3D打印技术与《雕塑》课程教学融合应用研究

巴钧才，许朝森

（西北师范大学知行学院 甘肃 兰州 730070）

1 引言

自1987年美国3DSystems公司生产出第一台基于光固化工艺的增材制造设备SLA250以来，随着计算机软硬件及新材料的发展，已经广泛应用到教育、工业、医疗、建筑等多个行业。我国3D打印技术自20世纪90年代开始发展，已经在军工、医疗、汽车制造、建筑等行业开始应用。目前，我国工业发展正在从追求产量向追求创新转变，而3D打印技术正是提高创新能力的有力工具。

《雕塑》是美术学、环境设计等美术类专业开设的必修课程，雕塑又称雕刻，是雕、刻、塑三种方法的总称，雕、刻采用减材技术，而“塑”则采用材成型（即增材）技术，即可以用增材技术的3D打印实现，这就为3D打印技术与《雕塑》课程融合创造了前提条件。本文从《雕塑》课程开设过程中发现的一些实际问题出发，就如何利用3D打印技术来弥补《雕塑》课程中出现的问题做以下几个方面的阐述。

2 3D打印技术使雕塑摆脱外部因素的制约

传统雕塑工艺不仅受雕塑家个人情感的控制，而且在创作的过程中也易受到材质、天气、工艺等外部因素的制约，使得传统雕塑的设计初衷与最终完成作品存在着不一致性。传统雕塑从小样、放样、翻模到后期的锻、焊、铸等都受到外界条件的制约，而且每一步的操作都存在着不可预知性，返工时常伴随在雕塑的整个过程。在《雕塑》课程授课时，为了在有限的课时内完成作品，不得不退而求其次，学生对技法的掌握及每一步中出现的走样都将它忽略，导致最后完成的作品远离设计者的初衷，甚至大相径庭。

在《雕塑》课程授课过程中可以借助3D打印来摆脱外部条件对雕塑作品的影响，让学生在有限的课时内了解传统雕塑制作流程，利用美术类学生熟悉3D图像处理软件的特点，将主要精力放在作品的设计上，使创作完成于雕塑的设计阶段，而把繁杂的实现过程交给3D打印设备来完成，学生只用坐在电脑前用Z-BRUSH、3DSMAX等软件把自己的设计意图或创作意图表达成数字化的图像，而后进行仔细推敲修改直到数字化的3D图像能完全体现其设计思想，接下来就是让3D打印机轻松快捷地实现其设计思想的物态形式。

3 3D打印技术能精准表现设计者的意图

传统雕塑的创作过程包括反应创作构思的纸质小稿、呈现空间感知的泥塑小稿及放大稿、翻硬质模具、注入成型材料、表面效果处理等一系列步骤才能实现最终的雕塑作品，在翻模过程中容易出现“变形”，翻模的成败直接决定着雕塑作品的实现与否，传统的雕塑往往伴随着在计过程中创作，在创作过程中设计的情况，使得最终完成作品与初期的设计存在着较大的出入，这既是传统雕塑的魅力所在，也是传统雕塑存在的弊端之一。

3D打印将雕塑实体数字化，在数字媒介下还原实体，能精准表达设计者的意图。打印机用数字语言来代替设计者常规意识、感觉、情绪来完成艺术作品。因此，3D打印艺术的基础是设计者的创意和在建模软件中的表现，设计者也可以做出泥塑小样，通过例如EinScan-S、PLY等3D扫描设备将泥塑小样扫描生成输入文件，如果设计者对泥塑小样不太满意，在此时还可以在通过建模软件进行调整和修改，直到满意为止。打印机通过读取模型文件打印出一个实体，3D打印可以打印出复杂曲线的三维空间结构，作品如机器加工般精准反应设计者的意图，做到模型与成品之间的无缝对接，达到“所见即所得”的效果。

在传统的《雕塑》课程授课过程中，学生只能做出一些泥塑小样或通过泥塑小样翻出石膏像，这些作品往往比较粗糙且容易破碎，无法作为产品来使用，如果将这些泥塑小样利用3D扫描设备进行扫描输入到电脑中，应用建模软件对模型进行进一步的“雕琢”，就可以通过3D打印机打印出精致的产品来，做到与市场的接轨，这正好迎合了普通本科大学应用型教学改革的需求。

4 3D打印技术可以简化雕塑的创作过程

传统《雕塑》课程上课过程中，为了在有限的课时内完成纸样、小稿、放大稿、翻模、注入材料、表面处理等过程，整个过程走马观花、草草了事，由于每个过程相对复杂，对每一步中出现的变形走样也没有足够的时间深究和调整，“千里之堤，毁于蚁穴”正是这一步步的小问题导致最后的成品偏离甚至严重违背了设计者的初衷。

设计者的灵感往往是一霎那的，在数字化条件下，设计者甚至可以借助在Ipad上安装的Autodesk 123D Sculpt、iDough! HD等三维软件把设计思路准确的记录下来，避免传统雕塑过程复杂、耗时等导致的思路中断。相对传统雕塑采用减材制造或材料成型的方式而言，3D打印将所有的过程简化为：建模-参数确定-打印三步，利用3D打印设备可以快速而精准地制造出利用传统雕塑手法无法加工的复杂结构零件。

5 3D打印技术降低了雕塑的成本及风险

《雕塑》课程经过设计、选材、加工等多个过程，由于加工工艺及手法娴熟程度等方面的影响，在有限的课时内难以做出符合市场需求的作品，因为雕塑前学生对材料的内部构造、承重能力等因素的掌握往往不是很到位，在创作过程中还存在着失败的风险。3D打印技术可以使雕塑创作由数字状态直接到实物状态，极大地缩短了雕塑艺术创作过程，且还可以对雕塑的空间状态进行预先研判，通过调整数字化的雕塑信息放大或缩小雕塑，甚至可以调整雕塑在空间中的形态。

3D打印技术在雕塑艺术创作中的应用，缩短了从平面到空间实现的过程，增加了雕塑艺术创作过程中对空间艺术效果的预知，节约了艺术创作时间和成本，使雕塑风险降到了最低。利用3D打印技术创作出来的雕塑作品具有虚拟性，其本质是计算机建模数字信息，所以数字作品更易保存，也不需要进行运输。只需要利用网络传输数据或通过移动存储设备保存即可，节约了物质传播和存储造成的时间和成本消耗。

6 3D打印技术与《雕塑》课程融合前景分析

传统《雕塑》课程教学以学生跟着教师示范进行模仿学习，影响了学生的想象力的发挥，雕塑过程繁杂且无法完成结构复杂的制件，以信息技术为载体的3D打印不仅作为一种艺术创作工具来使用，而且还不断的影响着我们对传统艺术观念的认知。随着计算机软、硬件技术的不断发展及新材料的广泛应用，将会推动着雕塑艺术的发展，将3D打印融入到《雕塑》课程是雕塑发展的一个趋势，我们将3D打印融入到《雕塑》课程中只是让3D打印作为一个辅助教学手段，让传统雕塑少走弯路，而不是取代传统雕塑。

在《雕塑》课程教学过程中，先根据设计者的纸质稿完成泥塑小样，用三维扫描设备将小样扫描为电子稿件，对电子稿件进行精雕细琢后通过3D打印设备将其输出出来，或者在雕塑前期用三维建模软件进行创作，通过3D打印设备输出实物后利用传统雕塑手法进行再创作，充分发挥两者的优势，使3D打印技术与传统雕塑进行融合，解决传统《雕塑》课程中出现的问题，让传统雕塑老树接新枝，使雕塑展现出新的活力。

[1] 陈雪.数字技术在雕塑创作中的应用与研究[D].大连理工大学，2015年5月.

[2] 印洪，刘宜晋.数字技术在雕塑创作和专业教学中的应用[J].大众文艺，2017年2月.