与技术契合的创意之美——以3D打印作品《蝶变系列》为例

撰文：曲志华

与技术契合的创意之美
——以3D打印作品《蝶变系列》为例

撰文：曲志华

3D打印艺术作为新兴的艺术形式，因高昂的成本还没有得到普及。3D打印与设计结合，不仅可以降低制作成本，而且可以做出传统工艺难以制作的或者成本更高的设计，进而可以扩展到各种类型的设计。本文以江苏省首届大学生3D打印创意一等奖作品《蝶变系列》为例，详细阐述了如何利用3D打印技术，设计出与技术相契合的创意设计作品。

3D打印艺术；3D打印技术；《蝶变系列》

在2016年3月落幕的江苏省首届大学生3D打印创意大赛中，笔者指导的南京艺术学院代表队荣获桂冠。在欣喜之余，笔者结合这几年在3D打印艺术方面的大量创作实践，对本次大赛的作品创作思路、制作过程加以总结，抛砖引玉，希望对3D打印艺术这一新兴艺术门类的发展有所启发。

3D打印学名为增材制造。这几年在技术领域，新设备和新材料层出不穷，给大众的印象是神奇、昂贵、遥不可及。笔者的大量作品都是利用熔融沉积造型（简称FDM）技术打印的，这种打印机也就是一台电脑的价格。它用的材料是热熔性丝材PLA，耗材每千克不超过100元。打印出来的模型塑料表面仔细看会有一层层的丝堆积的纤维感。理论上说这样打印方式的局限性比较大，很多情况下需要设支撑打印，支撑去除困难，并且会留下粗糙表面，就是这种不光滑的塑料质感和支撑问题使得其虽然便宜且操作简单，在艺术领域却没有得到推广。现在我们看到的一些艺术领域的3D打印作品一般为光固化成型和选择性激光烧结技术打印的，它们所用的材料为光敏树脂、尼龙和金属，成本为FDM打印方式的几十倍甚至几百倍。这就使得这项艺术创作成为少数“有钱”阶级的特权。经过近几年的大量实践，笔者总结出FDM不需要设支撑的设计方法，再结合表面处理设备，可以使FDM打印方式除了作品表面光滑细腻以外，不逊于尼龙烧结这种高端打印方式，成本又能为大众所接受。这样广大艺术院校的师生在经费不充足的情况下，也可以利用这一先进技术进行大量创作。因为这是一项新的艺术创作方式，所以没有多少前人经验，也没有条条框框的限制。我们所需要做的就是充分发挥创造性思维设计、打印，如果失败，调整设计重新打印，如此反复，大量创作之后，我们才能找到设计和打印方式之间的契合点。

3D打印艺术创作的契合原则，还要充分发挥3D打印的优势。3D打印擅长制造复杂镂空模型，这是用其他方式难以一次成型的，所以可以制作出传统方式制作不出来或制作成本更高的模型。这种复杂性正好也是其创新的着眼点（图1、2、3）。

这些也是这次参加江苏省首届大学生3D打印创意大赛我们的作品的出发点，除此以外，我们还潜心思考了作品的创造理念与作品的实用功能，理念是任何一件艺术品都需要有的灵魂，而实用的功能使得作品不仅仅停留在展台上，还能够走进生活。下面从设计理念、实用功能与技术的契合方面分别阐述。

图2 3D打印首饰《似水流年》（曲志华设计）

一、《蝶变系列》设计理念

本次获奖作品的理念是源于我们对生活的思考：禁锢与自由。最终是三件作品形成的系列作品——《蝶变系列》（图4），包括：禁锢篇、迷惘篇、自由篇，这三部曲描述了从禁锢到自由的过程。选择蝴蝶作为母体，因为蝴蝶是自然界里既渺小又美丽灵动的动物，就像凡尘中我们每一个人都很渺小。它在破茧而出之前被茧束缚，就像禁锢篇，十二面体每一片上都有一扇蝴蝶翅膀，蝴蝶空中飞舞，向各个方向扑闪着翅膀，却怎么也飞不出这囚笼，寓意现实中的我们，往往被困住，想往各个方向努力，却飞不出禁锢的枷锁。凡尘中的我们被世俗所牵绊，很多人身上都有枷锁，渴望自由。追逐自由的过程是漫长的，会经历迷惘、不知所措、探索、纠缠，正如迷惘篇表现的形态。迷惘篇由24扇蝴蝶翅膀环绕而成，中间放置电子蜡烛，意为心中火焰的点燃，12只蝴蝶开始追逐自由，代表只有少数人能够从禁锢中走出来，进入迷惘之境，试图冲向灵魂的自由。最后能真正获得自由新生的也许是极少数人，所以最后的自由篇只有一只蝴蝶浴火重生，舒展着烈焰般的翅膀飞翔，因为他去尝试、去拼搏、去争取了想要的自由。《蝶变系列》三部曲以系列作品的形式表达了人的思想从禁锢到自由的过程，把抽象概念以3D打印的复杂具象形式表达出来。

图5 3D打印包（曲志华设计）

二、《蝶变系列》实用功能

《蝶变系列》作品除了可以作为装饰摆件外，我们还希望赋予其以实用功能。理论上说，3D打印的作品可以做各种具有实用功能的器具（图5）。实际上，熔融沉积造型（FDM）这种打印方式的表面有点粗糙，所以一些复杂镂空模型特别适合做灯具，因为在开灯情况，那粗糙的部分会被肉眼忽略。近年来，笔者在参数化3D打印灯具方面做了大量实践，作品超过500件，例如作品《碧落星悬》《漏透》《洑》《两仪四象》《十分月》等。那些复杂的镂空小孔中透出内部的灯光，会产生钻石般璀璨的光芒，这是传统灯具无法做到的。

所以笔者将禁锢篇和迷惘篇设计成了灯具。它们内部可以安装LED小灯泡，作为台灯或吊灯；迷惘篇设计成为蜡烛台形式，如果打印的是塑料件，中间可以放置LED电子蜡烛，如果翻模制作金属件，可以放置真正的蜡烛，同样，也可以作为灯罩。

自由篇的蝴蝶翅膀纹理都是经过专门设计的（图6），不仅美观流畅，那些线条的倾斜角度都可以由不设支撑的FDM打印，打印出的表面光洁，直接可以作装饰摆件，有些设计师用熔融沉积造型FDM方式打印的作品粗糙，就放弃这种工艺转向昂贵的工艺，其实扬长避短的设计可以充分发挥FDM打印的优势。这也是笔者近年来打印了成百上千的作品后琢磨出的与这种打印技术相匹配的设计方法，并且在课程中教授、指导学生设计。自由篇的功能是手机和平板电脑的支架，手机或平板电脑的倾斜角度可以多档调节，可以横屏和竖屏摆放；并且架高托的部位，使得手机和平板可以在插耳机和充电的情况下使用，因为下部有了充分的空间留给插头，并且，万一桌面有水洒落，也不会碰到手机。巧妙和精心设计的实用功能使得这件作品更有价值。

图6 自由篇的使用功能

三、与工艺的契合

3D打印作品的制作流程如下：设计——建模——打印。在设计时就要与所选择的3D打印技术相契合，契合的关键包括两点：一是符合这种工艺的特点；二是发挥这种工艺的优势，简而言之就是扬长避短。3D打印技术在外行人眼里可以打印任何模型，实际上不管是便宜的打印方式和材料，还是昂贵的打印方式和材料都有其局限性，甚至不能说昂贵的一定比便宜的局限性小，例如金属烧结打印比FDM打印方式昂贵几百倍，但FDM打印可以不设支撑一次成型，金属却必须设支撑才能打印，因为金属材料密度大，无法一层一层的悬挑出去，密集的支撑和首饰本身混在一起很难去除，这一点使得金属打印无法在首饰行业推广。目前3D打印首饰基本是先3D打印蜡模，然后用传统方式翻模制作首饰。笔者设计的首饰《晴风荡漾》《星芒》和《似水流年》等就是这样制作的。

当设计师刚开始接触3D打印的时候，设计的思路总是局限在传统的形式，而没有针对3D打印的优势来设计，例如设计像建筑楼板那样很多水平线条大跨度的作品，或者像建筑桁架那样全是直线条的东西，往往打印失败或者粗糙，若是设了支撑打印，去除支撑耗费大量人工，并且去除后粗糙。局限性还在于，一些传统方式能做出的工艺品，3D打印反而做不出来，或者成本更高。例如3D打印无法打印单独的像纸一样薄的或者线一样细的模型，就算能打印出来也很容易折断，3D打印虽然已经可以打印陶瓷，但成本比传统的陶瓷工艺要昂贵很多倍。

人们的审美是有惯性的，当设计师刚开始利用这一新技术时，往往局限于现有各种形态，最终发现做出的效果不好还昂贵，就舍弃了这种创作手段。实际上3D打印的优势在于能做出无穷无尽的创新的传统工艺难以制作或成本更高的形态，设计3D打印作品就要有3D打印思维，这也是笔者在南艺首开《3D打印艺术创作》选修课的原因，就是意图教授学生与3D打印工艺想契合的设计，这样无论是哪一类的设计都能做到事半功倍的效果。

《蝶变系列》作品的创意之初定下的就是FDM的打印方式，这三件作品的设计都非常符合这一工艺：禁锢篇的十二面体虽然看似复杂，但它每个面都和地面是有夹角的，并且互相联系、整体构架稳定，适合FDM无支撑打印；迷惘篇的12扇蝴蝶翅膀都是垂直于地面的，非常利于打印，但是每扇翅膀之间也要有联系、否则打印出来的模型整体稳定性差，遇到碰撞容易散掉，所以内部和外部都设计了圈用来联系这24扇翅膀。自由篇是手机和平板电脑架，所以要结实厚重些，并且上面曲线纹理的角度都是针对FDM这种打印方式精心设计的，所以打印出来的产品精细、光滑、美观实用。

所以，与3D打印技术契合的设计需要设计师特别了解他所选择的打印方式的工艺。笔者亲自设计与打印了大量的作品，深深体会到只有在长期密集的实践与思考之后才能深入了解各种3D打印工艺。

结语

3D打印是看上去很美的新技术，实际应用时又会发现很多弊端和问题，有些问题例如成本问题会随着技术的发展慢慢解决，有些问题是由于设计师不了解这种新技术造成的。无论如何，我们应该尽早涉入，因地制宜地利用这一新技术，不仅能够直接或间接创造出前所未有的独特产品，而且能更好地激发设计师与艺术学校师生的创造力。

曲志华

南京艺术学院

The Creativity in the Integration of Technology and Art: Illustrating of a Series of Broken Cocoon into the Butterfly of 3D Printing

3D printing art, as a kind of emerging art form, has not been popularized due to the high cost. Which combining 3D printing and design not only reduce the cost, but also create more cheaper and complex shaping design than traditional craft. This paper expounds how to use 3D printing, and how to create the beauty in the integration of technology and art by taking an example of a Series of Broken Cocoon into a Butterfly of 3D printing which won the first prize in the first college students 3D printing creative contest in Jiangsu Province.

3D printing art;3D printing technology;A Series of Broken Cocoon into a Butterfly