3D打印新技術(shù)推動傳統(tǒng)古建文化傳承

來源：科技日報

2021-09-15 08:40

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賞心悅目的中國古建筑模型不僅僅是件藝術(shù)品，更是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓沤▽I(yè)表達(dá)方式。在古建筑的研究、教學(xué)、存檔以及實際施工中，古建模型是一種非常有用、有效的工具和方法。

通常，古建模型是由經(jīng)驗豐富的木工師傅基于傳統(tǒng)木工方式制作而成，歷時數(shù)月，周期長、成本高。最后成品的模型常常是孤品，存放于博物館，對一般人而言，可望而不可即。

最近，3D打印新技術(shù)的出現(xiàn)，為我們帶來了一種新的可能性。筆者在這兩年潛心鉆研，在3D打印制作古建模型的領(lǐng)域里進(jìn)行了初步探索。到目前為止，已成功研制出三個古建模型（南禪寺大殿、法起寺三重塔、故宮角樓）。與傳統(tǒng)木作方法相比，該方法更加快捷、精確，成本大大降低，非常適合于廣大的古建工作者和相關(guān)專業(yè)的學(xué)生。

3D打印機(jī)可以將數(shù)字模型直接轉(zhuǎn)化成實體，可不間斷工作，免去了木作方式的鋸、刨、鑿、雕等過程。以前需要數(shù)月才能完成的模型，現(xiàn)在只要幾周就足夠了。例如，用4臺打印機(jī)制作故宮角樓模型，大約2星期就可完成。

現(xiàn)在，3D打印機(jī)的精度已達(dá)到0.1毫米級，即使當(dāng)模型微縮到很小的尺寸，也能夠保留那些古建筑木構(gòu)件(梁、柱、枋、斗栱等）的榫卯細(xì)節(jié)。這樣就使得古建模型可以反復(fù)拆卸，重新搭建。這有利于古建筑的學(xué)習(xí)和研究，還可用于驗證古建筑設(shè)計以及指導(dǎo)實際施工。

實踐證明，3D打印技術(shù)可以大大降低古建模型的制作成本，將會是傳統(tǒng)木質(zhì)模型成本的十分之一甚至更少。例如，故宮角樓模型的制作成本僅為600—800元左右。

在古建專業(yè)院校里，3D打印模型也將是一種非常好的教具形式，幫助學(xué)生們更直觀地理解和學(xué)習(xí)古建知識。同時，學(xué)生也可通過自己設(shè)計和制作模型，培養(yǎng)動手能力。同樣，對于機(jī)械、建筑、航空、醫(yī)療等其他專業(yè)，3D打印技術(shù)也將有廣闊的前景。

此外，3D打印古建模型還能被開發(fā)成智力游戲，鼓勵青少年以樂高方式搭建模型，培養(yǎng)興趣愛好、學(xué)習(xí)傳統(tǒng)文化。

當(dāng)有更多的人參與古建模型制作時，這也意味著將有更多的古建筑會被模型數(shù)字化。這或?qū)⒂兄诮㈤_放式國家古建筑數(shù)據(jù)庫，作為人類共同財富，為世人所享用。

我們在3D打印古建模型方面所做的嘗試，只是在這個新領(lǐng)域的初步探索，希望能對傳承和宣揚中國傳統(tǒng)古建筑文化起到拋磚引玉的作用。

（作者夏泊洋系加拿大哥倫比亞大學(xué)藥學(xué)系學(xué)士；夏寧江系上海同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院學(xué)士、管理學(xué)院碩士，加拿大薩斯卡通大學(xué)工程碩士）