掐丝画工艺与3D 打印技术在产品设计中的应用研究

现阶段对掐丝画工艺注重的是单纯的保护与传承，但创新性的继承发展，才是行之有效的保护方式。寻求其在现代审美语境下新的表达成为当务之急，目前要转换对掐丝画工艺保护传承方式较单一的形式就要做到有的放矢的再设计。应该立足于现代社会的发展，利用于现代先进的技术，在既继承传统也符合当代需求的前提下进行创意设计

，在认知维度和拓展方法上进行更进一步的分析、思考和总结，不断尝试创新优化，使得掐丝得以延续发展的同时也使其制作工艺更现代化。因此尝试在继承掐丝画“形”与“神”的基础上，结合3D 打印技术探索掐丝画工艺在现代产品设计中的创新应用，一定程度上可以拓宽掐丝画工艺的表现范畴和应用范围，更新掐丝画工艺的表现形式。

1 掐丝画工艺与3D 打印技术解析

1.1 掐丝画工艺

掐丝画工艺脱胎于传统的景泰蓝工艺，其工艺保留了景泰蓝中的掐丝和点蓝工艺，只是在制作过程中不经烧制，且后期发展到以彩砂代替景泰蓝釉料，也能很大程度上还原其艺术效果。掐丝画利用镊子对金属丝进行塑形继而黏贴在涂有粘丝胶的图案上，待图案塑造完成后，用采砂进行上色，待彩砂达到90%以上的干燥后利用固沙胶进行淋膜处理，既使彩砂更牢固也起到防水作用

。由于掐丝画工艺工序繁多，制作过程严谨使得其时间成本和人工成本均较高，这一系列影响因素使其面临着传承受阻的问题，一定程度上影响着掐丝画工艺的发展。

1.2 3D 打印技术

3D 打印技术是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合的材料，通过逐层打印的方式来塑造物体成型的技术

。1988 年，世界上第一台SLA 立体光固化3D 打印机SLA250 出现。1989 年，德卡德发明出了SLS 选择性激光烧结技术。1992 年，FDM 熔融层积打印技术被克鲁姆普发明。1995 年，美国开始开发3D 打印机，2005 年研制出彩色3D 打印机。如今3D 打印技术在众多领域都有广泛的应用。3D 打印的材料种类已超过200 种，按材料可分为：通用塑料（ABS、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等）、工程塑料（ABS 工程塑料、聚碳酸酯、尼龙塑料等）、生物塑料（PLA、PCL、PETG 等）、无机材料（金属、陶瓷和石膏）等。

对式(15)中的T矩阵进行降维处理，将矩阵T的条件数由1021级别降低至103级别，从而降低矩阵T对测量误差的敏感性。经过降维处理得到的式(17)中的误差项可全部辨识，在MATLAB中使用矩阵M左除矩阵T″，或式(17)两侧乘以矩阵(T″)T将系数矩阵变为非奇异矩阵后求逆求解δ，由本章(1)可知，x2～x5可测量间接计算出，则x22,x24,x30,x36可求。至此，辨识出了并联调姿托架的所有结构误差。

2 掐丝画工艺与3D 打印技术结合的可行性与优势

2.1 掐丝画工艺与3D 打印材质创新结合的可行性

创新是指以现有的思维模式、知识、物质提出有别于常规或常人思路的见解为导向，本着理想化需要或为满足社会需求，进而改进或创造新事物并获得有益效果的行为。如何使传统掐丝画工艺从固有的表现形式中脱颖而出，除了在掐丝图案上进行突破外，更需以新颖的创作思路，对掐丝画工艺进行再创造，扩大其艺术表现在现代的亲和力。

1.1.1 中小企业应收账款量大，回收难 在面对市场时为了扩大自身的市场，常常利用商业信用进行赊销。如榆中水泥厂、临洮淀粉加工厂都存在大量的赊销业务，这些业务形成了大量的应收账款，而中小企业的合作伙伴也有很大一部分是中小企业，企业之间很容易形成三角债，导致应收账款难以收回。很多中小企业由于此类应收账款问题，造成企业资金周转困难，经营陷入泥潭，甚至出现破产倒闭。

在产品设计研发的各阶段均需要不断地对设计方案进行优化，特别是在产品实体制作阶段需对造型、材料、制作等进行实验，会耗费大量的时间和经费

。而3D 打印技术可以实现将传统复杂和耗材的生产技术转变为个性化的、灵活的生产模式，实现更快捷的批量化落地生产也同时满足定制化的趋势。3D 打印设备既可以一体成型也可以对结构部件打印成型后再整体组装，使产品制造的生产效率大幅度提升的同时也便于产品场景的运输转换。3D 打印掐丝线条省去了掐丝步骤的繁琐和时间消耗，借助3D 打印产品的过程中，可减少生产流程对产品性能的限制，设计者只需要考虑设计方案的艺术性特点等，从而减少对设计者想象力的掣肘，为设计者提供了一个良好的创意实践空间。同时也实现对人工劳动的替代，因为3D 印技术需要的只是获取产品的三维模型，剩下的工作可自动打印完成，个人或一个小型团队就可将传统的掐丝画工艺和3D 打印技术充分结合起来

，在减少人力物力的基础上也提升了产品的附加值。

2.2 掐丝工艺与3D 打印技术相结合的优势

在掐丝画工艺中，掐丝工艺是重中之重，掐丝体现了线条布局的美学，但是如若要熟练的掌握其对图案的准确、流畅、生动的塑造，均需要耗费学习时长。就一件中等复杂图案来说，每天集中大量时间进行掐丝工作最低需消耗一周以上时长，当面对新手、无充裕时间制作者、图案复杂、制作过程中出现意外的状况下，其制作周期务必会拉长。掐丝过程是否有现代化发挥空间的可能性存在，这就要求工艺制作者突破工艺的局限，在立足现在先进技术发展的基础之上探讨掐丝与时俱进的表现方式。

掐丝画利用铜丝作为线条勾勒出纹样，线条流畅，节奏感强烈，金色的铜丝结合特色的装饰性图案及彩砂的独特的肌理感使得画面具有浓厚的装饰韵味和庄重感，再结合3D 打印材料的光敏树脂材质透明特殊效果的衬托下呈现出了掐丝画不同形式的美感，使掐丝画工艺有了新的表述和新颖的呈现面貌。将掐丝画与实用产品相结合，在加强掐丝画视觉感受的同时又可以形成一套造型既有美感又有文化价值且功能完备的产品，在使用产品的同时，感受到掐丝画的外在美感和内在价值，提高其在同类产品中的竞争力。

现代互联网金融对于传统金融来说，不仅有着速度快的优势，同时对于数据也有着极大的又是，通过海量财务数据的优势，能够尽快的对对该环节进行优化。必须要发挥出传统金融、互联网两者的优势，让两者互补，最终将互联网金融产品进行更加精确的定价。政府必须要对金融市场拥有畏惧之心，不管是互联网金融还是传统金融，本质的目的都是为了将资源配置效率进行大幅度提升，为社会发展服务。

从材质上进行思考突破，传统的掐丝画工艺所依附的掐丝载体主要是木板、塑板、金属板，借助常见载体材质对掐丝画工艺所呈现的视觉效果进行突破会有一定的局限性。种类丰富的3D打印材料可适用不同的制作需求，ABS 材料机械加工能力较强，PLA 塑料可塑性良好，尼龙材料具有良好的耐热和耐磨性。光敏树脂具有以下优势：（1）粘度低、流平性较好、便于3D 打印且表面较为平整。（2）固化收缩小，不容易引起变形现象。（3）固化速率快，较快的打印出成品。（4）溶胀小，保证了成品的精度。（5）较强的强度和较高的尺寸稳定性。（6）气味低，刺激性成分低。（7）表面光滑度及细节表现力好。（8）有半透明磨砂和全透明的视觉效果，全透明有通透的视觉感。

掐丝工艺借以3D 打印技术除了可以呈现出对掐丝图案精细流畅的绘制和对铜丝粗细灵活的可调节外，同时由于光敏树脂材质的特殊透明视觉效果，也使得掐丝线条会呈现出透明的质地，打破了传统的金属色线条的印象。强烈的透明轮廓线将不同面积色块区隔开来，在后期上色完成后，彩砂与彩砂间的隔层线条会呈现出若隐若现的特殊视觉效果，且可以从侧面清晰的观察到彩砂的厚度，这是传统的掐丝画所不能达到的特征。

2.3 掐丝画工艺与3D 打印技术一体化成型的优势

掐丝画工艺大都是以绘画的表现形式来实现其艺术效果的呈现，除此之外，掐丝画也有被应用于屏风、陈设产品、虽然其在首饰制作和罐体器物的表面具有装饰功能，但是在其他产品上的应用极少。尤其是掐丝画工艺与日常生活方面有关的产品所涉及的力度还有待强化，其应用范围和被熟知程度满足不了不同的消费领域和消费群体，故最大程度地寻求其应用范畴具有一定的现实意义。掐丝画工艺与光敏树脂材质结合在借以现代3D 打印技术所进行的探索，使掐丝画实现了由二维平面到三维产品上的应用。此种借以3D 打印技术将掐丝画艺术形式的美感赋予在符合现代审美的收纳用品中，使掐丝画的高度的观赏价值和实用价值两者间达到了相互依存，此种方式不仅拓宽了其艺术形式的表现范围，还实现了其他应用范围的增添和转化。

3 掐丝画工艺与3D 打印技术在产品设计中的应用分析

3.1 掐丝画工艺在产品设计中的应用范畴及前景

传统的掐丝画工艺制作步骤较为复杂和制作工具种类较多，且掐丝画的载体底板和掐制的丝线各为独立的部分，通过粘丝胶的粘合使两者固定在一起，但是由于粘丝胶和金属丝各自本身的属性特征，会使金属丝后期存在着脱丝的几率，一旦金属丝脱落将会打破整个掐丝画面的美感。虽然可以对脱丝的位置进行二次及时的补救，但也会使创作者耗费一定的精力，影响到作品的质量。因此基于降低掐丝脱落而对整体造成更大影响的几率，甚至做到降低脱丝的几率降为零，采取将掐丝载体底板即产品外观形态和掐丝线条进行整体建模，再通过3D 打印技术打印成型，此种创作便实现产品的外观形态和掐丝部分一体化结构整体构建呈现。不再需要粘丝胶水的粘接，避免了原始的金属丝与载体组合时的连接牢固性问题，使产品质量及可靠性均较大提高

，简化了掐丝工艺的制作流程的同时也降低了耗材，减轻了整体的重量，实现产品整体轻量化。除此之外，在专业软件上对产品三维模型的建立和效果渲染可以增强产品的可预见性

，实现“所见即所得”，也便于及时对掐丝产品做出优化调整。

3.2 3D 打印技术在产品设计中的生产应用

从掐丝工艺角度审视，光敏树脂材质的独特性满足了传统掐丝画工艺对所依附的载体的表面平整、光滑、牢固、防水的需求。从光敏树脂材质角度审视，其所具有的透明性从产品内外部观看都具有不同的视觉效果，可以更好地衬托出掐丝画工艺产品的独特美。且如今3D 打印技术的成熟为材质的快速成型提供了坚实的技术依托，两者间的相互融合的方式使两者的表现力度得以扩展和加强，因此探索两者的结合具有一定的现实意义。此种将掐丝画工艺依附在符合现代发展材质的基础之上来表现其工艺特征，突破了掐丝画工艺传统固有表现形式的局限，拓宽了掐丝画工艺向符合现代审美之上的产品转型的道路。

画质方面，D30的表现则没有那么理想。尽管细节还原能力以及分辨率方便都有上佳表现，噪点则在仅仅ISO400时就变得明显了。

3.3 掐丝画工艺与3D 打印技术结合的可实现路径

3D 打印技术在不断探索更多的新型材料，众多设计领域也在不断加入这种新技术，例如FDM 打印技术所使用的PLA 材质就是一种新型的生物降解材料，未来将会有更多材料能够达到“绿色、环保、生态”要求。且3D 打印技术在不断革新的同时，3D打印设备和材料的成本必然会降低，越来越多的新型材料将得到应用，这样也有利于3D 打印技术的快速发展和推广应用，3D 打印技术的效率也可以实现更进一步的较快发展，同时也使得掐丝画的制作更加受益。

3.4 掐丝画工艺与3D 打印技术结合的可表现效果

3D 打印技术具有数字化、精细化、快速成型、节约材料等优势。因此可尝试借以3D 打印技术的方式进行掐丝新方式的呈现，以建模线条代替手工掐丝线条，此种以3D 打印技术做掐丝的优势为：（1）可避开对工艺不熟练的局限，在电脑上绘制的线条快速高效。（2）可省去掐丝过程中的耗材，减少经费。（3）可降低繁琐图案制作的周期。（4）可降低修改线条的时间成本，直接在3D 软件上修改即可，此种方式增加了解决问题的方便性和及时性。（5）统一建好模型之后可实现对其的批量化生产，使其完全脱离对手工掐丝的依附。（6）利用3D 打印技术对线条厚度和宽度可以做到不同尺寸的需求，因此以3D 打印技术来做掐丝的新形式有着广阔的发挥空间。

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3.5 掐丝画工艺与3D 打印技术结合的可持续性设计发展

3D 打印技术改变了传统制造的理念模式。如今伴随着科技的发展和新型材料研发，当前的3D 打印技术已发展出多种技术实现路径。光固化3D 打印技术是一种高效、环保、节能的新型制造技术，其固化速率一般在几秒。光敏树脂是光固化3D 打印中基本的固化成型材料。且3D 打印可以将精度确保在分子及原子的等级上，为产品精细程度提供了保障，故3D 打印技术为掐丝画工艺效果的呈现及创作提供了切实可行的实现条件。

4 基于掐丝画工艺与3D 打印技术的产品设计实践

4.1 《砂·趣》桌面收纳产品的设计理念

目前在桌面收纳产品上被赋予掐丝画工艺的应用较少存在，若在满足收纳功能的同时赋予产品更多的美观性和文化性，这将会带来心理与精神层面的慰藉，达到实用功能与审美功能的统一。《砂·趣》桌面收纳产品尝试将掐丝画工艺、光敏树脂材质、3D打印技术进行结合应用于桌面收纳产品的制作过程之中，如图1所示。此套桌面收纳产品的整体外观形态是采用抽象的曲线来设计具体的收纳产品造型，曲线富有流动性的韵律节奏美感。在掐丝的形态方面，也同样采用抽象的设计手法，以长短不一流畅抽象的线条围成的面积大小的不规则的块面，此种图案形态介于无形与有形的抽象概念之间，画面的线条以及多样几何图形交织共同突出了收纳产品独特的装饰性。在色彩方面以透明白为底色，且提取了春夏秋冬四季不同的颜色特征，意在营造出四季独特的意境。桌面收纳产品还加入了榫卯拼接的设计，可拆分可组合，如图2 所示，两种形式都具有不同的形式美感。当拆分的时候，每一部分都是独立完整的个体，当组合在一起的时候，内部会形成隔板结构，这样有利于不同产品的分类归纳，由于分割的内部面积有所区分，也便于体积大小不同的产品区分放置。

此套掐丝画与实用功能的收纳产品进行跨界融合，不仅保持了掐丝画的形式美感，而且也更进一步实现了在实用性产品上的运用，打造了属于当代的审美和功能价值维度的艺术品。有利于传统掐丝画工艺巩固其经典性，实现其更大范畴的审美公共认同，为掐丝画工艺的传承和传播提供了参考。

4.2 《砂·趣》桌面收纳产品制作实践

制作《砂·趣》桌面收纳产品的过程为：首先通过三维建模软件生成与预设尺寸、形状相符的三维模型，建模的过程中在处理榫卯结构处需要多思考和实践，还需要注意模型的壁厚应在1.5 mm 以上

。在建模完成后便可将其送到在线3D 打印平台进行3D 打印，由于不同打印机的性能、参数、打印材质的不同，众多因素都会对产品的打印周期、成品的精细程度、成品率等产生影响。桌面收纳产品选用的是SLA 光固化来打印透明光敏树脂材质，光固化打印对于模型的制作提供了一种低成本而高效的实现手段，因为其打印速度较快、成品表面细致光滑、成品质量高。

在光固化模型打印实施过程中，光敏树脂材质从液态转变成固态，采取以层为单位的重复堆积固化工作，直至得到三维实体模型

。模型打印完成后，就需要让模型从印刷平台上分离下来进行拆支架的处理及定型照射，之后便可进行打磨抛光处理便可达到光滑全透明的视觉效果。模型处理好后便可以进入对图案的彩砂填充、晾干和封膜处理，最后便是以金粉对3D 打印出的线条进行表面快速涂抹着色处理以达到金属丝类似效果。

5 结语

综上分析与探究表明，实现掐丝画工艺的当代艺术价值不仅需要以传统掐丝画工艺为基本路径，还需要与当代技术发展相结合。3D 打印技术和掐丝画工艺之间的充分融合能够实现技术和艺术的顺畅沟通，将艺术和技术合为一个有机的整体，共同为人类的审美需要服务，此次实践证明借以3D 打印技术对掐丝画工艺进行的创新路径是完全可操作的。相信随着掐丝画与其他领域的交流，一定会拓展出掐丝画工艺更多的艺术空间，引发人们对掐丝画工艺更多的探索。

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