3D打印技术制作的工艺品实例及应用

3D打印技术不受结构和形状的限制，能够从传统的制造工艺的束缚中解放出来，“以设计引导制造”，能极大地释放艺术家和设计师的创想与艺术理念；相比工业制造领域，工艺品更多关注外形而非材质，即使目前3D打印工艺可供选择的材料还不是足够丰富，也已经能够满足个性化创意产品在材质上的要求。当今的时尚设计大师们已经越来越多地使用3D打印技术来进行创意产品的设计和制造，比如礼品、灯具、艺术摆件、饰品等。

1.灯具

高功率LED灯具与3D打印技术相结合，催生出一个崭新的产业。Voxel Studio设计室利用3D打印技术为灯具设计创作出难以想象的奇幻外形，如图6-13所示的别致的蚕茧LED灯具。蚕茧是由蚕幼虫吐丝形成的，而灯具外形则是利用3D打印技术中的光固化工艺成型的。3D打印机的喷嘴精确控制喷出液体感光树脂，然后通过紫外线照射让其迅速硬化。这款LED灯总共使用了白、灰、黑三种颜色，其中白色感光树脂坚固，用于提供灯具结构，并具有良好的光漫反射性，十分适合作为镂空的灯罩。灰色材料软硬度折中，黑色则用于勾勒表面和线条，提供对比颜色并保护表面。整体LED灯具通过计算机设计，酷似鸟巢的独特造型，全都由3D打印机制作。LED灯泡放置其中，光芒具有似破茧而出的视觉效果。

图6-13 蚕茧LED灯具

美国Nervous System设计事务所的设计一直以来都致力于模仿自然生成过程和形式。最近，它们运用生成算法创作了最新灯具——3D打印菌丝灯，如图6-14所示。菌丝灯是根据叶脉形成的方式和过程设计的，每根叶脉都从一个基本体量和一套根分点开始。设计师假定菌丝灯的根系正在一个充满植物生长素的环境中生长，其结构在特定的软件中通过交互作用而生成。独特设计的菌丝灯可通过SLS设备直接制作出来。所制作的灯具是独一无二的，每盏灯都有不同的图案，当其复杂而发散的枝叶形状的影子投射到墙壁和天花板上，美丽而神秘的氛围顿时生起。灯具是用尼龙材料制作，内置3盏LED灯，总耗电量3.6W，使用寿命超过5000h，相当于连续6年的使用时间。

图6-15展示了另外几款由PMMA材料经过三维打印技术制造的时尚灯具。

图6-14 菌丝灯

图6-15 由3D打印技术制作的各式时尚灯具

2.创意咖啡杯

西班牙高产设计师伯纳特·屈尼借助3D打印技术，完成了他“每天一个咖啡杯”的计划，制作出了各种各样的咖啡杯。每个杯子从构思、设计到成型所花费的时间都控制在24h之内。此外，制作咖啡杯所使用的涂釉陶瓷也符合安全、耐热性和可循环使用的标准。从概念变身实物最重要的是构建3D模型，当咖啡杯的3D模型设计完成后，整个制作过程需要花费大约4h的时间。该系列咖啡杯的制作是采用3D打印技术中的3DPG技术，在平铺的陶瓷粉上的特定区域喷射有机粘结剂，每建成一层，在顶部继续添加陶瓷粉和粘结剂，直到整个模型完工，之后模型被送入后固化炉中加热固化以使杯子成型。出炉后扫掉外层的陶瓷粉末，一个实体的模型就做成了。为了使杯子永久地保持其结构外形，需要将杯子再次送入炉子中，继续进行高温烧结。通过使用一种水性喷雾对其预先上釉，可以减小表面粗糙程度值，然后再进行低温加热，为最终在表面上釉打下基础。层层加工之后，亮丽光泽的咖啡杯就制作完成了。图6-16为伯纳特·屈尼借助3D打印技术制作的咖啡杯。

图6-16 利用3D打印技术制作的造型各异的咖啡杯

3.艺术品摆件

3D打印技术的成熟使得一些原本难以用手工完成的工作变得容易实现，同时也激发了艺术家的创作灵感。Joshua Harker利用3D打印技术结合自身的创意制作出了一组摆件，如图6-17所示。这组摆件由聚酰胺（尼龙和玻璃用激光熔合为一体的材质）做成，是一组复杂而精美的艺术品。

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图6-17 利用3D打印技术制作的艺术品摆件

来自英国的设计师Michael Eden认为陶瓷容器具美观与功能于一体，他重新看待陶瓷与周围的关系，利用3D打印技术结合自己的创意制作了一系列陶瓷艺术作品，色彩绚丽，立体感十足，如图6-18所示。图6-19为其他一些利用3D打印技术制作的艺术品摆件。

图6-18 利用3D打印技术制作的陶瓷工艺品

图6-19 利用3D打印技术制作的若干艺术品摆件

4.珠宝首饰

珠宝加工一直都是个性化定制行业里的领跑者。但是苦于传统加工行业技术的局限性，而使得更多极具概念性的设计胎死腹中。3D打印技术所具备的优势正好可以平衡消费者需求与加工成本之间的矛盾，因其加工成本与造型复杂程度完全无关。有了3D打印技术，珠宝行业的加工技术、加工成本及造型复杂程度都可以不用担心了。使用3D打印机打印贵金属首饰，不仅仅可以缩短时间，最主要的是提高了设计师的设计自由度。设计师可以不用考虑加工工艺，随意发挥自己的创意了。此外，3D打印技术的运用还可以使消费者参与到首饰的设计中来，获得属于自己的个性化首饰。图6-20为利用3D打印技术制作的个性化首饰。

图6-20 利用3D打印技术制作的首饰

5.活现作品

荷兰阿姆斯特丹的凡·高博物馆利用3D打印技术，成功复制了画家凡·高的油画。通过3D打印技术复制再造的油画，不仅在图画内容和颜色上更加贴近原作，在油画质地和纹理上也能达到惊人的相似程度。博物馆馆长阿克塞尔·鲁格相信，这种类型的复制品将开创一个新时代，因为它们突破了二维的限制，延伸进了第三维度。凭借3D打印技术，博物馆已经成功复制了凡·高的《杏花》《向日葵》《麦田》《雷电云下的麦田》和《克里奇林荫大道》等，之后还将有更多凡·高作品的3D复制计划。

据悉，利用3D打印技术复制的作品被称作“活现作品”，是博物馆与富士胶卷合作的产物。利用“浮雕体层摄影术”，将油画的3D扫描与3D打印技术结合起来，“复制再造”凡·高的名作。高质量的照相技术用于捕捉油画的画面感，通过3D扫描更加深入探测每一笔、每一刷油彩厚度的细微变化，最后运用3D打印技术再造画家细腻笔触下的变化，使得复制品不仅神似更形似，具有相同的纹理质感。不仅如此，通过“浮雕体层摄影术”，原作的画框也能得到复制，画作背面的信息也能得以保留。为了防止3D打印的复制品被当作真品交易，博物馆在每幅复制品上打印了特殊的标记用于防伪。

通过3D打印技术再造的复制品不仅对于热爱油画却无法承担艺术品高昂价格的艺术迷来说是个福音，而且还可以用作辅助教育，给学生一个近距离接触艺术名作的机会。对于真正的凡·高迷来说，这是他们能够接触到的、最逼真的复制品。据悉，富士胶卷与凡·高博物馆方面签订了独家协议，在接下来的3年中，运用“浮雕体层摄影术”的艺术复制品将仅存在于凡·高博物馆中。图6-21为利用3D打印技术复制的《向日葵》。

图6-21 3D打印的《向日葵》