3D打印技术在古典家具模型开发中的应用

创新者：王 琛 郁舒兰 刘 玮

3D打印技术在古典家具模型开发中的应用

创新者：王 琛 郁舒兰 刘 玮

3D打印作为一种全新的快速成型技术，已经正成为迅猛发展的潮流。古典家具作为中华文明的瑰宝，被广泛的收藏和传承。通过3D打印技术开发古典家具模型，探索3D打印制作古典家具模型的工艺。古典家具模型既可以作为工艺礼品，又对古典家具文化的推广具有重要意义。

中国古典家具作为中华文明值得骄傲的遗产，以其精湛的工艺、独特的美感和深邃的文化闻名于世。明清家具更是中国古典家具的顶峰。明代家具以简厚精雅为基本特征，清代家具体现雍容华贵的祥和之气。家具文化传承的方式有很多，古典家具模型的开发是传承文化的便捷方式，是一种全新的探索。尤其通过3D打印技术制作古典家具模型，将新技术与传统文化相融合，凝聚了丰富而深刻的内涵。

3D打印技术

“让抽象变为现实，让世界更加精彩”，3D打印技术正以其非凡的创造性改变着世界。

作为一种全新的增材成型技术，3D打印融合了三维建模技术、自动控制技术、新材料技术等诸多前沿技术，具有很高的科技价值。3D打印技术主要的成型工艺分为以下四种：（1）立体光固化成型（2）三维印刷成型（3）激光烧结成型（4）融化沉积成型。无论采用哪种成型工艺，产品生产制造的周期都大大降低。大批量的生产方式，逐渐被个性化、定制化的生产方式所替代。文艺范的人可以用3D打印定制文化礼品或工艺品，古典家具模型的开发也得益于新的生产方式。

家具模型

家具模型是家具文化传播的新途径，既可以作为一种工艺礼品，又可以作为家具文化传播的载体。2005年法国设计师Patrick Jouin与Materialise公司合作，设计制造了Solid系列家具模型，利用立体光刻技术制造出Solid C2椅（如图1所示）。2009年Patrick又制作出名为OneShot的折叠凳子（如图2所示），让设计界认识到家具模型的价值。从国内情况看，木工爱好者网站发布了一些制作家具模型的帖子，模型尺寸均按实物等比缩小，材料为实木（如图3所示），部分采用红木。实木制作的古典家具模型也已经出现在电商平台上，例如淘宝网家具模型销售网店，模型多为中国古典家具（如图4所示），销售量可观。经过调研，家具模型的开发具有理想的市场潜力。

图1　

图2　

图3　

图4　

图5　中国古典家具三维模型

图6　逆向扫描家具模型

3D打印古典家具模型

3D打印古典家具模型的开发步骤如下：选择合适的三维软件，通过三维建模手段建立3D打印模型。模型为包含榫卯结构的中国古典家具模型（如图5所示），依据实际尺寸信息按比例绘制。无法测绘的古典家具珍品，通过逆向扫描技术制作3D打印模型（如图6所示），要求3D打印模型中无破面、环边等缺陷，保证模型的精度与光顺度。

选择合适的3D打印技术打印模型，确保打印精度与稳定性。3D 打印的主流技术包括FDM、DP、SLA、SLS等，主要区别在于使用耗材和固态成型方法的不同。古典家具模型与实物的比例约为1∶8，对打印精度与表面粗糙度要求较高，通过实验法对同种模型打印不同材质进行对比，研究合适的打印技术。

最后，把打印完成的零部件模型按照榫卯结构装配。高精度的3D打印可以确保优异的装配性，实现灵活拆卸。如果打印精度不高，在建模阶段需要考虑公差配合。为了提高产品的仿真度，通过实验探究合适的表面装饰手段，体现木材质感。

总结

中国古典家具文化源远流长，传承古典家具文化意义深刻。3D打印古典家具模型，在保留中国古典家具文化的基础上，融入先进生产技术，使之在饱含古典韵味的同时更加符合现代人的个性需求。本文通过3D打印古典家具模型的开发，探索3D打印制作古典家具模型的工艺，促进古典家具文化的传播，具有较高的市场价值和深刻内涵。

王 琛 郁舒兰 刘 玮

南京林业大学家具与工业设计学院

王琛，男，硕士研究生，研究方向：3D打印技术。

2015年度江苏省高校哲学社会科学研究项目：工业设计加速江苏3D打印产业发展的方法与应用研究，项目批准号2015SJB042

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.18.025