复原古代工艺的技术保存与创新设计

复原古代工艺的技术保存与创新设计
传统木工艺内在结构主要以榫卯结构为技术支撑,外在表现主要以手工雕刻技术为表现效果。然而,在批量化、标准化大量生产的今天,传统木工艺在设计中得不到很好的重视。本研究采用传统工工艺的木盒制作,复原古代木工艺的处理技巧。首先,利用学校的条件和工具设计出简单的榫卯结构。其次,利用卡具等工具复原古代木盒的组装过程,并按照传统工艺的方法修复缝隙。最后,利用原形木工凿。制作出表面肌理效果。作为工业设计来研究传统木工艺技术方法的再现,对低碳时代的工业产品进行创新设计,将是一个有文化意义的探索。20191029185321
关键词:传统木工艺;技术保存;创新设计
1.1 传统木工艺研究背景
1.1.1 国外传统木工艺在今天工业设计中的运用
在国外,传统木工艺得到很高的重视。一些欧美国家由于取材方便而广泛应用木工艺技术,所以,他们的木工艺技术得到了很快的发展。例如,一些欧洲国家的传统木鞋如图1.1,其制作工艺一直流传到了现在,并得到了新的发展。荷兰的风车木屋小桥也多为木质,保存了一种自然、绿色的气息。非洲大多数地区干旱树少,木质建筑产品难以保存,但非洲木雕技艺却源远流长。直至今日,非洲依然传统的神秘,应用写意手法表达祖先和神灵的庇佑。如图1.2木雕艺术的呈现。东亚发达的经济与建筑产品需求也促使了设计艺术的发展,例如,日本著名产品设计师深泽直人,他的设计应用最少的元素,展示产品最全的功能。利用产品的纯粹感做出东亚人喜欢的风格。如图1.3座椅的设计,简洁干净的材料处理,精巧的连接方式使得其备受推崇。日本是一个多地震国家,多数建筑应用轻质木材和木工艺之榫卯结构。有效的利用了木质材料的强度和韧度和榫卯结构的巧妙组合。于是,木架结构的房屋成为日本建筑设计的优先选择方式。国外发达国家不仅在制作应用方面对木工艺重视有佳,其先进的设计文化也促使着木工艺技术的保存与发展。在今天的工业设计中,国外采用传统木工艺的榫卯结构对家具产品的创新设计也颇为丰富。如图1.4,厨架和把手之间通过一种凹凸的正负关系,自然重力的作用,使其衔接部分相互约束,却又灵活自由。把手末端的粗细变化,以暗示拿放厨具时把手提起的高度。如图1.5,Matei Chabera设计的一套木材家具:一个桌子,两个吧台凳。该家具大方自然的造型和清晰可见的木纹能让人们放松释然。形式上的出挑设计可以悬挂和放置人们多余的物件,方便人们休闲。如图1.6,设计师Michael Blumenfeld所设计的凳子造型别致,把木楔原理巧妙的应用在制作方法上,给人留下无限的好奇感。总而言之,通过以上例子的研究,木工艺在国外的发展不仅取材方便、应用广泛,而且欧美、日韩等发达国家的设计艺术在木工艺方面的保存、创新方面也有高度重视。
1.1.2 中国传统木工艺历史与现状
    木工艺即原木料、半成品木质板加工成为产品的方法和过程。传统木工艺包括制作木工艺、弯曲木工艺、木饰面工艺、防腐木工艺、碳化木工艺、代木工艺及木雕工艺等。本研究所关注的木工艺是传统的木盒类工艺手法及其效果表现的范围。
    通过对木工艺相关文献资料的查找总结,得出中国传统木工艺技术主要有内在结构和外在肌理造型两个特点。而内在结构主要是传统的榫卯结构,榫卯结构中通常在相连接的两构件上采用一种凹凸处理的接合方式。突出部分叫榫,凹进部分叫卯。表面效果主要是立体造型和传统的木雕工艺形成的肌理效果,这里的肌理则指木材表面的组织纹理结构,即各种纵横交错、高低不平、粗糙平滑的纹理变化。它一方面是作为材料的表现形式而被人们所感受,另一方面则体现在通过先进的工艺手法,创造新的肌理形态,不同的材质,不同的工艺手法可以产生各种不同的肌理效果,并能创造出丰富的外在造型形式。木雕是以锋利的手工工具刻凿装饰木质物件的艺术;亦指以此法制成或装饰过的木器。用木头经过民间的手工制作,形成的一种具有一定艺术品味的木器。
   (1)传统木工艺之榫卯历史:
中华名族对榫卯结构的使用大约在六、七千年前就开始了。从河姆渡遗址的干栏式的房屋建造上,就有凸型方榫、圆榫、双层凸榫、燕尾榫以及企口榫等。这样成为了后代建筑和家居的基本模式。科学的榫卯结构和精巧的榫卯构件在秦、汉时代就存在了。如图1.7,鲁班枕又名“瞎掰”,据说是2600年前鲁班发明的。是用一块整板纸做成的,结构复杂,可折叠的木制生活用品。卯中有榫,榫中有卯,暗示着阴阳变化。同时,上面雕刻有各种图案与文字,表达着那个时代的艺术价值。图1.8的孔明锁,相传战国时期孔明利用榫卯结构发明而成。这种三维拼插
益智玩具不仅锻炼手指的灵活,更考究观察的仔细和大脑的思考。榫卯技术在盛唐时期的发展又是一个历史高潮,那时候的木工能够正确运用材料性能。历经数载,家具依存完好。如图1.9,唐代的案几、床塌、椅子,已经接近近代木工艺的
制作水平。到了明清时代,木工技艺已经广泛运用到建筑、交通工具、家具、农具、玩具领域。如图1.10,我国典型的明清家具的柜、床、桌、椅用料讲究,庄重大方,密丝合缝,坚实耐用。明清家具的风格和特征在世界家具史上也有着重要地位。
(2)传统木工艺之雕刻历史:
木雕艺术起源于新石器时代。距今七千多年前的浙江余姚河姆渡文化,已出现木雕鱼。秦汉两代木雕工艺趋于成熟,绘画、雕刻技术精致完美。如图1.11施彩木雕的出现,标志着古代木雕工艺已达到相当高的水平。唐代是木雕工艺也日趋完美,具有造型凝练、刀法熟练流畅、线条清晰明快的工艺特点,当时海内外
的杰出作品多出自唐朝。明清时代的木雕品题材,多见为以生活风俗、神话故事为背景的木雕产品。如图1.12清代的雕刻家具图案,装饰华丽、巧夺天工。
(3)国内现代木工艺现状:
通过对现代工业产品采用传统木工艺技术方法的调查研究,得知现代产品应用传统木工艺的技术方法甚少,有逐渐消失的趋势。古典家具的制作沿用着传统木工艺技法,但制作时间加长,批量化、标准化生产难度加大,木工艺技术方法的应用也逐渐减少。同时,还有部分手工艺爱好者也在坚持制作少量的木工产品,并进行木工艺的改良创新,但影响依然有限。在现代社会大生产背景下,传统木工艺的各种局限性使得现代木工艺得不到重视。长期以往,不仅传统优良的木工艺技术会走向衰落,而且木工艺的设计研究方法也会丢失,会逐渐形成了中华传统木工艺文化的遗失。
1.1.3传统木工艺的现代应用总结
第一,传统木工艺与仿生学、人机工程学理论方面的应用。在做新时代的家具家电设计,打造绿色低碳产品。如图1.13现代电子产品与自然传统的木工艺相结合,表面应用落壳仿生技艺处理。木质的坚硬、稳定,色泽的均匀细致与抗变形,还有一股木头的香味,让人有爱不释手的感觉。形成复古与科技两种特点共同体现的产品。如图1.14座椅设计,暗喻了盛开的花瓣形态,造型美观,工艺精巧。
第二,传统木工艺之榫卯结构在现代设计中的可拆卸拼接设计的应用。如下图1.15所示,该产品没有应用一根铁钉和螺丝,甚至没用木工胶水。以下产品是把传统的燕尾榫工艺极具创意地运用到现代家具设计当中,不使用胶水和钉子,就可以创造出各种造型的家具作品,就像小孩搭积木般简单,却又别具一格。 第三,传统木工艺之榫卯结构在新时代产品中的应用。增加木料产品的流线化生产模式,提高产品整体制作速度,保留传统木工技艺之榫卯结构。如图1.16就是一款居家地板的设计,以胶和木板为原料,以榫卯结构为基本连接方式。该木质地板为追求生活质量、追求健康环保的消费者提供高品质的服务。虎口榫锁扣系统是该方案的连接技术核心,它可以将地板连接为一个整体,在遇到应力变化时可以整体平移,抗拉、抗震。
第四,传统木工艺木料特性之抗弯、抗摔、弹性设计的创新应用。当受力很大时,木质产品会以局部变形来缓解压力,从而得到有效的支撑,延长了产品的使用寿命,增加了产品的安全性。如图1.17的木凳设计。                             
第五,传统木工艺之榫卯结构改良设计与情感设计的应用。如图1.18榫卯结构像卡片饼干一样相互吻合,形成一个整体,受力均匀合理,图案美观。
1.2 研究的意义
     中国传统木工艺历史悠久,几千年来始终保持着独具特色的民族风格。然而,在提倡可持续发展的今天,我们又该如何应用木工艺技术方法来体现民族的现代风格,需要我们进一步的探索研究。
首先,走绿色低碳路线是很好的选择。利用天然的木材和节约能源、绿色环保、制作科学的传统木工艺技术方法相结合,给人们提供了健康安全的生活方式,也符合设计的发展要求。同时,增加了现代人对产品的功能与情感需求的选择。
其次,造型美观、富有寓意的创新设计也随之现代人的文化品位的提高而得到重视。做出形态优美,造型独特的产品,给人亲近自然、舒爽放松的感觉,达到心理情感与之共鸣的效果。
最后,对传统木工艺技术与方法的研究,既保存了传统文化的精髓,又可以利用其方法做出新的特殊效果的创新设计。
1.3研究目的
本研究目的有三:
其一,复原传统木工艺,使得传统木工艺的技术方法得到保存与延续。
其二,探索工业设计与传统木工艺在新时代时期的技术方法的再利用。
其三,新时代木工艺产品在情感设计方面的探索研究。
1.4研究技术路线
1.4.1传统木工艺技术路线
1.4.2木工艺技术研究方法
本研究主要利用试行错误法,首先,工业设计产品严密推论不能解决全部问题。所以,应用试行错误的方法来弥补工业设计中的不足。然后,进行试做分析,找出制作中出现的问题,并寻求解决办法的途径。最后,总结方法,进行再次试做,形成循环方式。把每个问题都以此类推,成功的完成每一个步骤
1.4.3本研究的传统木工艺的设计原则
     第一,在进行传统木工艺的现代化时, 应充分保留设计所需要的传统风格或传统元素的外在特征。
    第二,改进传统木工艺,且新的技术方法要具备能实现高效生产的能力。
    第三,结构装配要简单快捷, 接合强度要高、刚性应好。
第四,固定式接合与拆装式接合结合使用,樟接合与连接件接合搭配使用, 在提高接合强度、减少接合步骤、减组合装体积等多个方面作综合优化选择。
1.4.4现代木工艺改良与应用方法总结
     第一,木工艺的改良可利用计算机模拟仿真技术和无损探伤技术,进行科学的木材料力学性能测试,使得传统的木工艺合理化。
第二,木工艺之榫卯结构的改良,我们可以通过一些机械刀头设计实现榫卯零部件机械化生产,使产品零部件标准化。这样大大简化了复杂的榫卯制作程序。
第三,木工艺之雕刻技术的创新应用。现代雕刻不仅可以手工雕刻,而且机械雕刻技术发展也较为成熟。加快机械雕刻的创新灵活制作是大量精致雕刻的主要方向。
1.4.5产品设计制作的研究
木工艺之榫卯结构的设计、落壳肌理的仿生、顶盖的暗喻设计及具体制作过程。从理论到实践,从设计概念到成品的流程是工业师研究的过程。材料性能的掌握与顺应材料特性的应用,经仔细研究,反复试验达到产品制作效果。
1.5研究的内容
研究的主要内容是传统木工艺的内在结构和外在表现效果两方面。榫卯结构的创新设计方面的应用和具体的制作流程。对榫卯本身凹凸之间的美妙结合和连接变化的寓意的理解。通过对家具、家电、保健、通讯等工业品设计概念的调查认识,做出符合现代工业需求的产品。
1.6研究重点
研究传统木工艺技术及制作工艺方法与木工艺在现代工业设计中产品造型肌理效果的创新应用。完成了一个产品从设计到制作的过程,研究其基本工序制作方法是重点。研究重点分析图1.21:
第2章 研究过程
2.1设计制作流程
第一,试行制作,对燕尾榫制作的研究。
第二,确定设计产品,绘制草图,综合设计创新点,确定设计方案。
第三,确定整个木盒的尺寸大小及榫卯结构的尺寸大小,并标注尺寸及设计特点。
第四,画出三视图,做出三维效果图,对产品有一个感性认识。
第五,选择木料。废旧木料的再利用,绿色低碳环保。选择薄厚均匀,上下面平整,纹理漂亮,表面干净,凹孔较少的木板。
第六,按照设计好的尺寸,在木板上划线。
第七,利用钢直尺和小刀配合来划出细缝。
第八,木料加工。先用手锯锯出大料(大料粗略计算,手锯较快,手感也好),后用弓锯锯小料(尤其榫卯结构的割据要误差较小)。
第九,刨平打磨木料,并用小刀辅助。
第十,拼接木盒。把木盒的各个部分组装成形,并继续修正打磨。
第十一,在结合端面涂上木工胶,木盒拼接成型,加上垫木板,用四个C型夹子(前后左右各夹两个)夹起来。搁置几天风干后,取下夹子和木板。
第十二,把木盒的每一个面用刨子刨平。缝隙的修补,利用楔子和木屑。
第十三,在木盒表面用凹槽刻刀挖出点状凹凸不平的花纹(不要留下原有表面纹理)。
第十四,用硬纸或抹布反复摩擦其各个表面后,在其表面用木工清漆喷洒或上石蜡打磨制作。
第十五,放置风干(不能暴晒和放置潮湿的地方)。
第十六,木工工具的保养。
摘  要    1
ABSTRACT    2
第1章 绪论    1
1.1 传统木工艺研究背景    1
1.1.1 国外传统木工艺在今天工业设计中的运用    1
1.1.2 中国传统木工艺历史与现状    4
1.1.3传统木工艺的现代应用总结    9
1.2 研究的意义    12
1.3研究目的    12
1.4研究技术路线    12
1.4.1传统木工艺技术路线    12
1.4.2木工艺技术研究方法    13
1.4.3本研究的传统木工艺的设计原则    13
1.4.4现代木工艺改良与应用方法总结    13
1.4.5产品设计制作的研究    13
1.5研究的内容    14
1.6研究重点    14
第2章 研究过程    15
2.1设计制作流程    15
2.2试行错误燕尾榫的制作研究    15
2.2.1标记燕尾头和插接头的肩部    15
2.2.2确定燕尾头的样式    16
2.2.3在靠近燕尾头的肩部处踢出斜槽    16
2.2.4锯切出燕尾头    16
2.2.5垂直凿切燕尾头的肩部    16
2.2.6修整燕尾头    17
2.2.7画出插接头的标记线    17
2.2.8画出插接头的肩部处剔出斜槽    17
2.2.9锯切出插接头及其肩部    17
2.2.10组装燕尾榫    17
2.2.11刨平末端    17
2.3草图设计    18
2.3.1 草图雏形设计    18
2.3.2草图顶盖设计    18
2.3.3草图尺寸设计    19
2.4设计目标    20
2.5虚拟模型    21
2.5.1 CAD二维图    21
2.5.2 3D建模    22
3.6材料选择    23
3.7 工具准备与制作过程    23
3.8制作问题总结    29
第3章 作品成型及分析    35
3.1实物作品效果图    35
3.1.1实物作品整体图    35
3.1.2实物作品细节图    35
3.2设计制作分析    37
3.2.1产品设计分析    37
3.2.2产品制作分析    38
第4章 总结    39
参考文献    40
致  谢    42

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好棒文