摘 要：通過對3D打印技術(shù)原理與發(fā)展趨勢的介紹認識，從環(huán)境藝術(shù)設計專業(yè)的實際出發(fā)，結(jié)合案例，分析該項技術(shù)應用在環(huán)境藝術(shù)設計專業(yè)中的優(yōu)點及重要性，進一步探討3D打印技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設計中未來的運用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；環(huán)境藝術(shù)設計；運用與發(fā)展

一、3D打印技術(shù)原理與發(fā)展趨勢

3D打印技術(shù)，是一種快速成型的新型技術(shù)，先通過專業(yè)3D掃描儀掃描實物或者用計算機輔助軟件設計制作三維模型，再將建好的三維模型分區(qū)成逐層的截面，即切片，然后指導裝有液體或者粉末等膠合材料機逐層打?。ㄆ渲写蛴〉牟牧?，可以由塑料、陶瓷、玻璃、砂礫甚至是金屬等原材料，融化成液體或者粉碎成粉末膠合），最終把計算機上的藍圖變成實體。3D打印技術(shù)的理念有別于傳統(tǒng)的“刪減型制造”，即在原材料上進行切割、腐蝕、磨削等辦法，去除多余細節(jié)，得到零部件，再以拼裝或者焊接等方法組合完成最終產(chǎn)品。3D打印是“增材制造”，無需原胚和模具，可直接根據(jù)計算機模型數(shù)據(jù)，通過增加材料的方法生成任意形狀的實物，不但簡化了生產(chǎn)的制造程序、縮短研制周期，還提高了效率、降低成本。前期，在工業(yè)設計領(lǐng)域中常常被用來模具、模型制造，后逐漸用來直接制造成各種產(chǎn)品。現(xiàn)在該技術(shù)被廣泛應用到航空航天、軍工裝備、建筑工程、工業(yè)設計、藝術(shù)設計、牙科醫(yī)療行業(yè)、時裝、珠寶、鞋類、教育等各行業(yè)領(lǐng)域當中。

近20年來，3D打印技術(shù)取得了飛速的發(fā)展。美國《時代周刊》甚至將3D打印產(chǎn)業(yè)列為“2012年美國十大增長最快的工業(yè)”。美國把3D打印賦予制造業(yè)復興的重任，美國總統(tǒng)巴拉克·奧巴馬在國情咨文演講中強調(diào)了3D打印技術(shù)的重要性，將推動3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在2014上海國際3D打印智造展覽會上，3D打印技術(shù)被賦予“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)” 。專業(yè)人士認為，在國家的“十二五”規(guī)劃和傾向“高新尖”產(chǎn)業(yè)方針的背景下，3D打印產(chǎn)業(yè)將迎來巨大的發(fā)展機遇，預計未來將出現(xiàn)井噴式的發(fā)展。

二、環(huán)境藝術(shù)設計

環(huán)境藝術(shù)設計，是一門綜合的專業(yè)學科，主要包括室內(nèi)空間設計與景觀規(guī)劃設計。涉及美術(shù)、人體工程學、雕塑、建筑基礎知識、家具設計、裝飾文化、園林藝術(shù)、色彩心理學、材料學、軟件操作、模型制作等多個領(lǐng)域。高校培養(yǎng)的未來環(huán)境藝術(shù)設計師將來能從事室內(nèi)裝潢藝術(shù)設計、景觀藝術(shù)設計、建筑規(guī)劃設計、園林設計以及施工技術(shù)與管理等，是技術(shù)性人才。在環(huán)境藝術(shù)設計中，小到燈具的創(chuàng)意設計，大到某個城市的整體景觀規(guī)劃設計，都是環(huán)境藝術(shù)設計師要面對的工作，因此，不但要求他們必須有很高的藝術(shù)素養(yǎng)、豐富的知識，更要求他們要有極強的動手操作能力。自改革開放以來，隨著形勢的發(fā)展，我國城市化速度加快，規(guī)模也不斷地擴大，而對室內(nèi)設計與景觀設計的人才需求度也逐年上升。

三、3D打印技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設計中的運用

隨著科技的發(fā)展，3D打印技術(shù)的廣泛被運用，環(huán)境藝術(shù)設計師們也在充分利用該項技術(shù)不斷地探索創(chuàng)新設計。其中，3D打印材料的多樣性、環(huán)保、可循環(huán)利用等特點都給環(huán)境藝術(shù)設計提供了很大的技術(shù)支持，通過3D打印模型來完成他們的設計作品，不再讓天馬行空的創(chuàng)新思維受限制，而且高質(zhì)量、精細以及精確的3D模型能幫助設計師設計工期縮短，也能使設計師與客戶更直接地進行交流創(chuàng)意想法，避免浪費不必要的時間和精力。

下面用一些實際案例分析3D打印技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設計中的運用：

1、由美國設計事務所Nervous System設計，運用粉末狀塑料等可粘合材質(zhì)，通過3D打印而成的一組燈具，別具特色。該組燈具的設計，來源于葉脈形成的方式和過程，葉脈之間相互連接或交錯，連為一體，當打開燈時，枝葉狀的光影將投射在墻壁和天花板上，讓人感覺猶如身處夢幻的樹林中，前衛(wèi)又浪漫，給室內(nèi)裝飾設計增添了另一種創(chuàng)新手法。

2、荷蘭設計師Dirk Vander Kooij（德克·范德· 基科艾）最為著名的設計作品——“無盡流淌”（Endless Flow）系列，準確地傳達出德克家具設計的核心特點，他設計的桌面和座椅有如無限循環(huán)的線條，在空間中流淌出屬于自己的造型美感。該系列的原材料采用廢棄冰箱的內(nèi)槽，其色彩多為白色，易于染色，給3D打印出來形成的紋理增添色彩層次，視覺效果更加顯著。

3、3D Printer 打造完整居住空間《Habitat imprimé》

設計Fran ois Brument 和 Sonia Laugier ，以一種全新的思維方式突破了傳統(tǒng)的室內(nèi)設計，充分考究空間利用率與家具使用功能緊密結(jié)合的形式，設計出多變的墻壁厚度，通過塑料、混凝土與砂石等薄層原料的疊加，打造出一個可自行定義、調(diào)節(jié)的空間布局。“Habitat imprimé”包含了臥室、浴室與更衣室，面積僅15 平方公尺，一個完整的居住單元就此成形，對于我國高房價、低收入又單身的諸多現(xiàn)狀，這種居住單元也許成為未來單身公寓設計的另一種發(fā)展可能。

4、2014年3月，前所未見的3D打印花園的展覽品——miniature在倫敦市中心的Strand Gallery展出，來自的英國、澳大利亞以及韓國的設計師在這里展示他們的創(chuàng)造， 整個園林都是用3D打印的，他們想要通過3D打印的這個媒介尋找試驗和探索創(chuàng)新的設計。突破了傳統(tǒng)手工制作模型的形式，能讓一些用手工沒辦法完成的曲面設計模型變成現(xiàn)實，如人物造型、燈具、景觀小品、雕塑等等。

5、2014年初，中國南京博物館與荷蘭De Nieuwe Kerk博物館合作，以1：300的比例在荷蘭阿姆斯特丹運用3D打印技術(shù)，建造了中國北京故宮的比例模型，再現(xiàn)了故宮的輝煌與獨特的建筑風格、景觀特色等。整個故宮模型打印過程在荷蘭De Nieuwe Kerk博物館中展示，參觀者們能夠清晰地看到3D打印機逐個打印出故宮的每一棟建筑，增加在模型沙盤上。3D打印技術(shù)讓一切不可能，變成了現(xiàn)實。

6、教育工作者也在不斷地對該項技術(shù)引起重視。在一些高校中已經(jīng)為設計專業(yè)的實驗室配備3D 打印機，把3D打印相關(guān)技術(shù)融入到課程設計當中，而環(huán)境藝術(shù)設計課程多采用的是項目教學的模式，有了3D打印技術(shù)，通過對該技術(shù)功能的認知學習，掌握并能使用該技能后，讓學生主動參與到設計中來，親身體驗，把自己的設計轉(zhuǎn)化成為作品。與手工制作模型比較，3D打印可減少在制作過程中測量切割的誤差及安全問題，避免制作出來的作品粗糙，重要的是根據(jù)教師的指導意見，可隨時調(diào)整和改進，降低材料損耗，又可以及時地把理論知識轉(zhuǎn)化成實踐，避免浪費時間在無用工作上。同事在臺灣東南科技大學考察的時候，發(fā)現(xiàn)3D打印很是受環(huán)境藝術(shù)設計專業(yè)與建筑設計專業(yè)的學生歡迎，有了該項技術(shù)幫助他們學習，增強了他們的學習積極性與創(chuàng)新意識，更是增添了他們勇于嘗試的奮斗精神與信心。

四、述評與總結(jié)

通過前面大量的實例分析，都證明了3D打印技術(shù)確實給環(huán)境藝術(shù)設計行業(yè)帶來了很多好處，3D打印為設計師提供了一種與當下流行的3D效果圖及傳統(tǒng)的模型表現(xiàn)方式不同的、全新的操作模式。3D打印模型不僅是設計過程和項目施工過程中所用的工具，也可作最終的設計作品展示；3D打印的實物不僅可以單獨作為創(chuàng)意產(chǎn)品使用，也可以組合拼裝成大的建筑體等等。

環(huán)境藝術(shù)設計專業(yè)屬于創(chuàng)意型、由經(jīng)驗積累產(chǎn)生的、隱形知識范疇的個性化勞動技能，不容易被傳授和被新技術(shù)所取代，而有較高的收益，人類就開始想辦法取代一部分個性化勞動技能。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，明證了這個事實，它加速了個性化制造時代的到來。從前面幾個案例分析，我們可以看到，3D打印給設計師帶來高效率、高質(zhì)量的收獲，它已成為創(chuàng)意設計的一種輔助工具，用于減輕設計師的一部分勞動力，于此加快了個性化制造時代的到來。

從早期的純手繪制圖到CAD軟件制圖，從純手工制作模型到3D軟件制作模型，用軟件能替代的知識和能力都將會大幅度貶值，隨著3D打印技術(shù)的廣泛被運用及快速被更新，其成本價格也會隨著技術(shù)逐漸成熟、使用不斷普及而慢慢降低，社會各不同的使用群體將不斷擴大增加。

然而，任何事物都有它的兩面性。

1、3D打印技術(shù)雖然降低了設計師的勞動強度，當然也讓人產(chǎn)生擔憂，環(huán)境藝術(shù)設計行業(yè)未來的發(fā)展，這種個性化創(chuàng)意勞動會不會被取而代之，會不會有很多從事設計的人員失業(yè)？處于當今信息化、數(shù)字化時代，許多職業(yè)、專業(yè)會隨著科技的發(fā)展而消失，當然也會促進一些新生職業(yè)、行業(yè)的發(fā)展。然而，我們作為為人類創(chuàng)造舒適、環(huán)保、安全環(huán)境的技術(shù)者——環(huán)境藝術(shù)設計師，應緊隨時代的發(fā)展，接受新技術(shù)，積累新知識，更要不斷地提高自身的藝術(shù)素養(yǎng)，加上我們在設計過程中累積的隱性知識和創(chuàng)意能力，才能保證我們的不敗優(yōu)勢。其中，個人的創(chuàng)意能力是無法被量化的，也就無法被變成軟件去批量化復制，這是我們未來能轉(zhuǎn)化為巨大精神和物質(zhì)財富的源泉。

2、3D打印技術(shù)的創(chuàng)新對于整個世界有著非同凡響的重大意義，但是想要真正達到普及，依然存在著一個硬傷——昂貴的成本。對于環(huán)境藝術(shù)設計行業(yè)所需要的是具備較為專業(yè)、精密大型的3D打印機，價格至少在14900美元至60000美元上下；此外，3D打印技術(shù)會對版權(quán)專利引來爭議，需要更加完善的法律法規(guī)在規(guī)范，市場才能正常運轉(zhuǎn)

總之，3D打印技術(shù)的飛速發(fā)展，更多是收益于各行業(yè)個領(lǐng)域的，環(huán)境藝術(shù)設計也不例外，設計師們應該抓住這樣的機遇，建立一支龐大的設計精英團隊，跟隨時代的發(fā)展，不斷成長壯大。

作者簡介：

陳娜芳，廈門軟件職業(yè)技術(shù)學院藝術(shù)設計系教師。