【内容摘要】《十二生肖》电影中，成龙在银幕上让我们感觉了3D打印机的神奇，一向以武打不用替身，追求品质，真实等元素吸引人的成龙大哥，这次也不例外，除了让你欣赏并赞叹他的变化无穷的成龙套路外，还加入了有关3D打印机的科学元素。那么这些科学元素能否像春雨滋润传统紫砂壶行业这块麦田呢？下面，笔者对3D打印技术在传统工艺品紫砂壶在设计、复制、制造三方面实际应用作浅显探讨。

关键词：3D打印（3D printing）、计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)设计、3d Max软件、逆向工程技术逆向工程（Reverse Engineering）、产品形态仿生设计

3D打印（3D printing）技术又称三维打印技术，即快速成形技术。是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。早期常用在模具制造、工业设计等领域，被用于制造模型，现逐渐用于一些产品的直接制造。它区别于传统的打印，打印的物体是立体的，故称3D打印。两者在打印材料和原理上存在着较大差异。3D打印材料可以分为金属和非金属两大类，形态包括固态、液态、粉末等，每一类材料都对应一种或多种打印原理。3D打印和传统打印的最主要的区别是电脑上要设计出的是一个完整的三维立体模型，然后再进行打印输出。而不是传统二维平面的文字与图像的打印。

那么，要了解3D打印技术在传统手工艺紫砂陶瓷方面的开发与应用，让我们先了解国内外3D打印技术在陶瓷方面的研发情况。

陶瓷的3D打印主要依靠打印头存取的液态粘合剂，不断将金属或陶瓷粉末材料粘结固化，打印头根据选定的目标区域来释放粘合剂，这些区域的粉末粘合在一起形成很薄的层面，一层一层重复叠加，打印成陶瓷产品。近两年，国外很多公司或科研团体在从事传统陶瓷的3D打印技术研究，取得了众多突破性进展，利用自行研发的3D打印设备成功打印了造型各异的日用陶瓷制品。整体来看，国内在传统陶瓷领域3D打印的成果还不太多，少量的研究也是在利用3D打印技术制作陶瓷模型后再翻模。

由于各方面的因素，3D打印技术应用在传统手工艺紫砂方面起步更晚，而且认识得少、涉及的也少。现在主要是在复制、设计方面，利用3D打印的精致模具再翻模成型，最后制作成精美的紫砂壶。3D打印技术所起的作用应该是辅助性的，并不是想象中可以一步到位，直接打印出紫砂壶。当然这并不是不可能，必须对3D打印机进行科研公关和打印材料方面进行了积极探索。现在国际上在这两方面已经取得了一些成果，这就不作赘述。

紫砂壶是一门传统手工艺，继承与创新是永恒的话题，当然也是当前比较流行的话题。3D打印技术在紫砂壶的复制方面的应用与继承有关，而3D打印技术在紫砂壶的设计方面的应用就与创新相对应。

3D打印技术在紫砂壶的复制方面的实际应用

讲到3D打印技术在紫砂壶的复制方面的应用，很多人就会与造假联系到一起，紫砂壶收藏领域一直存在造假，特别是在天价壶频繁亮相市场的当下，紫砂壶造假现象更是猖獗，但是3D打印技术在紫砂壶的复制方面的实际应用，不是用来造假，而是用来提高造型的准确性。其实，紫砂跟书画一样，光有形准，而神不到，造假也达不到“高仿”的要求啊。

3D打印技术在紫砂壶的复制方面的应用，其实就是逆向工程技术，逆向工程（Reverse Engineering）是一项将已有的产品零件或原型转化为 ＣＡＤ 模型。首先，利用先进的3D测绘技术，对紫砂壶进行三维扫描，扫描是非接触式、无损扫描，大约十分钟左右就可以完成，获取到高精度的紫砂壶现状三维数据模型，并且将三维数据输入到计算机，将紫砂壶的身筒、壶盖、壶嘴、壶把、盖的，等部件分割，对各个部件的三维数据进行处理，再输入到3D打印机中，快速打印等比例的树脂样品，并且进行打磨处理，然后根据树脂样品翻制出同样大小的石膏模具，最后进行制作。

3D打印技术的优点是直接从计算机图形数据中生成想要的各种部件，极大地缩短产品的研制周期，提高生产率，降低了生产成本，并且提高了造型的准确性。

3D技术在紫砂壶的设计方面的实际应用

一方面，现代社会消费充满了激情与个性化，消费者享受个性化创意产品带来的独一无二的消费体验：精神的喜悦和个性的满足；二方面，不断设计推出新的紫砂壶作品，有效避免紫砂壶 造假现象。繁荣和推动紫砂的发展，我想紫砂壶的创新设计是必须的。

运用计算机辅助设计(Computer Aided DesignCAD)，采用全新的设计理念与设计方法，结合设计美学知识、紫砂壶成型工艺知识，烧成工艺知识等，注入更多的艺术想象力、新鲜的设计元素和创新理念，展现出艺术的生命力，到达全新的心理感受与视觉体验。

首先，设计者必须具备三种能力：1、熟练运用软件的计算机绘图能力，2、深谐紫砂传统之道。3、有一定的设计能力

紫砂壶的造型主要分为几何形体（光货）、自然形体（花货）和筋纹形体（筋囊）三大类。一般情况，几何形体和筋纹形体，运用3d Max软件中的旋转和拉伸方法进行立体制图；自然形体，运用3d Max软件中的放样方法进行立体制图。

3D技术在紫砂壶的设计方法有多种，这里介绍两种比较常用的﹕1、逆向工程设计：将已有的产品零件或原型转化为 ＣＡＤ 模型，并在此基础上进行优化设计和再创造的技术。基本流程包括三维测量、数据预处理、曲面重构、调整或修改设计、快速成型等几个基本步骤。注意在3D打印技术在紫砂壶的复制方面的应用也讲到逆向工程技术逆向工程，但是在设计方面更多地强调调整或修改设计，其实在继承紫砂壶传统的过程中，这种方法比较实际也比较容易，而且有效果。

2、产品形态仿生设计﹕产品仿生设计是人类在“师法自然＂的基础之上进行的造物活动，紫砂壶的仿生设计主要研究产品的形态仿生，形态仿生分形态的具象仿生，强调形态设计的“形似”，是对仿生对象的还原度和逼真度要求均较高的形态设计手法，所以3D扫描仪作用比较大，一般应用在紫砂壶局部雕塑或局部装饰；形态的抽象仿生，强调形态设计的“神似”，是对仿生对象的还原度、逼真度要求较低的形态设计手法。一般应用于紫砂壶身筒、壶嘴、壶把等形体设计。

3D技术在紫砂壶的制作方面的实际应用

3D技术在紫砂壶的制作方面并没有的实际应用，为什么呢？理论上，如果传统紫砂壶用3D打印成型，泥料的性能和其制作过程将大大改变。传统紫砂泥料需要经过破碎、球磨、压滤、练泥、陈腐等工艺制备而成。但如果将紫砂泥料用于3D打印成型，则在细度、流动性、可塑性等方面都会存在问题，因此需要添加粘结剂，虽然这些添加剂在烧成过程中，其主要化学成分被分解挥发，对坯料没有明显影响，但是由于紫砂泥料的特殊性，本人认为不适合这样对泥料进行处理，虽然3D打印具有其他技术无可比拟的优势，对传统紫砂壶的制作而言，最大的问题应该如何保持紫砂的传统特性：泥料的透气性，拍打的成型工艺等等。

国务院总理李克强作政府工作报告时提到，要鼓励企业开展个性化定制、柔性化生产，培育精益求精的工匠精神，增品种、提品质、创品牌。这虽然是当今各行各业的发展趋势，但是柔性化生产就不能应用在传统紫砂壶的制作方面。至于个性化定制、培育精益求精的工匠精神，增品种、提品质、创品牌，都可以应用3D打印技术，虽然3D打印在造型上取得了一些突破，但要想完全颠覆传统紫砂文化与工艺特色，可能走的路还很长。传统与现代科技是一对矛盾，作为一个传统紫砂文化工作者，觉得3D打印技术对紫砂工艺应该起促进作用吧。

 

参考文献：

【1】《仿生设计在产品形态设计中的应用研究》2015年第33期,《人民论坛》杂志孙宁娜

【2】《基于逆向工程的工艺品设计及快速成型》2015年第8期

《机械设计与制造工程》  孙进 朱兴龙 闫大战 陈晓波   

【3】《3D打印技术在传统陶瓷领域的应用进展》2015年第 12 期《中 国 陶 瓷》王超

 

作者简介：

姜赛平，大学本科文化，多年来从事工艺美术工作。其制作的紫砂壶，制作工艺精湛，注重原创性，器形饱满，典雅大方。