3D打印輔助脫胎漆器創(chuàng)作可行性工藝流程研究

（湖北工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計學(xué)院 430068）

3D打印技術(shù)始于20世紀90年代，是快速成型技術(shù)的一個重要分支，它不同于傳統(tǒng)的等材制造和減材制造，是一種全新的“增材制造”技術(shù)。這項蘊含著巨大潛力的技術(shù)不僅給我們的科技帶來了發(fā)展，對于傳統(tǒng)工藝也帶來了新的可能。

一、3D打印技術(shù)在模具制作中的應(yīng)用價值

當(dāng)下，3D打印技術(shù)應(yīng)用廣泛分布在醫(yī)療器械、工業(yè)設(shè)備、交通運輸?shù)雀餍懈鳂I(yè)，給模具制造業(yè)帶了新的發(fā)展機遇。與3D打印相比，傳統(tǒng)的模具制造工序流程更為繁瑣，一般都需要經(jīng)過圖紙審查、備料、模具成型零件加工、裝配與試模最終才能達到驗收。3D打印技術(shù)工藝步驟簡易，經(jīng)過軟件建模之后再截圖“切片”給打印機，通過讀取橫截圖信息即可進行打印生產(chǎn)。傳統(tǒng)模具生產(chǎn)出來的產(chǎn)品屬于批量生產(chǎn)，然而當(dāng)代人們更加追求個性化的產(chǎn)品，創(chuàng)新逐漸成為產(chǎn)品的主流標簽。3D打印技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品制造精良、生產(chǎn)周期短、能夠有效的避免生產(chǎn)材料的浪費，尤其是在進行曲面的加工時無需注重產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，相較于其他的成型工藝具有明顯的優(yōu)勢。

雖然3D打印有著種種優(yōu)勢，但其缺點卻也是顯而易見的。3D打印的產(chǎn)品只能小批量制造，當(dāng)生產(chǎn)超過一定數(shù)量后，無論從消耗還是時間上都不如傳統(tǒng)模具制作。但其實這并不是一個絕對的缺點，至少從工藝品制作的角度來看卻是利大于弊的。

二、3D打印輔助脫胎漆器創(chuàng)作的常見工藝流程利弊分析

一般來說，制作脫胎漆器所用的模具多為一次性，這是由于漆器脫模時很難在不損壞漆層的條件下脫出模具，所以多會選擇毀去模具，盡量完好地保留漆器?，F(xiàn)代3D打印技術(shù)則提供了一個更優(yōu)的解決方法，即利用可溶性材料進行完美的漆器脫胎。常見的3D打印可溶性材料多為可溶于檸檬烯溶劑的HIPS（high impact polystyrene）材料和可溶于水和酒精的可溶性PLA（poly lactic acid）材料這兩種，本文主要介紹HIPS材料。

HIPS材料是通過在聚苯乙烯中添加聚丁二烯膠顆粒所產(chǎn)生的一種抗沖擊的聚苯乙烯材料，這種材料能夠很好地溶于檸檬烯中。檸檬烯是一種常見的溶劑，常用于日化、食品當(dāng)中，安全無毒。利用三維軟件建模制作出來的模型，能夠跳脫出傳統(tǒng)制胎技術(shù)的束縛，實現(xiàn)許多復(fù)雜形狀的建立。三維模型制作完成后利用HIPS等可溶性打印材料將其打印制作出來，根據(jù)模型的實際大小及打印精度，一般耗費數(shù)小時至數(shù)十小時不等。打印制作出來的模型可直接進行披麻刮灰，無需脫模劑。待裱布刮灰刷漆等工序都完成，且漆層干固后，就可以進行脫模。將模型完全浸泡至檸檬烯溶劑中，靜置約15分鐘HIPS模型就會軟化，此時可輕松剝離模型。清除完模型的殘留物，在漆層反面進行數(shù)次髹漆即可。

利用可溶性材料3D打印雖然給我們制作脫胎漆器帶來了許多便利，但仍有一些不足之處。利用3D打印來制作單個脫胎模具可以算得上十分便利，但是當(dāng)創(chuàng)作一系列作品，需要數(shù)個相同的模具時，3D打印只能進行逐個打印，可能耗費數(shù)天乃至數(shù)十天不等。并且3D打印對模具的尺寸有要求，不同的3D打印機都有各自的最大打印尺寸，普通的3D打印機工作面積一般不會超過600*600*400mm，這對于脫胎漆器的模具制作無疑是一個巨大的限制。

三、3D打印輔助脫胎漆器創(chuàng)作的工藝流程改良研究

基于3D打印可溶性材料制作小批量系列模具存在的缺陷，筆者對其工藝流程進行了一些改良研究，延續(xù)了3D打印的制作方法，但不再選用成本較高且費時的可溶性材料，而是選用普通3D打印材料，再通過硅膠、石膏等材料翻模將其復(fù)制。硅膠、石膏這兩種材料都有其特殊性，石膏質(zhì)地硬而脆，利用石膏制作脫胎用的空心模型，在其表面披麻刮灰完成后，直接敲碎石膏胎體便可得到脫胎漆器。而硅膠則用于制作陰模，用硅膠材料制作出的陰模來多件復(fù)制出石膏陽模。硅膠質(zhì)地偏軟但又有型，用硅膠來脫石膏不必擔(dān)憂脫模時的各種問題，并且可以反復(fù)多次使用。

首先用普通3D打印材料（如PLA、ABS等）打印出需要的模型，翻模時提前準備好一個適當(dāng)大小不會滲漏的容器，在打印出來的模型表面和容器內(nèi)部都均勻地涂抹凡士林，有助于后期的脫模。確認凡士林涂好后，將3D打印模型正面放置在容器中間，在液體硅膠中加入1%的固化劑充分攪拌均勻后倒入容器中，直至硅膠沒過3D打印模型1cm以上為止。根據(jù)固化劑的計量大概靜置2—4小時硅膠完全固化，此時將硅膠模型取出即可得到一個硅膠陰模，有這個硅膠陰模便可批量制作出多個石膏陽模。制作石膏陽模要先調(diào)制好石膏漿，由于要制作空心石膏模，所以石膏漿要略稠為好。將調(diào)制好的石膏漿適量倒入硅膠模中，四面反復(fù)旋轉(zhuǎn)模型，讓石膏漿能夠粘在硅膠模的每個角落，根據(jù)所需模型厚度可以反復(fù)2到3次，但不宜過厚，否則石膏模型難以敲碎。確定硅膠模的每個部分都灌有石膏漿后，將其靜置數(shù)個小時，石膏經(jīng)歷發(fā)熱冷卻的過程后便可將其取出，得到石膏陽模，刷上脫模劑后可進行脫胎漆器的制作。

現(xiàn)代科技發(fā)展迅速，傳統(tǒng)工藝也應(yīng)乘上這陣發(fā)展的東風(fēng)，將傳統(tǒng)的形態(tài)與現(xiàn)代的工藝相結(jié)合，探索更加廣闊的研究方向。