神之手，打开设计大门

　　八点档励志片常说命运决定在自己的手上，未来要靠自己掌握，那么设计呢？感谢3D科技犹如上帝的小帮手，只需要将自己的想法，无论是否不切实际，只需输入电脑，靠着1与0的运算逻辑，由3D Printer把脑海中的蓝图化作实体，然后加以量产，从建筑空间、饮食、生活用品上，来满足我们的需求。换言之，未来的设计大门由3D技术扮演关键钥匙的角色，而握有那把钥匙的，就是人类。

　　在3D，已成为全民皆知的名词，或许是电影的带动，让大家对其趋之若鹜。不过早在1984年，由Charles Hull发明堪称是第一台实验机种的3D设备，透过镭射，层层投射出原料塑形。但制作相当耗时，随后FDM技术（Fused Deposition Modelling）问世，比起前者只能运用液态原料，FDM可将半液态素材透过高温压制，塑造各种形体，而这类3D立体技术逐渐被运用在工业设计，诸如玻璃用品、灯光家居等各式生产，相关3D机种也越来越多样，且更为便利操作，像是RepRap机型，可用塑料大量形塑模型之外，同时可透过网络连结，更新设计程式，客制化商品。这对从事设计的工作者来说，犹如“神力”。

　　而在阐释3D打印（也称列印）的神奇之处前，我们先从最基础的制作原理说起——简单来说，3D就是把塑料或者是其他可以“粘合”的材料，利用逐层列印的方式，来打造立体物件。但前提必须是使用电脑构建3D模型，再透过3D列表机做出所想要的模型，如此一来，就颠覆了过往的生产流程，以最快速且便宜的方法制造产品原型。

　　如今，随着新创公司与学院的多年研发，尽管3D技术仍旧有许多困难需要解决，但3D打印已被视为将要掀起第三次工业革命的重要科技。由美国国家情报委员会提出的一份名为“2030全球趋势：不同的世界”报告书中，就提到2030年以前，3D打印可能取代特定的传统量产制作过程，例如铸造、造模、切削，特别是那些生产时程较短，专注于客制化产品的制造商。面对这样的科技发展趋势，迫使不少设计师加入讨论，开始思考如何与3D打印技术接轨。而世界众多设计博物馆，也就此展开了众多有关于3D打印的展览，本文选取了来自根特博物馆等众多展览中的部分，来探讨这种打开设计新世界的新方法。

　　数字制造替代传统陶艺

　　玩过陶轮的人都知道，在陶轮上做一个陶碗或是陶罐，理论上好像很简单，真正上手才知道需要非常精准的控制力，就算是最基本的圆柱体形态，不练个十天半个月根本没办法做好。在圆柱体的基础上，再要做出其他形态，也需要各种小心翼翼的尝试，对陶轮的旋转速度、陶土的湿润程度等都要时刻注意。手指的移动稍微偏一点，就可能前功尽弃要推倒重来。但这手和手指的移动，又恰恰是创意的直接来源，是形成最终形态的原因。那么这种精细的动作，让更有控制力的3D打印来做会怎样呢？

　　来自比利时安特卫普的设计工作室Unfold早在2002年就开始探索衍生式设计（generative design）等数字工具对设计带来的影响。2009年，他们推出了第一台可以3D打印陶土的打印机，从此开始了探索传统陶艺和数字制造技术交集的旅程。

　　对于Unfold的创始人Claire Warnier和Dries Verbruggen来说，他们感兴趣的是设计师的角色在这个设计和生产都逐渐数字化的时代会如何变化 （What is the role of the designer and how is it changing in a time when design and manufacturing become increasingly more digitized？），以及新工具新技术对于设计生产销售等诸多环节的影响。

　　在他们看来，传统工业生产的封闭系统已经被3D打印等新型数字制造技术所打破，一种结合前工业革命时代的手工作坊和现代数字制造技术的新型民间生产模式正在生成。比如，有了3D打印机等数字制造技术，一个设计工作室可以完全在内部进行设计和生产，再加上网络直销等电子商务方式，一个小型工作室就可以形成以往只有大企业才有能力进行的竖向整合（vertical integration）。

　　另外，将3D打印应用到传统陶艺的一个最直接的益处，就是形态上的自由度。传统陶艺由于工艺和材料的双重限制，在形态上虽然有很大的创造空间，但也有很多特定的限制。3D打印通过层层叠加的“增材制造”方法，突破了传统陶艺在形态上的很多限制。Unfold最初的3D打印陶土项目就探索了很多非传统的陶土器具与雕塑形态。

　　在进行了最初的实验后，Unfold并不满足，因为3D打印的过程似乎完全取代了“人手”在制造过程中的参与，而设计也是事先完成的，并不是人与材料进行互动而产生的结果。那么，有没有方法在利用3D打印的同时也保留“人手”的积极参与呢？于是Unfold创造了一个虚拟的陶轮，在一个转动的圆盘上，用户看到的不是真实的陶土，而是显示了一个圆柱体的屏幕。用户用手的动作来改变这个容器的形态，通过修改基本圆柱体的高矮和不同位置的胖瘦，形成独一无二的创造，最后再由3D打印机打印出来。

　　3D打印本身所要求的精准度、可重复性，也带来了必然的单一化，与手工制品的独特感疏离。因此Unfold探索了在3D打印过程中加入不确定因素（比如晃动，模拟人手的随机动作；又如在不规则的底座上打印，使得打印出来的泥土跟着底座形态而变形），并创造出了一些十分独特的具有“手工质感”的陶罐。

　　最后，Unfold还进行了一项另辟蹊径的将3D打印和传统工艺进一步结合的尝试。不过，这次这两种制造方法分别应用在两种不同的材料上。3D打印的是陶土，而传统工艺制造的是吹制玻璃，先将3D打印出来的陶土环风干，再在陶土环内部吹制玻璃，形成与陶土环紧密合成一体的容器。

　　Unfold的种种探索，不仅展示了诸如3D打印等的数字制造技术在传统陶瓷手工艺中的应用，更揭示了正在转变的“匠人“角色。新技术和新工具的产生，使得原本的设计、制造流程发生了改变，而匠人的角色定义也在逐渐变得模糊。设计师不仅仅是坐在电脑前面产生了关于最终产品的创意的人，制造、生产的流程以及人机的协同方式同样需要创新。数字制造技术的普及（如小型3D打印机）使得设计师进行设计迭代更加方便，可以不断通过原型来优化设计，而这个过程与匠人不断通过练习来达到技艺的纯熟是类似的。对于诸如陶瓷等的手工艺领域，设计师和匠人的角色常常无法区分，如今在新技术的影响下，设计师和匠人的角色将继续合二为一。

　　“非手工”的手工质感

　　另一位利用3D技术完成陶瓷工艺的Olivier van Herpt与Unfold不同，很早就意识到桌面大小的3D打印机的局限性。首先，对于体量比较大的陶碗陶罐，用桌面大小的3D打印机是无法打印的。其次，仅仅对现有桌面打印机进行改造来打印陶土，而不从根本上调整打印技术来适应陶土材料的特殊性，打印出来的陶器会因为陶土过于湿润而倒塌，而烧制以后也会有热抗性低等诸多问题，在实际使用的过程中并不能与传统工艺制造的陶瓷器具比较。因此，Olivier van Herpt花了两年时间潜心研究，得出了一套适合陶土的3D打印流程，并造了一台高约1.7米的delta样式（三角支撑）3D陶土打印机，可以打印高达80公分、宽达40公分的陶器。通过无数次对打印头和陶土材料属性的调整，他终于解决了陶土倒塌的问题，同时也大大提高了打印的精度。

　　Olivier van Herpt对3D打印技术对于生产流程的影响进行了深入反思：3D打印在一方面拓宽了设计的可能性，并提高了生产效率，但也在同时将机器推到了流程的中心，而人反而成了背景因素，与材料、流程脱离。不断提高打印的精度、速度和可重复性，对于制造生产是有益的，但也不免让制造出来的产品沾染了大众消费品的感觉，他用荷兰语中的“kil”来形容，意即冷淡的、生硬的、没有人情味的。因此Olivier也开始在3D打印的流程中引入随机性和人为错误，探索如何利用3D打印技术创造出类似手工的独特感。他说，“我喜欢在无序中创造有序，在有序中引入无序。我追求的是一种控制下的随机性。”

　　但Olivier van Herpt的探索并没有止步于对3D打印流程本身的干预。他将视角拉远，开始审视3D打印的本土环境因素。在高度控制的环境中，机器行为完全能够预期，这是工业生产的模式；如果我们能够使机器生产不排除环境干扰，反而将环境因素（如温度、湿度、噪音、地理位置等）融入生产过程中，又会对最终产物有什么样的影响呢？为此Olivier van Herpt设计了一套软硬件系统，3D打印机附加了感应器（sensor），测量环境中的温度、湿度、周围人群密度等参数，并将这些参数转化为3D打印产物的形状和表面质感。每次打印，由于环境因素的不同，打印产物也都不同，这正好像手工制造过程中，每件作品都是独一无二，反映了当时匠人和材料在特定环境下的对话。

　　Olivier van Herpt还从自然界中汲取灵感，通过观察石笋和钟乳石的形成，思考如何将这种看似无序的过程融入到相对可控的机器环境中。为此他造了一台类似3D打印机的机器，只不过打印头不是均匀地挤出材料，而是随机地融化石蜡，融化的石蜡滴到下方旋转的托物平台（build platform）上，形成形似钟乳石的构造。虽然这个实验没有直接应用陶土，但它与前例在3D打印过程中融入随机性的思想是一致的。

　　数字逻辑+物理逻辑=不可能转化为可能

　　另一位利用3D打印来探索陶瓷美学的是英国陶艺家Jonathan Keep。作为一个有二十多年经验的陶艺家，Jonathan Keep用传统工艺制造的陶艺作品非常丰富，他掌握的技法也十分广泛，而他作品中探索的问题，并不与科技直接相关，而是揭示自然界中的几何规律和样式，一种规律和无序之间的平衡状态。这从他用传统工艺制造的陶艺作品中可见一斑。

　　Jonathan Keep对于数字技术应用的创新之处，在设计环节但不在生产环节。他利用衍生式设计（Generative Design）软件，用程序算法来模拟自然界的规律，制定形态生成的规则，从而得到复杂的无法通过传统3D建模方法得到的形态。程序生成的形态以代码形式存在，而后被3D打印机接收，打印出来的陶器再经过传统的工艺上釉烧制，得到最终产品。

　　而在近期，Jonathan Keep与瑞典艺术研究员Charles Stern开始了一个项目：利用3D列印技术，将陶瓷与玻璃结合吹制。单看成品大家可能觉得很简单，其实这两种传统工艺是很难结合的，因为在加热的状态下，粘土和玻璃具有不用的收缩和膨胀率。Jonathan Keep与Charles Stern针对这个问题同许多专家展开调查，最终才确定了方案，利用3D列印技术列印陶瓷，然后与玻璃进行吹制。可以看出，3D打印机在这个工作流程中，不再是主角，反倒是作为一种制造成品的一个环节而存在。Jonathan Keep从自然界中的冰川、漂流木、植被生长等等现象中汲取灵感，利用数字工具和软件算法模拟出抽象的自然，再用数字制造技术将这些虚拟形态生产成实体物体。这在本质是数字逻辑和物理逻辑相互转化的过程。

　　使用≠滥用

　　任何新工具的出现都会经历一个成熟曲线。由于新工具对于旧有制度流程带来的破坏作用，新工具在产生伊始必然会被很多人质疑或者不被看好，但也总有那么一小部分人，能看到这种破坏作用下蕴含的契机。而当新工具逐渐完善，被越来越多的人接受，最终它也会成为新的“标准”，直到下一个新工具将它取代。

　　这关键的一小部分人，不仅最先“使用”工具，也最先“滥用”工具，而这种“滥用”其实是一种对于工具的应用界限的探索。这种对工具本来用途的“蔑视”，正是不断改良工具的一种推动力量。在3D打印陶瓷这个特殊的领域，如果人人都相信3D打印应该向更精细更准确的方向发展，那我们就会完全忽视另外一种引入人为因素和随机性的可能性。幸运的是，这世界上还有那么三五个人，正在执着地进行着探索。（编辑：九月）。

　　李充