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3D打印新技術推動傳統古建文化傳承

2021-09-24 17:40 科技日報

  賞心悦目的中國古建築模型不僅僅是件藝術品,更是一種嚴謹的古建專業表達方式。在古建築的研究、教學、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,古建模型是由經驗豐富的木工師傅基於傳統木工方式製作而成,歷時數月,週期長、成本高。最後成品的模型常常是孤品,存放於博物館,對一般人而言,可望而不可即。

  最近,3D打印新技術的出現,為我們帶來了一種新的可能性。筆者在這兩年潛心鑽研,在3D打印製作古建模型的領域裏進行了初步探索。到目前為止,已成功研製出三個古建模型(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,非常適合於廣大的古建工作者和相關專業的學生。

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

  現在,3D打印機的精度已達到0.1毫米級,即使當模型微縮到很小的尺寸,也能夠保留那些古建築木構件(梁、柱、枋、斗栱等)的榫卯細節。這樣就使得古建模型可以反覆拆卸,重新搭建。這有利於古建築的學習和研究,還可用於驗證古建築設計以及指導實際施工。

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

  在古建專業院校裏,3D打印模型也將是一種非常好的教具形式,幫助學生們更直觀地理解和學習古建知識。同時,學生也可通過自己設計和製作模型,培養動手能力。同樣,對於機械、建築、航空、醫療等其他專業,3D打印技術也將有廣闊的前景。

  此外,3D打印古建模型還能被開發成智力遊戲,鼓勵青少年以樂高方式搭建模型,培養興趣愛好、學習傳統文化。

  當有更多的人蔘與古建模型製作時,這也意味着將有更多的古建築會被模型數字化。這或將有助於建立開放式國家古建築數據庫,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,只是在這個新領域的初步探索,希望能對傳承和宣揚中國傳統古建築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藥學系學士;夏寧江繫上海同濟大學土木工程學院學士、管理學院碩士,加拿大薩斯卡通大學工程碩士)

 
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