗的風險。3D打印技術可以使雕塑創(chuàng)作由數字狀態(tài)直接到實物狀態(tài)，極大地縮短了雕塑藝術創(chuàng)作過程，且還可以對雕塑的空間狀態(tài)進行預先研判，通過調整數字化的雕塑信息放大或縮小雕塑，甚至可以調整雕塑在空間中的形態(tài)。

3D打印技術在雕塑藝術創(chuàng)作中的應用，縮短了從平面到空間實現(xiàn)的過程，增加了雕塑藝術創(chuàng)作過程中對空間藝術效果的預知，節(jié)約了藝術創(chuàng)作時間和成本，使雕塑風險降到了最低。利用3D打印技術創(chuàng)作出來的雕塑作品具有虛擬性，其本質是計算機建模數字信息，所以數字作品更易保存，也不需要進行運輸。只需要利用網絡傳輸數據或通過移動存儲設備保存即可，節(jié)約了物質傳播和存儲造成的時間和成本消耗。

6 3D打印技術與《雕塑》課程融合前景分析

傳統(tǒng)《雕塑》課程教學以學生跟著教師示范進行模仿學習，影響了學生的想象力的發(fā)揮，雕塑過程繁雜且無法完成結構復雜的制件，以信息技術為載體的3D打印不僅作為一種藝術創(chuàng)作工具來使用，而且還不斷的影響著我們對傳統(tǒng)藝術觀念的認知。隨著計算機軟、硬件技術的不斷發(fā)展及新材料的廣泛應用，將會推動著雕塑藝術的發(fā)展，將3D打印融入到《雕塑》課程是雕塑發(fā)展的一個趨勢，我們將3D打印融入到《雕塑》課程中只是讓3D打印作為一個輔助教學手段，讓傳統(tǒng)雕塑少走彎路，而不是取代傳統(tǒng)雕塑。

在《雕塑》課程教學過程中，先根據設計者的紙質稿完成泥塑小樣，用三維掃描設備將小樣掃描為電子稿件，對電子稿件進行精雕細琢后通過3D打印設備將其輸出出來，或者在雕塑前期用三維建模軟件進行創(chuàng)作，通過3D打印設備輸出實物后利用傳統(tǒng)雕塑手法進行再創(chuàng)作，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，使3D打印技術與傳統(tǒng)雕塑進行融合，解決傳統(tǒng)《雕塑》課程中出現(xiàn)的問題，讓傳統(tǒng)雕塑老樹接新枝，使雕塑展現(xiàn)出新的活力。

[1] 陳雪.數字技術在雕塑創(chuàng)作中的應用與研究[D].大連理工大學，2015年5月.

[2] 印洪，劉宜晉.數字技術在雕塑創(chuàng)作和專業(yè)教學中的應用[J].大眾文藝，2017年2月.