基于榫卯结构在现代设计中的应用研究

吴德强

【摘   要】凝聚着古人智慧的榫卯结构以它出色的力学性质、不用一钉一胶的安装工艺举世闻名。它的可拆卸性更是与现在社会提倡的绿色环保主题不谋而合。但是随着新技术和新材料的不断出现，榫卯工艺正在慢慢退出历史的舞台。怎样将榫卯结构的实用性与现代设计结合应用并进行创新，是设计者目前亟需解决的难题。

【关键词】榫卯结构;现代设计;应用研究

一、榫卯结构简介

榫卯（榫头卯眼的简称）结构是我国传统木工制作技术中的连接方式。榫为凸出的部分，卯为凹入的部分，简称榫卯。榫卯的作用是連接及固定两个或两个以上构件，与如今的木材胶合或者金属焊接不一样，榫卯连接是柔性的，总是留有一定空隙，当无数个榫卯组合在一起时就会出现非常复杂而且微妙的平衡，除了木材的延展力外，主要是由于每个榫卯富有韧性而不会发生断裂。这是榫卯结构最突出的优点。

二、榫卯结构在现代的优势

从材料上来看，近几年来家具制造业在材料的应用上，复合材料已慢慢取代以前常用的木材。不过木材仍然有着其它材料无法替代的优点，比如：木材是可再生材料，力强、质轻、绝缘性良好、施工容易、纹理天然优美、涂料附着力强，具有接合容易、亲和力等，因此木材仍然是家具制作的最佳选择。

从结构上来看，榫卯结构尽可能利用材料本身的特点，不需胶水和枪钉等，运用自然连接的方式，不附加其他零件，在不伤及家具的前提下，保证了其科学性和灵活性，方便拆卸和装载，在功能性和装饰性上达到高度的完美统一，并且在产品报废后仍然可以有效地重用和回收，从而达到节能、环保的效果，映射出人与自然和谐相处的本质，与现如今绿色设计思想不谋而合。

三、榫卯结构在现代设计中的应用

传统榫卯一般需要工匠以手工或半手工的方式进行生产加工，人力物力消耗大，生产周期长。现代化工厂则是流水线加工，大批量生产，足以满足消费者的需求。因此，传统的榫卯结构受到了安装方便，加工简单的胶水和枪钉的制约，但是因为胶水和枪钉的连接破坏了木材的性能，导致家具出现问题后无法修复，而木工数控机床和3D打印技术的出现却为我们进行榫卯机构的应用创新提供了新条件。

（一）3D打印技术的应用

3D打印技术是一种全新生产制作产品的方法，它是以三维CAD模型数据，通过逐层制造、增加材料的方式，采用相应数学模型与直接制造完全一致的三维物理实体模型的制造方法。因此，只需要将产品结构数字输入模型库中，任何复杂结构都可以通过这项技术一次性地制造出来。在今后，随着3D技术的不断发展、普及，榫卯结构的产品可以快速、高效地生产出来，通过崭新的方式宣传和继承榫卯工艺。

（二）人工数控机床的应用

木工数控机床，将需加工的榫卯结构通过CAD软件进行编程，通过精准的加工，尽可能减少误差，可以快速、高效的生产大批量的榫卯结构。但是像粽角榫这种外表看似简单，内部结构非常复杂的榫卯，每个转角都需要形成六个45度斜面且无缝相切，三根方材内部还有长短榫的结构，需要人工和机器进行反复加工，制约了进行大批量生产产品的工厂使用。

四、榫卯结构在现代设计中的创新

榫卯结构作为中国几千年传承下来的经典结构，随着历史的演变以及制作工具的革新，不同时期有着不同的发展与变化。而从明清时代至今，这一段时间榫卯结构的传承和发展出现了断层。分析主要的原因：一方面是现代化进程中新技术、新材料的涌入使人们对这项非常繁琐复杂的传统技艺慢慢失去关注。国内规模化、标准化的集体工作方式使老一辈“师徒传承”学习手艺的方式不再流行，很多古老的制作手艺没有继承下去。另一方面，需要在现代产品设计中融入榫卯结构元素所具备的创新性、合理性，让榫卯以全新的面貌、相似的工艺重新回归大众的视野。榫卯结构作为中国工匠煞费苦心创造出来的经典，在传承传统工艺的同时，也应该紧跟现代化的脚步。榫卯结构如何在现代设计中进行创新，笔者从以下两点进行分析：

（一）榫卯的可拆卸式设计

中国古代榫卯家具和建筑不用一钉一铆就可以保持长时间牢固，损耗较大时也可以拆卸后用新部件代替。然而现在许多人对榫卯结构的印象还只是停留在其可以作为固定连接件使用，却忘了它的可拆卸性。如今运输业发达，人们足不出门就可以网上购物，但是固定式家具很难运输，因此，设计师就将更多的目光转移到便于拆卸、生产效率高、系列化、标准化且具有良好结合性能的家具结构上。而产品中使用枪钉和胶水，如果单一零件损坏或消耗时，产品就无法再次循环使用，寿命减短，浪费资源。

（二）榫卯结构的装饰性设计

木材因其抗压、抗拉强度以及干缩湿胀等性能成为了长久以来制作榫卯的首选材料。就明清家具来说，选材多采用黄花梨木、鸡翅木等材料。现如今随着森林资源的慢慢减少，能够用来做榫卯结构的木材更是非常缺乏。而工业革命以来，新型材料的独树一帜使榫卯结构的用料不再仅限于木材，也可以使用其他材料直接设计或与其他不同材料结合设计，在装饰性上不同材料的混和搭配还可以激发出更多的创意，为运用榫卯结构的产品带来更多设计上的可能性。

五、结语

传统榫卯结构是一种集科学理性、文化特征于一体的传统工艺。在它的外表造型之内蕴含着不为现代人所熟知的技术内涵。在提倡振兴传统工艺的背景下，我们有必要在对榫卯结构进行搜集的同时，重新审视传统的榫卯结构，以新的角度进行现代化的转变，为传统榫卯结构注入创新的动力。

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