3D打印技术在泥塑课程中的实践与探究

黄玺

摘 要：在数字化越来越繁盛的信息时代，计算机科技的普及与应用为艺术领域提供了很多不同于以往的制作方式与创作手段。在传统的泥塑教学中以人工雕塑来完成作品的居多，不仅要求雕塑者有好的创意和想法，还要具有较高的立体造型能力，花费很多时间去进行雕塑，将想法展现出来。传统泥塑创作直接受到雕塑者工艺及手法娴熟程度的影响，造型能力稍微差一点最终完成作品与设计初衷都会存在着较大的变化。3D打印技术的应用为泥塑教学省下了大量时间，可以让初学者把更多的时间用于思考和创作当中，这对泥塑教学来说是一个很大的促进。本文重点讨论如何将 3D 打印融入到《泥塑》课程教学当中，使雕塑过程与作品的呈现变得简单可控。

关键词：数字化；泥塑教学；3D打印；造型能力；作品

1 前言

3D 打印技术以三维基数字模型软件为基础，并通过将粉末状金属或塑料等材质进行固化成型，这一技术源于20世纪九十年代中期，与传统打印工作原理并无差异[1]。随着科技的不断发展，3D 技术所涉及的领域也愈发广泛，3D 打印技术对立体成型塑造更为便捷，使其与雕塑艺术结下了不解之缘。传统泥塑的制作过程耗时漫长，受材料的局限性大，对创作者的技法、理念、工具、以及原料的把控等都有较高的要求，创作效率比较低。3D 打印泥塑创作效率更高，误差更小，能很好地规避了这些问题。初学习者也能通过 3D 打印技术轻松地将自己脑海中构建的形象成功转化为实物。融入3D 打印技术的传统泥塑课堂实践必然会发展得更加完备与成熟。

2 3D 打印技术对泥塑教学的影响

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作，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，而且还不断地影响着我们对传统艺术观念的认知[2]。将 3D 打印融入到泥塑课程中，让 3D 打印成为辅助教学手段，并非取代传统的泥塑实践教学，拓宽了泥塑课程的课堂内容与就业领域。

2.1 3D打印技术使泥塑课堂摆脱外部因素的制约

传统泥塑打样是相关雕塑工艺必不可少的一个工艺流程，泥塑草稿造型不仅受雕塑者个人情感的影响，在创作的过程中作品也受到了材质特性、天气状况、成型工艺等诸多因素的制约，使得传统雕塑的设计初衷与作品的最终展现存在着一定的差异。在《泥塑》课堂教学过程中，因为学生对材料特质的不够了解、成型技法的工艺不够熟练，导致很多时候学生完成的作品远离设计的初衷。把3D打印融入《泥塑》的教学过程中，可以摆脱诸多外部条件对学生泥塑作品的影响，有利于提高学生在有限的课时内了对三维空间的认知。

2.2 3D打印技术能精准表现设计者的意图

在教学过程中，利用软件Z-BURSH、3DMAX等数字模型给学生展示教学临摹立体造型，同时让学生通过软件把自己的设计意图转化成数字化的图像，连接3D打印机打印或通过 EinScan-S、PLY 等3D 扫描设备将泥塑小样扫描生成输入文件，对数字化泥塑小样建模软件进行调整和修改，很大程度能摆脱外部因素的制约把学者的设计意图与效果展示出来。同时也能做到与市场的接轨，这正好迎合了高职职业教育改革的需求。

2.3 3D打印技术可以简化雕塑的创作过程

传統《泥塑》课程中，在有限的课时内我们需完成立体造型认识、人物肖像临摹、设计、打稿、翻模、外观肌理处理等诸多过程，整个过程繁复，每道工序的学习掌握程度都影响着，最后初学者作品的呈现。在设计过程中，往往有很多好的设计想法，都因工艺的繁复难以成型。在数字化条件下，设计者甚至可以把设计思路准确的记录借助在装有iDough！  A u t o d e s k 123D Sculpt、HD 等三维软件的手机、 I p a d 、电脑上。相比传统泥塑的成型的方式而言，3D 打印简化了所有的过程：建模 - 参数确定 - 打印，只需三步就能快速而精准地打印出很多传统雕塑手法无法处理的造型。

2.4 3D打印技术降低了雕塑的成本及风险

泥塑作品成型经过了纸质设计、泥稿成型、精修等过程，由于捏塑手法、成型工艺的影响，在有限的学时内难以做出符合市场需求的作品，同时学生对泥塑材料的构造、承重能力等因素的掌握还不是很到位，在创作过程中大多数面临失败的风险。3D 打印技术把雕塑艺术创作由数字状态直接过渡到实物状态，还可以对雕塑的空间状态进行预先研判，通过作品数字化缩放过程中，还可调整雕塑在空间中的形态。3D 打印技术在泥塑课程中的应用，减少了从平面到空间实现的过程，能清晰掌握作品艺术效果，节约创作的时间和成本，使课程的教学成功率得到了大幅的提升。同时通过 3D 扫描技术创作出来的数字化作品易保存，很大地节约了大量教学作品存储造成的空间浪费。

3泥塑作品传统创作方式与数字技术创作的对比

传统泥塑在创作过程中，大致可以分为三个方面：作品构思、制作样稿、成品放大。

3.1 在创作构思环节上的对比

以前在《泥塑》课程的教学中，草图的绘制往往采用的都是纸质手绘稿，但是随着科技的发展，现在越来越多的雕塑创作者开始使用 3D 软件为自己的设计提供更精确、更符合实际情况的效果图[3]。相比之下，传统的泥塑创作与3D 打印的创造构思的过程中都经历了收集灵感、绘制草图、修改方案等过程，只是 3D 打印对学习者提出了需要具备数字建模和软件的应用能力的要求。

3.2 在制作样稿的过程中的对比

传统泥塑样稿的制作，首先搭建结构支撑，然后上泥，再做大型，制作局部，最后精修调整。这一过程，会耗费学习者大量的时间与精力，为了达到对创作思想的完美展示，需要对作品造型肌理效果等进行反复的调整。 3D 打印技术，则只需要，只要对数字模型进行样稿的确定，导入 3D 打印机，便可以在无人值守的情况下，直接制造出雕塑成品。相比之下，泥稿创作由于材料特性，制作耗时较长、保存困难，虚拟建模的时效性优于传统泥塑手工造型。

3.3 在成品缩放上的对比

传统泥塑对稿件成品的复制放大，有着很多的科学经验，例如：分割比例法、借助红外线或者投影法等辅助手段，对稿件进行等比放大。但难免还是存在一定的误差，很难做到完全一致，大多需要对成品进行二次修改。 3D 打印由于是数字模型，所以在创作作品的缩放上是经过电脑精密计算的，其作品的缩放精确度远远高于传统手工操作。相比之下，在成品缩放上3D打印的精细度完全一致，还可以选择不同的材料以及颜色进行打印，这与传统泥塑稿件成品的复制放大，有着质的飞跃。

4泥塑教学的 3D 数字扫描及打印技术运用

3D打印技术将会彻底改变雕塑设计师的设计方法，提高雕塑铸造的3D 打印技术能快速地把雕塑由想象变成一个完整的设计品，通过电脑数据直接打印成完整的作品[4]。目前很多《泥塑》课堂都是按照传统的方式来进行的，或者部分《泥塑》教学的体系有了雕塑设计的三维模型绘制，再由进行泥稿小样的完成来教学中作品的制作。这样的作品对设计者个人思想的展现还是有着很大的局限性，如果能把数字化建模技术与3D打印技术在《泥塑》课程教学中进行拉通，这对我们的教学和学生就业面的拓展都会带来质的飞跃。

4.1 数字3D扫描在泥塑教学中的运用

数字 3D 扫描技术被大众称为三维结构光扫描仪。在进行扫描前，提前熟悉该相关扫描软件的操作模式和基本性能。首先开启扫描软件，再对雕塑作品进行扫描。作品与扫描仪的基本距离需要保持在扫描仪光投影中 0.5 m ～ 1 m 的范围内[5]。或者可以直接参照不同扫描仪标定的最佳扫描距离进行调整。扫描期间扫描仪的位置、高度和角度应该尽可能固定，由专业的技术人员负责缓慢旋转移动摆台 [6]。尽量保持以 360°为移动角度，进行三次及以上的扫描次数来保障扫描数据的准确。

4.2 数字模型精修

通过扫描软件，直接获得一个初步的雕塑作品数字模型。首先，对数字模型细微角度先进行细致的检查，如有未扫描到部分，可通过再次进行作品扫描或者软件编辑进行补充（例如图一所示）。再次，使用修正软件，对数字模型进行初次调整，把多余的杂点进行删除，平整模型的表面状态，确保连接点、不同角度、细致角落都处于连接顺滑的状态。最后，完成对作品的数字还原后，可以利用软件中的拆分贴图功能来再现作品本身的颜色，也可通过叠加图层以来丰富作品的层次感。

4.3 3D打印数据处理

将已经检查完善后的数字模型导入到软件中，再次对模型的大小和位置进行调试。确认方向、方位无误后，可以对 3D 打印机是否能够正常投入使用进行开启检查，例如，打印材料余量是否足够、打印喷头位置是否准确，打印出口是否有材料堵塞等问题。打印机确认无误后，即可按下打印按钮进行操作，直至完成作品的3D打印。

5 3D打印技术对泥塑课程的影响

目前 3D 打印技术已经涉及各个社会的方方面面，本文研究的是3D打印技术在泥塑课程中的应用研究。3D 打印技术将结构复杂的雕塑的制作简单化，并且可以一步到位，也不会出现传统工艺上的粘合度不够的现象[7]。3D 打印技术的应用增强了艺术创作效果的预知性，改变了单一的雕塑艺术创作手段，丰富了雕塑艺术作品的形式，让雕塑艺术创作后期过程更加简单化。对于泥塑课堂而言3D 打印技术，丰富完善了传统的教学方式，同时能让学生在后期作品的呈现上有了更多的展示方式。

6 结语

随着现代科学技术的快速发展，3D 打印技术与雕塑创作的融合发展不仅是大势所趋，更是推动现代雕塑创作可持续发展的必经之路[8]。3D 打印技术创新了艺术家创作的方式，提供了更多的可能扩展雕塑技术的边缘[9]。传统的工作教学方式出现了很多弊端，通过科技手段的介入有效提升了教学的效果的同时也促使师生们能更好地更新自我知识实现当代艺术融合跨界发展的需要。

参考文献

[1].李广林.现代雕塑创作中3D打印技术的应用研究[J].艺术品鉴，2018（32）：65-66.

[2].巴钧才，许朝森.3D打印技术与《雕塑》课程教学融合应用研究[J].信息记录材料，2018，19（07）：176-177.DOI：10.16009/j.cnki.cn13-1295/tq.2018.07.118.

[3].王中乐.3D打印技术在雕塑创作中的应用与影响[J].东方藏品，2016（12）：72-73.

[4].姜檀. 基于3D打印技术的雕塑设计及应用研究[C]//.2017冶金企业管理创新论坛论文集.[出版者不详]，2017：362.

[5].许艳华.快速成型技术在民间雕塑艺术的应用研究[J].轻工标准与质量，2020（04）：95-96.DOI：10.19541/j.cnki.issn1004-4108.2020.04.023.

[6].张谦 ， 范琳 . 西部民间雕塑艺术的产业拓展与数字 3D 技术融合研究 [J]. 牡丹 ，2017， （21）：86-89.

[7].姜檀. 基于3D打印技术的雕塑设计及应用研究[C]//.2017冶金企业管理创新论坛论文集.[出版者不详]，2017：362.

[8].王中乐.3D打印技术在雕塑创作中的应用与影响[J].东方藏品，2016（12）：72-73.

[9].譚求.3D打印技术的数字化雕塑创作与遗产保护[J].科技创新与生产力，2021（10）：99-101.

Research and Practice of 3D Printing Technology in Clay Sculpture Course

HUANG Xi

（Chongqing Vocational Institute of Tourism，Chong Qing 409000）

Abstract：In the information age of more and more prosperous digitalization， the popularization and application of computer science and technology provide many different production methods and creative means for the art field. In the traditional clay sculpture teaching， most of the works are completed by artificial sculpture， which requires sculptors not only to have good ideas and ideas， but also to have high three-dimensional modeling ability， and spend a lot of time to sculpture and show their ideas. The creation of traditional clay sculpture is directly influenced by the sculptor's skill and technique. If the modeling ability is slightly worse， there will be great changes in the final work and the design intention. The application of 3D printing technology saves a lot of time for clay sculpture teaching， and enables beginners to spend more time on thinking and creation， which is a great promotion for clay sculpture teaching. This paper focuses on how to integrate 3D printing into the teaching of Clay Sculpture， so as to make the sculpture process and presentation of works simple and controllable.

Keywords： Digital clay；Sculpture teaching；3D printing；Creation