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3D打印新技术推动传统古建文化传承

发稿时间:2021-09-17 13:08:00 来源: 科技日报

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   赏心悦目的中国古建筑模型不仅仅是件艺术品,更是一种严谨的古建专业表达方式。在古建筑的研究、教学、存档以及实际施工中,古建模型是一种非常有用、有效的工具和方法。

   通常,古建模型是由经验丰富的木工师傅基于传统木工方式制作而成,历时数月,周期长、成本高。最后成品的模型常常是孤品,存放于博物馆,对一般人而言,可望而不可即。

   最近,3D打印新技术的出现,为我们带来了一种新的可能性。笔者在这两年潜心钻研,在3D打印制作古建模型的领域里进行了初步探索。到目前为止,已成功研制出三个古建模型(南禅寺大殿、法起寺三重塔、故宫角楼)。与传统木作方法相比,该方法更加快捷、精确,成本大大降低,非常适合于广大的古建工作者和相关专业的学生。

   3D打印机可以将数字模型直接转化成实体,可不间断工作,免去了木作方式的锯、刨、凿、雕等过程。以前需要数月才能完成的模型,现在只要几周就足够了。例如,用4台打印机制作故宫角楼模型,大约2星期就可完成。

   现在,3D打印机的精度已达到0.1毫米级,即使当模型微缩到很小的尺寸,也能够保留那些古建筑木构件(梁、柱、枋、斗栱等)的榫卯细节。这样就使得古建模型可以反复拆卸,重新搭建。这有利于古建筑的学习和研究,还可用于验证古建筑设计以及指导实际施工。

   实践证明,3D打印技术可以大大降低古建模型的制作成本,将会是传统木质模型成本的十分之一甚至更少。例如,故宫角楼模型的制作成本仅为600—800元左右。

   在古建专业院校里,3D打印模型也将是一种非常好的教具形式,帮助学生们更直观地理解和学习古建知识。同时,学生也可通过自己设计和制作模型,培养动手能力。同样,对于机械、建筑、航空、医疗等其他专业,3D打印技术也将有广阔的前景。

   此外,3D打印古建模型还能被开发成智力游戏,鼓励青少年以乐高方式搭建模型,培养兴趣爱好、学习传统文化。

   当有更多的人参与古建模型制作时,这也意味着将有更多的古建筑会被模型数字化。这或将有助于建立开放式国家古建筑数据库,作为人类共同财富,为世人所享用。

   我们在3D打印古建模型方面所做的尝试,只是在这个新领域的初步探索,希望能对传承和宣扬中国传统古建筑文化起到抛砖引玉的作用。

   (作者夏泊洋系加拿大哥伦比亚大学药学系学士;夏宁江系上海同济大学土木工程学院学士、管理学院硕士,加拿大萨斯卡通大学工程硕士)

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