姚嵐

（上海工藝美術(shù)職業(yè)學(xué)院手工藝術(shù)學(xué)院，上海 201800）

皮革是一種被廣泛應(yīng)用于各類型美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)與制作領(lǐng)域的材質(zhì)。以皮革為基礎(chǔ)材質(zhì)進(jìn)行雕刻、繪畫的美術(shù)作品極為常見。隨著現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，美術(shù)、藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的創(chuàng)作人員正在不斷嘗試將新的技術(shù)與自身的美術(shù)工藝品創(chuàng)意進(jìn)行融合。在此背景下，3D打印技術(shù)逐漸走入創(chuàng)作人員視野。3D打印是一種典型的增材制造技術(shù)，與一般的減材制造不同，3D打印可以利用事先設(shè)計(jì)好的程序在盡可能節(jié)約材料的模式下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)，是一種高度環(huán)保的現(xiàn)代加工工藝[1-3]。本文嘗試將3D打印與皮革材質(zhì)美術(shù)作品設(shè)計(jì)進(jìn)行融合，旨在開拓相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)作人員創(chuàng)作思路的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)皮革材質(zhì)美術(shù)作品領(lǐng)域原材料的更高效利用。

1 3D打印工藝簡(jiǎn)述

1.1 基本理念

3D打印是快速成型增材制造技術(shù)中的一種，與一般的通過削減材料實(shí)現(xiàn)制造的技術(shù)不同，3D打印技術(shù)借助數(shù)控材料打印機(jī)以層層疊加的方式將金屬、陶瓷、塑料等材料進(jìn)行堆砌，最終形成系統(tǒng)程序中的某一構(gòu)件[4]。3D打印最常見的打印材料包括金屬、尼龍、石膏等。2017年，美國(guó)某企業(yè)實(shí)現(xiàn)了一種基于3D打印技術(shù)的生物打印皮革，這種材料可以作為傳統(tǒng)皮革的替代物，具有環(huán)保性強(qiáng)、逼真度高、可加工性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。目前大部分嘗試將二者進(jìn)行融合的企業(yè)、個(gè)人都聚焦于皮革材質(zhì)箱包、鞋履等的生產(chǎn)過程中，以3D打印技術(shù)開展皮革材質(zhì)美術(shù)作品創(chuàng)作的案例尚且不多。

1.2 基本流程

3D打印的基本流程通常包含了確定模型、成型方向選擇、3D打印成型等基本流程，如圖1所示。

圖1 3D打印基本流程

激光器和噴射頭是3D打印成型的兩種主要加工工具。其中，激光器包括紫外激光器、光纖激光器以及CO2激光器等；噴射頭包括氣溶膠噴射頭、粉末噴射頭、液體噴頭等。激光器和噴射頭的選擇需要根據(jù)3D打印物品的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行區(qū)分[5]。在生成三維實(shí)物樣品以后，可能需要一些簡(jiǎn)單的切削或打磨等，這些工藝被稱為后處理。

2 3D打印對(duì)皮革美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)的影響

2.1 皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的缺陷

在傳統(tǒng)的美術(shù)工藝品創(chuàng)作領(lǐng)域中，創(chuàng)意設(shè)計(jì)是整體工作中的前期部分，也是該工作的重要基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的皮革材質(zhì)美術(shù)作品創(chuàng)作大多沿用一般美術(shù)工藝品創(chuàng)作模式，在創(chuàng)意設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主張通過制定創(chuàng)作計(jì)劃、確定創(chuàng)作方向、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、實(shí)物創(chuàng)作的固定流程開展作品設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)模式存在的缺陷主要包含三方面。首先，傳統(tǒng)的美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)流程較多，某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題會(huì)影響整個(gè)工藝品產(chǎn)品生產(chǎn)周期，對(duì)于皮革這種一旦裁切以后便很難復(fù)原的材質(zhì)而言，這種多流程設(shè)計(jì)具有很大的弊端；其次，設(shè)計(jì)工作以計(jì)算機(jī)、圖紙等為主，往往最后階段彩繪需用實(shí)體材質(zhì)進(jìn)行加工，設(shè)計(jì)過程中的產(chǎn)品呈現(xiàn)直觀性一般，在最終產(chǎn)品制作過程中發(fā)現(xiàn)問題以后必須對(duì)設(shè)計(jì)流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行修改，嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)效率；最后，減材制造的生產(chǎn)模式不利于皮革產(chǎn)業(yè)的綠色可循環(huán)發(fā)展，在美術(shù)工藝品生產(chǎn)環(huán)節(jié)形成的材料浪費(fèi)會(huì)進(jìn)一步加劇溫室氣體排放[6-8]。因此，傳統(tǒng)的美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)模式可能并不一定完全適合皮革材質(zhì)。

2.2 3D打印技術(shù)帶來的影響

2.2.1 對(duì)設(shè)計(jì)效率的影響

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)突破了傳統(tǒng)剪裁制造及產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式中環(huán)節(jié)多、生產(chǎn)工藝復(fù)雜等的限制，設(shè)計(jì)師利用3D打印技術(shù)可以直接在軟件端對(duì)自己的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行模型設(shè)計(jì)。一方面，設(shè)計(jì)師可以借助模型對(duì)皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品的設(shè)計(jì)缺陷、問題等進(jìn)行糾正；另一方面，也可以不再需要進(jìn)行大量的打版、裁切、縫制等，可以極大地提升皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)的效率。

2.2.2 對(duì)設(shè)計(jì)理念的影響

皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品加工是一種非常典型的減材制造，設(shè)計(jì)師在借助皮革這一材質(zhì)進(jìn)行美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)與加工時(shí)通常都會(huì)從減材的角度考慮皮革如何裁剪、縫制。而3D打印理念的出現(xiàn)，徹底顛覆了一般皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品的設(shè)計(jì)思路。這種增材制造技術(shù)的出現(xiàn)，使皮革的裁切、縫制、修理等工作直接轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧系亩哑?，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)某種皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品時(shí)幾乎不需要考慮皮革原材料或其搭配材料的原有造型，也不需要考慮如何對(duì)皮革或搭配材料進(jìn)行裁切，只考慮最終的美術(shù)工藝品造型即可。

2.2.3 設(shè)計(jì)師的權(quán)威性受到影響

3D打印技術(shù)是一種以3D建模為重要基礎(chǔ)的現(xiàn)代制造技術(shù)。3D技術(shù)與皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)的融合使需要原本美術(shù)、設(shè)計(jì)功底一般的人可以借助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)，相關(guān)人員可以根據(jù)自己的創(chuàng)意思維進(jìn)行美術(shù)工藝品建模，建模后通過3D打印可以自動(dòng)生成幾乎與建模一模一樣的作品。從這一點(diǎn)來看，傳統(tǒng)美術(shù)、工藝品設(shè)計(jì)人員的權(quán)威性將會(huì)受到較大挑戰(zhàn)，相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)人員必須更為專業(yè)地進(jìn)行皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)，以適應(yīng)消費(fèi)者越來越專業(yè)的實(shí)際需求。

3 基于3D打印思路的皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品創(chuàng)意設(shè)計(jì)

3.1 制作思路

3D打印是一種增材制造技術(shù)，本文認(rèn)為，基于3D打印思路的皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品創(chuàng)意設(shè)計(jì)可以分為兩種主要思路。

一種是以皮革為基礎(chǔ)材質(zhì)，利用3D打印思路制作皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品中的部分裝飾品，而皮革作為基礎(chǔ)材質(zhì)仍然使用一般的裁剪、縫制等工藝[9]。這種思路下皮革的選材余地較大，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)實(shí)際的產(chǎn)品造型、消費(fèi)者需求等選擇合適的皮革及其他材料進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)。

另外一種是完全以3D打印的方式設(shè)計(jì)皮革材質(zhì)美術(shù)作品。這種設(shè)計(jì)思路下皮革材質(zhì)部分也需要以3D打印的方式進(jìn)行生產(chǎn)。比如，巴斯夫公司利用3D打印技術(shù)，將兩種以上水性聚氨酯漿料以一定比例進(jìn)行混合后經(jīng)噴射成型作為3D打印皮革的骨架，再填充與氨基酸的氨基結(jié)構(gòu)類似的聚氨酯樹脂后即可獲得質(zhì)感與真皮極為接近的3D打印皮革；國(guó)內(nèi)某高校采用類似的思路以水性聚氨酯為骨架，引入纖維素納米纖維制作了一種可生物降解的3D打印皮革。

本文在調(diào)閱相關(guān)文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，完全以3D打印的方式進(jìn)行皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品制作的難度過大，目前只能進(jìn)行一些較為簡(jiǎn)單的皮革制品設(shè)計(jì)，制作出的作品無法達(dá)到美術(shù)工藝品的相關(guān)要求。而以皮革為基礎(chǔ)材質(zhì)，利用3D打印技術(shù)加工皮革美術(shù)工藝品的配飾等則可行性更高[10-12]。

3.2 造型設(shè)計(jì)

盡管兩種不同的制作思路難度不同，但在后續(xù)分析中仍將會(huì)以兩種不同的思路進(jìn)行皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)。圖2所示為兩種不同制作思路下皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品造型。

圖2 造型設(shè)計(jì)

3.2.1 全部3D打印成型

圖2（a）所示作品全部以3D打印的形式進(jìn)行制作。本文在相關(guān)領(lǐng)域研究基礎(chǔ)上，選擇巴斯夫公司等的3D打印皮革技術(shù)思路，以水性聚氨酯樹脂、微纖維素等為基礎(chǔ)材質(zhì)進(jìn)行配飾物3D打印成型。制作而成的皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品不僅充分保留了皮革材質(zhì)柔軟的觸感、柔和的觀感等，還完全實(shí)現(xiàn)了一次性成型。從作品表面來看幾乎看不到任何拼接痕跡。這種全部3D打印成型的皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)思路的優(yōu)點(diǎn)在于作品的一次性成型效果極為優(yōu)秀，作品的自然度更高，可以呈現(xiàn)出一種渾然天成的效果，缺點(diǎn)則在于設(shè)計(jì)師需要具有一定的化學(xué)基礎(chǔ)，或需要借助其他具有化學(xué)基礎(chǔ)的工作人員才可以進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，通常在材料選擇和配比方面沒有固定參考標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 部分3D打印成型

圖2（b）所示作品只有一部分（即作品表面蜻蜓部分）為3D打印成型制作而成，其他部分仍然選擇了天然皮革以減材制造的思路進(jìn)行加工。作品表面的蜻蜓具有極強(qiáng)的立體效果，且經(jīng)過激光器進(jìn)行3D打印時(shí)，不需要進(jìn)行膠水粘接即可將蜻蜓造型與女士手包進(jìn)行完全融合。

這種部分3D打印成型思路的優(yōu)點(diǎn)在于不需要考慮皮革部分的3D打印成型，可以降低作品本身的設(shè)計(jì)和加工難度；缺點(diǎn)則在于只是對(duì)皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品的裝飾物進(jìn)行3D打印，并不能很好地通過3D打印技術(shù)解決皮革美術(shù)工藝品傳統(tǒng)減材制造中形成的材料浪費(fèi)問題。

3.3 皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品創(chuàng)意設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)

如前文所述，以皮革為基礎(chǔ)材質(zhì)，以水性聚氨酯樹脂、微纖維素等為裝飾材質(zhì)，通過3D打印的思路將兩種不同材質(zhì)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品的設(shè)計(jì)思路顯然更為簡(jiǎn)單。在這種設(shè)計(jì)模式下，設(shè)計(jì)師不必考慮復(fù)雜的3D打印皮革工藝。但這種設(shè)計(jì)思路顯然只是將現(xiàn)在的皮革裝飾品加工工藝以3D打印的形式進(jìn)行取代，并沒有充分發(fā)揮3D打印技術(shù)在皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)中的作用[13-15]。因此，本文認(rèn)為在3D打印技術(shù)越來越成熟后，基于3D打印思路的皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)必然會(huì)遵循全部3D打印成型的理念，實(shí)現(xiàn)皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品的完全增材制造，從而降低應(yīng)用皮革材質(zhì)時(shí)的材料浪費(fèi)，在充分體現(xiàn)皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)環(huán)保性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品的高度智能化設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語

在傳統(tǒng)的美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，皮革通常都采用減材制造工藝加工而成，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)及其與美術(shù)工藝品設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的融合改變了皮革材質(zhì)的應(yīng)用方法。盡管目前來看，以全部3D打印成型工藝制作皮革材質(zhì)美術(shù)工藝品的條件還不成熟，但未來隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和新型皮革生產(chǎn)技術(shù)的出現(xiàn)，這種設(shè)計(jì)與加工的可行性將會(huì)越來越高。