[摘 要]雕塑作為一種公共藝術(shù)產(chǎn)品，具有藝術(shù)性、歷史性、教育性和象征性等特點(diǎn)，常被用于環(huán)境美化、環(huán)境裝飾等領(lǐng)域。在雕塑精密鑄造中，藝術(shù)設(shè)計(jì)和工藝是兩個(gè)不可或缺的要素，不僅能夠保留原始雕塑的形象，還可以提高作品的質(zhì)量和耐久性。因此，主要對精密鑄造進(jìn)行概述，介紹雕塑精密鑄造的藝術(shù)設(shè)計(jì)流程，包括概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、泥塑原型、數(shù)字建模、鑄造準(zhǔn)備、鑄造工藝、表面處理、安裝驗(yàn)收，并從直接鑄造法、砂型鑄造法、壓鑄和壓延鑄造法角度分析鑄造工藝，探索雕塑精密鑄造中藝術(shù)設(shè)計(jì)的未來發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]雕塑；精密鑄造；藝術(shù)設(shè)計(jì)；鑄造工藝

[中圖分類號(hào)]J321 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-7556（2023）22-0039-03

本文文獻(xiàn)著錄格式：徐旻培.雕塑精密鑄造中藝術(shù)設(shè)計(jì)與工藝分析[J].天工，2023（22）：39-41.

雕塑是一種古老的藝術(shù)形式，其表現(xiàn)形式和制作方法隨著時(shí)代和技術(shù)的發(fā)展不斷演變。精密鑄造是一種現(xiàn)代化的鑄造工藝，具有高精度、高質(zhì)量的特點(diǎn)。將精密鑄造技術(shù)應(yīng)用于雕塑領(lǐng)域，可以大大提高雕塑的表現(xiàn)效果，同時(shí)為雕塑創(chuàng)作提供新的可能性。

一、精密鑄造概述

精密鑄造是一種高精度、高質(zhì)量的金屬鑄造技術(shù)，通過在模具中加熱和注入熔融金屬，使金屬在模具中凝固并形成所需的零件或產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的鑄造方法相比，精密鑄造具有更高的精度、更少的缺陷和更好的表面質(zhì)量[1]。

精密鑄造的過程包括模具制備、熔煉金屬、注入模具、凝固和冷卻、模具拆除和零件修整等步驟。其中，模具制備是關(guān)鍵步驟，要求模具具有高精度、高耐熱和高耐腐蝕性能。熔煉金屬需要控制合金成分和熔煉溫度，以確保金屬具有所需的力學(xué)性能和化學(xué)成分。注入模具時(shí)需要控制注入速度和壓力，以避免產(chǎn)生氣孔和缺陷。凝固和冷卻過程中需要控制溫度和冷卻速度，以獲得均勻的晶體結(jié)構(gòu)，減少應(yīng)力。模具拆除和零件修整是后續(xù)的處理步驟，包括去除模具殘留物、修整表面和進(jìn)行熱處理等[2]。

精密鑄造廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、醫(yī)療器械、電子設(shè)備等領(lǐng)域，制造出的產(chǎn)品具有復(fù)雜的形狀和精致的細(xì)節(jié)，能夠滿足用戶對尺寸精度、表面質(zhì)量和機(jī)械性能的高要求。然而，精密鑄造也面臨一些挑戰(zhàn)，如模具制備難度大、生產(chǎn)周期長、成本較高等。因此，不斷改進(jìn)和優(yōu)化精密鑄造技術(shù)，提高其生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一[3]。

二、雕塑精密鑄造中的藝術(shù)設(shè)計(jì)流程

（一）概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)是雕塑精密鑄造的關(guān)鍵一環(huán)，為后續(xù)精密鑄造實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)師要對作品進(jìn)行全面的考慮與分析，綜合分析作品的理念、風(fēng)格、大小、材質(zhì)等因素，確立作品的基本形態(tài)和結(jié)構(gòu)。概念設(shè)計(jì)不僅是雕塑精密鑄造的基礎(chǔ)，也是雕塑作品設(shè)計(jì)的起點(diǎn)和核心。設(shè)計(jì)師需要熟練掌握雕塑材料、雕塑形態(tài)、雕塑美學(xué)等知識(shí)，發(fā)揮自己的創(chuàng)意思維和想象力，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為具體的雕塑形態(tài)，并考慮到作品的實(shí)用性和可觀賞性[4]。在雕塑設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同環(huán)境和需求，可以分為以下幾類。

1.紀(jì)念性雕塑是以歷史事件、人物或文化為主題的雕塑，通過藝術(shù)的形式來表達(dá)對歷史或文化的尊重和紀(jì)念，通常被放置在公共場所或紀(jì)念館中，成為城市景觀的一部分。

2.裝飾性雕塑主要起到美化和裝飾環(huán)境的作用，通常被放置在公園、廣場、街道、建筑物等公共空間中，為人們提供視覺享受。

3.陳列性雕塑是以藝術(shù)品的形式展示出來，通過展示不同風(fēng)格、流派和材質(zhì)的雕塑作品來豐富人們的生活，開闊文化視野，通常被放置在博物館、藝術(shù)館、畫廊等場所中，供人欣賞與探討。

4.主題性雕塑是以某個(gè)主題或事件為主題的雕塑，通過藝術(shù)的形式來表達(dá)對社會(huì)問題的關(guān)注或思考，通常被放置在公共場所或城市中心，成為人們討論和思考的話題。

5.功能性雕塑不僅具有裝飾作用，還具有一定的實(shí)用功能，通常被放置在公共場所或建筑物中，為人們提供休息、交流或娛樂的空間[5]。

（二）方案設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)是雕塑精密鑄造的中期階段，基于概念和初步方案，進(jìn)一步細(xì)化為更具實(shí)時(shí)性和明確性的設(shè)計(jì)方案[6]。在方案設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)師需要對作品進(jìn)行細(xì)化，詳細(xì)分析和設(shè)計(jì)作品的各個(gè)元素，包括形狀、尺寸、顏色、材質(zhì)等。一方面，根據(jù)初步工藝分析和需求預(yù)測，制定出合理的工藝流程，如鑄造方法、材料和表面處理方法等；另一方面，要綜合考慮作品的安裝環(huán)境，了解安裝位置尺寸、承重能力、周圍環(huán)境等，從而制定出可行的設(shè)計(jì)方案。

（三）泥塑原型

泥塑原型是雕塑精密鑄造的初始形態(tài)，是從設(shè)計(jì)到實(shí)物制作的重要橋梁，也是決定最終成型工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，通過泥塑工藝，可以獲得滿足藝術(shù)需求的形態(tài)和質(zhì)感。在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)師需要將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為具體的泥塑原型，為后續(xù)的鑄造提供參照。不同的泥塑材料有著不同的特征，如穩(wěn)定性、耐用性、可塑性，設(shè)計(jì)師要結(jié)合雕塑作品的用途、展示環(huán)境、預(yù)算等因素，選擇合適的泥塑材料，之后精準(zhǔn)復(fù)制設(shè)計(jì)方案中的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出設(shè)計(jì)方案中的所有元素和細(xì)節(jié)[7]。例如，鑄銅雕塑、泥塑模型可以使用石膏或硅膠材料。此外，在制作泥塑原型時(shí)，設(shè)計(jì)師還要考慮雕塑作品的質(zhì)感和色彩，適當(dāng)調(diào)整泥塑材料配比，模擬出設(shè)計(jì)方案的質(zhì)感效果，并對不滿意或不完善的部分進(jìn)行調(diào)整，確保雕塑作品在視覺效果和工藝方面都能達(dá)到最佳狀態(tài)。

（四）數(shù)字建模

數(shù)字建模是雕塑精密鑄造的重要環(huán)節(jié)，主要利用數(shù)字化技術(shù)，將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為可用三維模型，可以避免過多的人工干預(yù)，設(shè)計(jì)師可以在虛擬環(huán)境中準(zhǔn)確地表達(dá)和修改設(shè)計(jì)想法，減少后期對實(shí)體材料的浪費(fèi)，同時(shí)提升工作效率，確保成型工藝的準(zhǔn)確性和質(zhì)量。在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)師需要利用專業(yè)的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)字建模，對模型進(jìn)行精確的調(diào)整和細(xì)節(jié)處理，如AutoCAD、SolidWorks、Fusion 360、SketchUp等，這些軟件具有強(qiáng)大的建模功能，能夠滿足雕塑精密鑄造從簡單到復(fù)雜的各種需求。設(shè)計(jì)師在數(shù)字建模的過程中，首先需要根據(jù)概念設(shè)計(jì)的要求構(gòu)建出粗略的三維模型，重點(diǎn)關(guān)注模型的輪廓、尺寸和大致形態(tài)[8]。之后，再逐步對模型進(jìn)行精細(xì)化和精確化處理，對模型的表面質(zhì)感、色彩、光照效果等進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。另外，數(shù)字建模還可以對模型進(jìn)行模擬裝配，檢查各部件之間是否存在干涉、間隙等問題，以便在實(shí)際制作前發(fā)現(xiàn)問題并加以解決。

（五）鑄造準(zhǔn)備

鑄造準(zhǔn)備是雕塑精密鑄造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括原材料的選擇、工藝參數(shù)的設(shè)置、模具的準(zhǔn)備等。為了獲得高質(zhì)量的鑄件，需要選擇具有適宜強(qiáng)度、耐腐蝕性和美觀性的原材料，同時(shí)根據(jù)鑄造工藝的要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和制造。在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)師需要與材料工程師和鑄造師緊密合作，確保鑄造的可行性和鑄件的質(zhì)量。

（六）鑄造工藝

鑄造工藝是雕塑精密鑄造的核心工藝，包括一系列復(fù)雜的步驟與操作，可以將原材料轉(zhuǎn)化為具有一定形狀和尺寸的固體。

首先，根據(jù)雕塑的形狀和尺寸，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臐沧⑾到y(tǒng)。澆注系統(tǒng)包括澆口、澆桿和冒口等組成部分。設(shè)計(jì)師需要考慮到鑄件的形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及金屬液體的流動(dòng)性，合理安排澆注系統(tǒng)，以保證金屬液體順利流入整個(gè)雕塑的各個(gè)部分。

其次，根據(jù)雕塑的復(fù)雜程度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定合適的澆注順序。復(fù)雜的雕塑作品可能需要分多個(gè)步驟進(jìn)行鑄造，每個(gè)步驟澆注一部分，并在每個(gè)步驟之間進(jìn)行冷卻和處理。設(shè)計(jì)師需要與鑄造師合作，制定出最佳的澆注順序，以確保鑄件的質(zhì)量和完整性。

再次，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，制備適合的砂型或石膏模型。對于小型雕塑作品，常用的方法是采用砂型鑄造，通過將模具填充砂漿或砂型材料來制備砂型。對于大型雕塑作品，可以使用石膏模型，通過將石膏倒模來制備模具。設(shè)計(jì)師需要與鑄造師緊密合作，確保模具的準(zhǔn)確性和可靠性。

最后，根據(jù)所選擇的鑄造工藝和材料特性，確定適當(dāng)?shù)蔫T造參數(shù)，如熔煉溫度、澆注溫度、冷卻速度等。設(shè)計(jì)師需要與鑄造師合作，確保鑄造參數(shù)的準(zhǔn)確性和可控性，以獲得高質(zhì)量的鑄件。

（七）表面處理

表面處理是雕塑精密鑄造的后續(xù)工藝，包括打磨、拋光、清洗等步驟，可以獲得更加光滑和整潔的表面效果。在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)師需要與表面處理工程師合作，選擇合適的處理方法和技術(shù)，使鑄件表面達(dá)到預(yù)期的外觀效果。一是設(shè)計(jì)師需要確定打磨的部位和程度，根據(jù)雕塑的材質(zhì)和設(shè)計(jì)要求，選擇合適的打磨工具和研磨材料，對鑄件表面進(jìn)行粗糙度處理，去除毛刺和凹凸不平的部分，以使表面更加光滑、均勻，并為后續(xù)的拋光和鍍膜等處理做好準(zhǔn)備。二是在打磨完成后，設(shè)計(jì)師需要確定進(jìn)行拋光的部位和程度。由于拋光可以進(jìn)一步提高鑄件表面的光澤度和平滑度，設(shè)計(jì)師需根據(jù)雕塑的材質(zhì)和設(shè)計(jì)要求，選擇合適的拋光工具和材料，對鑄件表面進(jìn)行細(xì)致的拋光處理，以使表面更加光滑、亮麗，并減少表面的粗糙度和不均勻性。三是在拋光完成后，設(shè)計(jì)師需要與表面處理工程師合作，選擇適當(dāng)?shù)那逑捶椒ê颓逑磩瑢﹁T件進(jìn)行清洗。清洗可以去除表面的污垢、油脂和殘留物，使表面更加干凈，并具有較強(qiáng)的附著力，以便進(jìn)行后續(xù)的涂裝或鍍膜等處理。四是根據(jù)雕塑的具體要求，設(shè)計(jì)師還可以選擇其他表面處理方法，如噴砂、電鍍、噴涂等，進(jìn)一步改變鑄件表面的紋理、色彩和質(zhì)感，以實(shí)現(xiàn)特定的藝術(shù)效果。

（八）安裝驗(yàn)收

安裝驗(yàn)收是雕塑精密鑄造的后續(xù)工藝之一，包括組裝、焊接、檢驗(yàn)等步驟，可以確保成品的質(zhì)量和安全性。在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)師需要與安裝工程師和質(zhì)檢員合作，確保雕塑作品安裝牢固、質(zhì)量合格，并對其進(jìn)行必要的維護(hù)和保養(yǎng)。

三、雕塑精密鑄造中的工藝分析

在當(dāng)前的雕塑生產(chǎn)過程中，精密鑄造工藝技術(shù)運(yùn)用十分廣泛，通過復(fù)雜步驟將原材料轉(zhuǎn)化為具有特定形狀和尺寸的固體藝術(shù)品，并按照鑄造方法的不同，讓各種鑄造雕塑呈現(xiàn)出不同的質(zhì)量、性能與風(fēng)格。

（一）直接鑄造法

這是一種常見的鑄造工藝，適用于多種類型的雕塑作品，能夠直接將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為鑄件，減少中間環(huán)節(jié)可能造成的誤差和損失。具體而言，直接鑄造法需要將模具作為造型材料，將已經(jīng)準(zhǔn)備好的液態(tài)金屬直接倒入模具中，等待金屬凝固之后就能得到所需要的鑄件。在制造模具時(shí)，通常應(yīng)用高分子材料或石蠟等易于加工的材料塑造原型，然后根據(jù)原型制作出耐高溫的模具。但是需要注意的是，鑄件質(zhì)量會(huì)受到模具材料性質(zhì)、澆注溫度的影響，對鑄造工藝和管理要求較高。

（二）砂型鑄造法

這是一種傳統(tǒng)且常見的鑄造工藝，主要采用砂作為造型材料，制作出鑄型的形狀和效果，然后澆注金屬液體得到鑄件，適用于復(fù)雜度高、精細(xì)度較高的鑄件。具體而言，利用模具或手工制作出砂型，將砂型置于型砂中填埋，形成完整的鑄型，然后澆注金屬液體，等待凝固后取出鑄件。需要注意的是，由于砂具有流動(dòng)性較差、強(qiáng)度不高等特點(diǎn)，制作出的鑄型精度和穩(wěn)定性可能會(huì)受到一定的影響，后續(xù)需要進(jìn)一步對鑄件進(jìn)行修補(bǔ)、打磨。

（三）壓鑄和壓延鑄造法

這是一種采用高壓射流將液態(tài)金屬注入模具并凝固成型的工藝方法，壓鑄適用于小件雕塑作品的生產(chǎn)，壓延適用于具有連續(xù)平板結(jié)構(gòu)的雕塑作品的生產(chǎn)。壓鑄法具有高效率、高精度和高表面質(zhì)量等特點(diǎn)，可以制造出形狀更加復(fù)雜的雕塑作品，在高壓作用下，液態(tài)金屬會(huì)快速填充模具型腔，并凝固成型。由于高壓射流的作用，金屬會(huì)在短時(shí)間內(nèi)凝固，以此得到形狀復(fù)雜、壁薄的鑄件。壓延法是將金屬液澆注入具有連續(xù)平面結(jié)構(gòu)的模具中，如壁畫、浮雕等，在重力作用下，金屬液延展鋪開并凝固成型，通過調(diào)整模具結(jié)構(gòu)和澆注工藝參數(shù)，可以控制金屬液的凝固速度和表面質(zhì)量，進(jìn)而獲得高質(zhì)量的平板雕塑作品。

四、雕塑精密鑄造中藝術(shù)設(shè)計(jì)的未來發(fā)展

在雕塑精密鑄造中，藝術(shù)設(shè)計(jì)是重要一環(huán)，隨著科技發(fā)展和人們審美觀念的提升，雕塑藝術(shù)設(shè)計(jì)有著廣闊的發(fā)展前景。由于人們審美的多元化和個(gè)性化，雕塑藝術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)注重定制化，從而滿足不同人群的個(gè)性化需求。同時(shí)，未來雕塑藝術(shù)設(shè)計(jì)將更加注重技術(shù)和材料的運(yùn)用。例如，3D打印技術(shù)和新材料的研發(fā)，都能夠?yàn)榈袼芩囆g(shù)設(shè)計(jì)帶來更多的可能性，讓其更加精準(zhǔn)、高效和環(huán)保，并且與環(huán)境、建筑有機(jī)結(jié)合，改善人們的生活環(huán)境和居住條件，以實(shí)現(xiàn)藝術(shù)和生活的和諧共存。此外，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場的擴(kuò)大，雕塑藝術(shù)設(shè)計(jì)的商業(yè)化趨勢會(huì)更加明顯，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師需要更多地考慮市場需求和商業(yè)價(jià)值，以適應(yīng)市場變化和發(fā)展。

五、結(jié)束語

雕塑精密鑄造是一種融合機(jī)械與手工技藝的藝術(shù)形式，具有很高的藝術(shù)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值，通過深度了解雕塑精密鑄造的藝術(shù)設(shè)計(jì)、工藝流程、材料與特征以及質(zhì)量控制等內(nèi)容，可以提升設(shè)計(jì)師對雕塑精密鑄造藝術(shù)價(jià)值的認(rèn)識(shí)。在未來的發(fā)展中，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新與完善，雕塑精密鑄造能繼續(xù)發(fā)揮其獨(dú)特的藝術(shù)魅力，為人們的生活帶來更多美好的體驗(yàn)。

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