雕塑复制技术的革新——对上海自然博物馆模型复制技术的研究

刘兴山

雕塑模型复制技术是一项不可或缺的尖端展示技术，其技术的主体是将一些三维空间中存在的实体进行一种“立体的复制”，包括其形态、肌理、色彩、质感等母体内容。这种技艺的宗旨是还原对象的本来面貌，但这不是一种简单意义的“仿制”，而是一种带有还原生态本来面貌的“复制”。其学术价值主要体现在对原生态数据进行100%的获得与还原，它既是对原有物品的一种保护，也是一种学术意义上的转化和承接。本文就这项技术的传承和发展进行具体的研究，目的是在总结这项技术的同时对其技术的革新情况加以对比的分析，以学术跟踪的方式来保留这项技术的核心价值。

一、历史的传承——石膏块模复制技术

从实践的角度来看这项技术，最早是运用在与展示有关的博物馆展品造型复制，它的技术与“古生物”及“文物保护”连接在一起，以其高超的还原技术为“收藏展示”予以学术上的记录。它的技术源头要早于雕塑创作中的复制作品部分。在中国它源于清朝末年，兴盛于中华人民共和国成立初期，是一种舶来的技术，此项技术是随着西方文化的进入，由牧师掌握后逐步地流传开来，在中国有两个分支，即南方的“唐家”、北方的“刘家”，开始是以家庭作坊的形式存在，后来中华人民共和国成立后“刘家”被收入到“国家自然博物馆”的标本模型制作中心，“唐家”被收入到“上海自然博物馆”。本文是以上海自然博物馆为实际案例分析，对其最顶尖的“石膏生态复制”，也叫石膏块模复制技术（三维立体复制技术，外模是由可拆卸组合的小块构成，目的是保护复制母体）进行研究探讨。这项技术“上海自然博物馆”见长于国内，区别于国外。其中最具代表性的技师是“百春生”（2009年过世），而现在国际上对这种复制技术的运用还停留在一种“方形套圈”的阶段——即无论复制形态如何，全部以方形外轮廓为特征得名。这样就在很大程度上失去了对于对象外轮廓的生态传达，而且外模非常笨重，没有灵性，特别是对大型对象进行复制时，搬运和转动就成为最大的难题，这也是国际模型复制上一个公认的技术缺陷。上海自然博物馆研发的这种雕塑模具复制技术，以其轻盈的造型为特点，通过模具的外轮廓就可以直接辨别出所复制物品本身的外形特征，具有“依形取型”的特色，且模具轻巧更便于“分类”，适合复制“大型物品”。从国内同行业学术跟踪的角度来看，这项技术在国内已接近失传，只有零星的地方尚有保留，却不能构成体系，而在上海自然博物馆还一直传承运用这项技术，为这项技术的保存做出了不可磨灭的贡献。

此项技术的主要原料是石膏，但根据不同尺寸“模品”①特点还要添加相应辅助原料和内部构件。首先我要介绍一下这种工艺的材料界定，石膏（CaSO4）由于其材料的流动性和保真性优势，一直是这项工艺所采用的主体材料，原因是运用石膏材料的高还原性物理性质可以达到理想的复制效果。同时因模型制作工艺流程要经过“低温定型”和“固态雕刻”与“成品扦制”等制作手段，所以制作流程的工艺性也决定了所需原料必须具备可塑性强和坚固性好的特性。通过实践中的大量运用和情况分析比较，证明了“石膏”（CaSO4）这种材料具备了达到这种工艺要求的天性，所以它一直被国内外同行运用，其材料的稳定性可持续百年之久，这也是其他材料所不能与之比拟的一大优点。“石膏块模复制技术”是针对“实体雕塑造型”“硬体雕塑造型”，及“古生物研究”“文物保护研究”等操作中一些珍贵物品进行模型复制保存和展览展示所生的一门技术。它是针对一些“硬质物品”进行三维立体的复制，区别于一些普通物品的复制，类似于泥塑中的“软体”石膏复制技术（俗称“废模”，即一次性的复制成型技术，在复制成品完成后只保留复制品，无须考虑模具保留）。“石膏块模”复制技术要求的是在“保护原有物品不能损坏”的基础上进行1∶1的还原，复制的工艺要求是100%地与原物品等同，而且复制的模具需要达到“分体”逐层取下的要求，其目的是对“母体”不能构成丝毫的损伤。这就要求，完成这项技术的设计者必须具备高超的前期“模块设计”水准，包括各模块之间的“榫卯关系”与“分层设计”，以及它们之间的“结构设置”等一系列问题。当我们遇到形态变化复杂的珍贵复品时，更要思路缜密，环环相扣，有时可能涉及对几十个模块的形成关系进行整体设计，因为要求设计者在进行复制的初期就要对模具中所有的模块有统一完整的思考过程。如图1所示，头盖骨模具大约由67个小模块构成，其中一个小小的眼窝就要分成3个小块，其结构更是巧夺天工。所有模具摊开后是分散而零碎的，但通过特有的榫卯关系结合起来，则会形成一个完整的有机体，包括各个小模块之间的衔接吊钩设计都咬合得“天衣无缝”。如图1所示，模具的外立面是平滑而紧密的，其内部的结构则是丰富而丝丝相扣，且通过图片可以清晰地看到各个模块之间的结合与紧密程度。因为模块之间“开缝”的大小是保证其“复制品”形态精确程度的关键，所以要在每个模块上进行“扦制”②。扦制的工艺要达到“光滑如镜”的手感效果和“严丝合缝”的工艺要求，防止在浇铸复制品时产生“漏浆”现象。这也正是“石膏块模复制技术”中的难点和技术要领，所谓“滴水不漏”是用来形容这项技术水准与鉴定其工艺水准的一个高端评价。

这个领域中的许多同仁都会遇见不同形态的“复品”，永远不会重复，所有“复品”都是一些珍贵的孤品或是绝世佳品，否则也就失去了其进行复制的真实价值。这就要求复制过程必须根据不同的“复品形态”设计与之相吻合的模块结构，不同复品的尺寸、起伏、结构、形态，决定了其复制工艺流程的不同设计，而且还要思考模型完成后的浇铸工艺要求等。这些都是“石膏块模”复制设计中所要思考的问题，例如从图1、2中可以看到，通过对于不同模具外形和内部结构的对比能体会到它们在设计和结构上的差异。

图1 石膏块模 “北京猿人头盖骨”模具（作者摄于上海自然博物馆老馆）

图2 石膏块模 工艺展示（作者摄于上海自然博物馆老馆）

二、技术传承中的革新——硅胶复制与石膏块模复制技术的结合

首先介绍一下“硅胶复制”技术的工艺原理，这种复制技术起源于“硅橡胶”这种材料的介入，“硅橡胶”这种材料因为其复原肌理的效果好、流动性强、固态后柔软容易脱模、复制面积大等材料特性很快被大家所接受，最早被应用于雕塑造型的复制，并同时拓展到很多工业领域，因其原料的主体是“硅橡胶”而得名。但正是它材料的柔软性特点也给复制脱模工艺带来了很多弊病，因为硅胶固态后属软体，所以会导致在复制品浇铸的过程中产生微小的变形，而且在复制大型物品时会导致内模变形错位。而本文所要研究的对象，上海自然博物馆，率先在复制大型硅胶模具物品时对“脱模”技术进行了研发性的实践。他们通过一种硬质的石膏外模，把硅胶模牢牢地固定在石膏托模上与之形成一体，并且石膏外模是依附硅胶模表面浇铸而成，这样使两个模具之间紧密结合完全融合为一体。这样的模具既有细致的内模，还有防止变形的外模包围。从模具形态上也完全保留了“复制品”的基本形象特征。据资料排查和实际查询，这项技术填补了国际空白，国外的模型复制技术还是在运用一种玻璃钢（环氧树脂）的材料作为外部托模材质，模块之间连接工艺是利用螺丝合并。但“玻璃钢”这种材料经常会受温度和外力影响导致变形，“玻璃纤维”③这种材料的本身材质也会因为拉力不均而导致形体变形，不可控因素太多，且这种材料在合模的过程中是利用螺丝的拉力进行硬性的连接，不能完全保证玻璃钢外模与硅胶内模之间的紧密咬合，材质本身就限定了其无法去复制形体表面起伏多变的造型，所以在反复的实践后，研究人员放弃了对它的运用，但现今国际模型复制领域还沿用着这种材料。

上海自然博物馆在“百春生”带动下，卸下了这种材料带来的枷锁，经过一年多的反复实践研发了一种崭新的技术来代替它，它就是我们上文介绍的利用“石膏”这种优良的材质，把“石膏分块复制技术”优异传承工艺与“硅橡胶”优良的材料相结合。其研发特点是，利用石膏的稳定性因素和“硅胶外体成型法”使“外模”与硅胶模外体进行结合浇铸，使内模和外模之间完全融为一体。在石膏“外模”衔接技术上传承了已有的“石膏块模”分块手法，以包括过桥、多层、榫卯、子扣、双子扣等尖端技术作为支撑，使得“托模”各模块之间的衔接结构紧密而又完整。这种“榫卯结构”要远远优越于玻璃钢外模中利用“螺丝拉紧”的连接方法，它使得各个外模之间紧密结合，弥补了螺丝连接的接缝难题，有效降低了复制品的误差，使复制品与复制的“外模”“硅胶内膜”“复品”之间形成一种生长的包裹关系，即“外托模”的一切结构形态都来源于模具的内心（复品）之上，“应运而生自然而然”。和以往的玻璃钢“外模”复制技术比较起来其优点显而易见。通过大量的实践和在实践中反复地替换材料，再结合传承的“石膏分模技术”研究，上海自然博物馆工作人员终于论证和攻克了这项技术的国际难题，并把这种革新后的技术工艺成功地应用在了实践之中。参见新上海自然博物馆“马门溪龙”的复制。

下面来具体分析一下这种革新技术的难点和工艺要领。这种“外模分块”的技术难点在于要充分考虑到“高点分线”的问题，并且还要关照“硅胶与外托模的结合”，否则就会造成大面积的内皮脱落现象。这种现象是在以往“石膏块模复制”中不会遇到的问题。因为“石膏块模复制技术”是单层外模，而“硅胶石膏块模复制技术”是双层外模，硅胶涂层在内，石膏托模在外，硅胶属软体材质，在成品合模浇铸时其硅胶内膜没有支撑力，悬空部分会由于重力的作用产生与外模脱落的现象，这会造成复制品局部变形，根据这些现象的出现，上海自然博物馆的工作人员从对中国古典家具的研究中得到了启发，在硅胶内模与石膏外托模之间设计了“软榫头”（一种硅胶材质的榫头），使硅胶内膜和石膏外托模之间能形成一种牢固的“榫卯结构”，将两者紧密地依附在一起，有效而巧妙地利用了材料之间的软硬榫卯结构成功解决了这个难题。另外，针对一些复杂的形体组合研发出了硅胶“二次构成”④分块技术。具体地说就是当我们遇见复杂多变的形体时，首先要在硅胶涂层上进行“二次软体分块”，然后再组合到一体与外模进行整体结合。这样的技术方式达到了对“复制品”全方位的完整保护（因为我们所复制的物品不允许有丝毫的破坏，更不可能利用插片在复品上进行“硬体”分割），并且，通过对于这种软体二次分割技术的运用，也化解了在“石膏块模”中很难逾越的难题。

“高点分线”是复制过程中的关键，尤其体现在“外模”的石膏分块部分。因为硅胶涂层很厚，形体的起伏不是非常明确，所以要对形体的“空间高点”进行准确的分析和划分。“二次成型技术”中会将每块石膏“外模”进行“湿体成型”⑤和“硬体扦制”⑥，这样才能保证模具“高点分线”的准确位置。同时为了保护硅胶涂层的完整性和牢固性，必须要将每个“湿体成型”后的模块从硅胶涂层上取下后再进行“硬体扦制”，才能保证“石膏托模”之间紧密咬合。这项革新工艺的复杂性和手法的多变性是它的技术特点和难点，但也是其研究价值的体现与保证复制精品出现的必由之路。技术是精髓，工艺是骨肉，两者缺一不可，否则就变成了纸上谈兵，失去了研究的实际意义。

三、从“马门溪龙”的复制看雕塑复制技术的革新

下面通过大型化石标本“马门溪龙”的创作实践直观了解这个技术的特点及其革新的重要价值。图3展示的是“马门溪龙”中的一个部分——马门溪龙脊椎骨局部（脊椎骨、头骨为复制中最复杂的形体），从中可以看到块模的形体复杂性，使用以往单一的石膏块模复制技术要花费相当大的人力物力，而且这种大型的复制物品是以往“石膏分块复制”所无法完成的课题，而采用“硅胶石膏块模复制技术”就省去了过多的烦琐分块，也可以减轻外模的重量，轻而易举地化解和跨越这一技术难题。如图3的颈椎复制块模，我们一共分为三层进行“外部托模设计”，共17块形态各异的小模块。且通过图3的细节可以看到模具中运用了榫卯、子扣的结构形式把繁多的模块有机衔接成一个整体。又如图4中对于类似喇叭形的倒挂形体则运用了研发中的“内部成型法”⑦成功解决了这个复制中的难题，同时拓展出5块成型3块成型法，对以后解决类似形体的复制难题找到了解决的良策。从图4中可以清晰地看到这种石膏“外模”与“硅胶内膜”涂层的紧密结合关系，就像前文中我们提到过的“应形而生自然而然”，同时也可以看到这种研究技术中的巧夺天工之处。因为上文提到过，每一块模具之间都有“榫卯关系”，它们都是通过榫卯结构组合起来，所以我们在组合的时候要严格按照设计的先后次序来进行衔接，否则无法将“石膏外托模”之间进行拼装。综上所述，这项技术革新有效地利用了硅胶复制肌理留痕效果好、整体复制力强、脱模方便的材料特性，同时利用精湛的“石膏块模”技术与之结合，回避了其柔软变形的毛病。完全实现了两种材料在技术上的核心运用，使传承和创新有机地运用到了实践中，并从实践中得到了印证。希望通过文中学术的归纳使这项从实践中来的技术能更广泛地运用到实践中去。文章的意义在于用理论梳理来提升和明确这项技术的珍贵学术价值，使这项攻克了国际复制业前所未有的技术难关的科研成果，对复制技术的发展起到一个很好的推动作用。

图3 “马门溪龙”硅胶石膏分块模具展示（作者摄于上海自然博物馆老馆）

图4 硅胶石膏块模复制作品局部（作者摄于上海自然博物馆老馆）

结语

雕塑模型复制技术一直是雕塑专业里的支撑技术，以前并没有人对这一技术进行过理论性的总结，也没有进行过学术性的归纳和梳理。这对于这个行业来说是一种缺失，在一些人的眼中甚至认为这只是一个工匠的手艺，导致了技术水平和技艺传承的流失。本文通过实践调研后的文字总结和真实的图片分析，归纳上海自然博物馆传承下来的经典“石膏块模”复制技术，并向大家分析了“硅胶石膏分块复制技术”的来源和技术特点，是想通过对这项技术的革新研究给雕塑艺术带来高端技术支撑，并从实践角度将研究成果转换为研究的延伸，希望通过对这种与材料结合式的研究实践有效弥补“雕塑模型复制技术”中的很多无法解决的空白，进而大大增强雕塑艺术的学术性和技术完整性。

当然，这个技术的研究过程是艰辛的，对于当代复制领域是一项弥足珍贵的研究成果，本文希望通过理论梳理把这个革新与实践的研究成果进行推广和保留，为这个专业带来新的学术支撑。

注释：

①模品：复制的物品，通常情况是珍贵的化石和文物。

②扦制工艺：制作石膏块模中一种特殊的工艺，运用特殊的工具在石膏硬化后在其表面和衔接面进行平推加。

③玻璃纤维：玻璃钢内部的加固材料。

④二次构成技术：通过特殊手法将硅胶分成多个部分再构成一体的复制技术。

⑤湿体成型：石膏未干时利用工具快速地塑造模具的分线位置。

⑥硬体扦制：石膏模具干燥后，运用扦刀来塑造高点分线的准确位置和子扣形状。

⑦内部成型法：利用石膏的材质特点采用多次围合浇注的方式把外部模块分成若干部分在空当内组合成型。