【独家探秘】LCD设计实验室：3D打印建筑的古典新玩法
《3D打印世界》讯/ 1月10日，以“设计之变”为主题的2016年上海艺术设计展在上海西岸艺术中心盛大开幕，一件由LCD设计实验室（Laboratory for Creative Design）创作的“墨荷Black Lotus”作品正酝酿着一场精彩的亮相。将张大千笔下的神来之笔，用新科技的手段重新演绎，LCD设计实验室似乎让我们看到了3D打印建筑的无限想象。
《3D打印世界》为此专访了LCD设计团队带头人、清华大学建筑学院于雷博士，为读者首度揭秘3D打印“墨荷Black Lotus”背后的故事。
LCD设计团队合照
邂逅“墨荷”
“墨荷 Black Lotus”是LCD设计实验室为上海设计双年展设计并建造的一个Pavilion装置，它通过空间打印的方式，以碳纤维作为材料（墨线），以机械臂作为画笔，在三维空间里勾画出一幅现代的三维水墨画。
“墨荷”设计概念图
墨荷为江南常见，花色墨紫，平瓣内曲，日晒叶展，花开色紫中透墨，黄色花心外露。加以绿叶衬托，犹如墨色荷花亭亭站立墨池。于是墨荷为江南文人所爱而入画。古有八大山人的墨荷艺术独步古今，以笔墨取胜；后有国画大师张大千，1945年6月完成一幅四屏丈二墨荷，创下了历代水墨画荷花之尺幅记录。作为一次设计创新的大胆尝试，如何以“新笔”和新材料新技术入画？如何衔接四百年前江南文人之意趣，通过现代的手段来创新和还原？如何使得二维纸面之画跃动到三维空间，成为新的体验？以下为访问实录。
《3D打印世界》：请简单介绍一下“墨荷Black Lotus”的创作团队和创作背景。
于雷：LCD设计实验室是一个开放性的学术研究平台，此次的作品“墨荷”也只是我们的研究内容之一，因为我们之前在北京设计周和上海DADA展上我们都做过一些三维打印和机器人建造内容的展示。比如VULCAN (火山) 3D打印Pavilion装置， 打破了吉尼斯纪录，成为世界最大的3D打印建筑结构。数字建造是我们团队的主要研究方向之一。
“墨荷”这个项目是一个综合性的项目，结合机器人技术和3D打印技术，以及建筑学上的结构性能优化，还有一些数学算法、材料学研究、几何学研究方面的原理。这个项目还在进行中，我们的理念是在展览过程中进行建造，而不是像其他项目在展览中已经是一个成品的方式。
2015北京国际设计周获吉尼斯记录的大型3D打印装置VULCAN
《3D打印世界》：您能介绍一下“墨荷Black Lotus”的设计理念和灵感来源吗？
于雷：Black Lotus的意向来自于荷叶，及荷叶的支撑和叶脉结构。这可以说是一种自然现象，“荷叶”在我们专业上就是一个单点支撑、悬挑结构，它就是靠一根茎向上蔓延，蔓延的结构逻辑是抵抗地球引力，生长方向符合力学要求，和建筑学方向上的结构概念是非常相似的。生物形态和建筑结构形态两种理念结合，生成了“墨荷”这一个主题。
“墨荷”跨越了两个时代——张大千时代使用笔来作画，我们使用机械臂和3D打印来作画，我们觉得这是一种新的表达方式，可以用黑色的材料来响应传统文化中的水墨画，同时也是一种新的现代技术和艺术的表达。
三维打印技术目前在大尺度复杂空间的营造中很少有人问津。人们所理解的三维打印产物往往拘泥于一些摆件或者小日用品。LCD的设计师们在新的设计技术和建造技术的支持下，希望对三维打印技术有进一步的创新应用。
《3D打印世界》：“墨荷Black Lotus”这个作品的具体创作过程是怎样的？期间遇到和攻克了哪些难题？
于雷：这个作品其实是我们之前在北京设计周展出的VULCAN和蚕丝混凝土艺术装置的作品创意的一种延续，通过力学、空间、几何、数学算法结合在一起的一种设计方法。这次我们是带着一种挑战技术的心态进行的创作，机器人、空间和3D打印如今在全世界很多设计团队攻克的一个难题，我们在这个方面目前已经有了大约两年时间的积累，此次想要通过这次机会去挑战一下这个难题。
它的挑战在于，如何在回响古老水墨意向的同时，通过精准的控制，数字编码，设定机械臂移动的路径，如同画笔随时间的游走，不断的填充勾勒出Pavilion的形态。路径控制的难点，还在于必须事先考虑设定好结构的受力次序，使得整个形态通过一个生长的方式敞开。它包括了一些纯技术上的应用，比如机械臂空间轨迹的规划，这是非常难的，我们用人手可以进行一些智能性的判断和一种经验性的判断，但是利用机器人则不具备智能性，所以要在程序上对一些实际情况进行预判，尤其我们使用三维立体的这种生成方法，有机器人的机器手，要避免和已经完成的部分产生碰撞，这个过程要在一种非常严谨的程序下才能够得以实现，这是难点之一。另外，3D打印的材料、固化、连接等基本要素要纳入考虑，所谓的机器人空间打印，其实是一种新的生成方式，我们这样来进行制作，不再是一种平面性的累积，而是一种空间性的生长。
《3D打印世界》：此次在2016年上海艺术设计周进行展示您有什么期待？
于雷：原本预计的是在上海艺术设计展搭建完整的作品，但是结果只是打印了根茎部分。我们设计的“Black Lotus”平面呈现荷叶状的类圆形，直径8米，高5米。由于当时现场条件不太具备，好多零配件没有及时到位，在设计周开幕的时候只是演示了机器人的手臂动作。我们准备在北京继续制作墨荷的零件，主要是网络部分，就是空间打印的部分。
我们会陆陆续续地在北京这边生成，在上海进行组装。因为这个展览时间比较长，到3月份才会结束，我们希望观众能看到“墨荷”这个作品是如何具体生成的。我们希望将这种随时间生长的方式作为实时打印装配的过程表演，成为上海设计双年展的一个吸引公众参与、体验的活动。
《3D打印世界》：您对利用3D打印进行艺术设计创作有什么看法？是否会延续这种3D打印制作的概念，去创作其他一些作品？
于雷：3D打印追求快速生成，比传统生成速度要快但是还是先对较慢，动辄好几天。我们希望能快地设计成型，这种想法主要以空间组织结构为前提，它对大尺度、大的构建来说是非常有意义的，这是我们建筑学对3D打印更感兴趣的一个方向。很少有机器能够做到这么大尺度的3D打印，成本价格也会很高，所以我们把这个概念植入到机械臂的运用当中，利用近期人空间操作的精准性来达到3D打印和建筑、工业相结合的一个领域。对实际生产也是一个很好的借鉴。我们希望作出更多更大尺度、更丰富的一些作品。设计圈对这种比较新颖和具有挑战性的项目在产业转型、未来发展、工业设计方面的优势都有迅速的反应。
设计团队简介
LCD设计实验室，UTSC（中国科学技术大学）
团队成员：于雷、徐丰、刘利刚、刘中远、肖赛、黄一江、宋果鲜、赵紫融、马逸东
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