何采奕，劉燦明，王云儀，莫宇

UV滴膠模擬水立體形態(tài)的工藝及其在設(shè)計中的應(yīng)用

何采奕，劉燦明*，王云儀，莫宇

（東華大學(xué)，上海 200051）

從材料創(chuàng)新角度出發(fā)，利用UV滴膠與水質(zhì)感的相似性，模擬水的立體形態(tài)和色彩，探索UV滴膠模擬水形態(tài)的工藝技巧和設(shè)計應(yīng)用。復(fù)習(xí)文獻(xiàn)并借助實驗熟悉UV滴膠的材料特性，采用滴膠自由造型的方式，分別加入色精、粉末與織物對水的形態(tài)進行實驗?zāi)M，根據(jù)實驗效果，探討UV滴膠在設(shè)計中的應(yīng)用途徑和方式。實驗采用的UV滴膠自由造型方式能夠模擬水的形態(tài)；在滴膠造型過程中加入色精與粉末，可模擬水的色彩；在UV滴膠模擬水的形態(tài)（如波浪和冰柱）、肌理（如水泡和水波）和色彩的基礎(chǔ)上，獲得滴膠與織物結(jié)合的5種方式，滴膠定型褶裥面料或鏤空面料、條狀面料、片狀面料、碎屑狀面料填入滴膠。UV滴膠在以水為主題的設(shè)計中呈現(xiàn)出立體、新穎的視覺效果，拓展了新型材料在設(shè)計中的應(yīng)用，可為相關(guān)設(shè)計提供創(chuàng)新思路和工藝參考。

UV滴膠；設(shè)計應(yīng)用；水；模擬

水擁有豐富的文化內(nèi)涵，是設(shè)計中傳承悠久的表現(xiàn)主題之一。目前，學(xué)術(shù)界對水主題的表現(xiàn)形式主要集中在傳統(tǒng)水紋方面，以水的平面化圖案、紋樣為主要研究對象，而水的立體化表現(xiàn)的研究與設(shè)計仍在探索創(chuàng)新中。設(shè)計發(fā)展需要新材料的出現(xiàn)，材料直接影響設(shè)計的表述，設(shè)計師對材料的選擇與創(chuàng)新應(yīng)用是一種互相推動的行為[1]。近年來，一些設(shè)計師采用與水的質(zhì)感類似的新型材料，諸如環(huán)氧樹脂、塑料、有機玻璃等來表現(xiàn)“水”的主題，實現(xiàn)更具沖擊力的立體視覺效果。UV滴膠具有良好的水感效果，便于立體造型，本文將水的立體形態(tài)與質(zhì)感表達(dá)作為設(shè)計與研究的目標(biāo)，突出表現(xiàn)水的立體視覺效果，探索UV滴膠模擬水形態(tài)的工藝技術(shù)方法及應(yīng)用于設(shè)計的可能性。

1 水的文化內(nèi)涵與表現(xiàn)形式

水是自然之物，與人的生存息息相關(guān)，人類很早就對水產(chǎn)生了認(rèn)知，我國出土的原始社會陶器上即已出現(xiàn)水紋裝飾[2]。隨著社會發(fā)展，水的概念由物質(zhì)上升到精神層面。農(nóng)耕時代以來的原始宗教，將自然界中水的神秘力量和水神作為崇拜對象，基本內(nèi)涵是水生萬物、水神司雨水，以祈求風(fēng)調(diào)雨順[3]。道家思想創(chuàng)始人老子在《道德經(jīng)》中有“上善若水，水善利萬物而不爭”之句，表示善良之人，品行如水，能澤萬物而不圖回報。中國古代哲學(xué)家將水視為萬物形成及相互關(guān)系的5種元素之一，水的循環(huán)往復(fù)、生生不息已成為生命的象征[4]。無論是早期對水圖騰的敬畏或是后來對水文化的崇敬，水的精神內(nèi)涵延續(xù)至今，是表達(dá)民族旨趣的重要元素之一[3]。

水紋樣是水形態(tài)平面化的表現(xiàn)，其背后有著豐富的人文背景，既體現(xiàn)了古人對自然的觀察結(jié)果，也蘊含古今傳承的哲學(xué)觀念[5]。水紋作為我國最早出現(xiàn)的紋樣之一，從抽象古樸到舒展清晰，各個時期的水紋都有時代的特征[6]。起始于原始社會的水紋，發(fā)展于商周，鼎盛于明清，表達(dá)著“富、貴、壽、喜”的吉祥寓意，常被用作工藝品、家具、建筑、服飾的圖案裝飾[7]。各朝各代的代表性水紋包括史前波狀紋、商周圓渦紋、秦漢流云紋、唐宋元時期的波濤紋及明清的海水江崖紋等[5]。新疆出土的唐代鞋履，其表面就有平面化鱗狀水波紋圖案[8]。唐代以后，織物中水紋演變?yōu)榍y、落花流水紋與海水江崖紋，其中海水江崖紋作為明清官服紋樣，亦是皇家服飾上不可或缺的構(gòu)成部分，各種形態(tài)的水紋，或用作表達(dá)特定的理念，或作為文化傳承的符號，已成為我國悠久歷史文化的重要圖案標(biāo)志[9]，部分水紋圖案見圖1。

圖1 部分水紋裝飾圖案

2 UV滴膠的原理與介紹

水主題在紋樣方面已有豐富的表現(xiàn)形式，為實現(xiàn)非平面圖案的效果，選用質(zhì)感與水相似的UV硬膠滴膠作為研究材料，探索其模仿水立體形態(tài)和色彩的工藝技術(shù)，豐富設(shè)計中水主題的表現(xiàn)形式。滴膠的常用制作材料包括兩類：AB膠或UV膠。AB膠是兩液混合硬化膠，又名水晶滴膠，由A膠與B膠即環(huán)氧樹脂和固化劑組成，一般用于工業(yè)生產(chǎn)[10]。UV膠又名無影膠，是通過紫外線照射固化的膠水，1960年被國外期刊首次報道后，UV膠作為一種新型材料被廣泛應(yīng)用于高科技產(chǎn)品、電子部件及日用品領(lǐng)域[11]。早期滴膠的制作材料僅有AB膠，有軟性膠和硬性膠兩種類型[12]。近年來，UV膠也發(fā)展為滴膠制作的材料，亦有軟膠與硬膠之分，滴膠通常也會作為AB膠和UV膠的代稱。滴膠的硬膠和軟膠成品差異大，硬膠制品質(zhì)硬，不易變形，較尖銳，光澤感強，具有晶瑩剔透且耐水的特點；軟膠制品具有一定彈性，外觀與橡膠相似，可以切割，光澤感弱。隨著滴膠的問世，經(jīng)過幾十年發(fā)展，UV膠和AB膠已從工業(yè)原料發(fā)展到服飾品、藝術(shù)品、標(biāo)本制作等領(lǐng)域。

未固化的UV膠和AB膠在外觀上無差異，均為無色透明的膠水，兩者最明顯的差別在于固化方式，UV膠是紫外線固化膠水，固化時需使用紫外線光源（例如紫外線光療儀、紫外線手電筒、陽光等）進行照射。UV膠的固化耗時較少，通常只需要幾分鐘。AB膠固化方法是將A膠和B膠按一定重量比（3∶1）或體積比（1∶1或2.5∶1）混合后靜置，待其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)至固化[13]。AB膠易受調(diào)膠比例、環(huán)境和溫度的影響，固化時間通常幾個小時至十幾個小時[14]。因此，相較于AB膠，UV滴膠具有固化容易、操作簡便、塑形快速的特點。

3 UV滴膠呈現(xiàn)“水立體形態(tài)”的工藝研究

基于上文對滴膠特性的分析，選用固化快速、易于造型的UV硬膠（以下簡稱滴膠）作為研究材料，分別對水的立體形態(tài)和色彩兩個方面進行模擬實驗，模擬實踐路徑見圖2。

圖2 UV滴膠的設(shè)計實踐路徑

3.1 UV滴膠對水形態(tài)的模擬

水通常具有晶瑩、透亮、輕盈、純凈的特點，UV滴膠透亮的質(zhì)感與水的質(zhì)感相似。通過實驗設(shè)計結(jié)合文獻(xiàn)可知，水的形態(tài)模擬方法可分為模具造型和自由造型兩類。模具造型是滴膠造型的常見方式，簡單快速，只需購買或制作所需形狀的硅膠模具即可，容易實現(xiàn)量產(chǎn)。不足之處是模具造型的成品效果呆板，較為粗糙，對比圖3a所示自然界中變化豐富的水波，圖3b的模具水波缺少精細(xì)度與隨機性。

圖3 自然水波與模具造型擬水的對比

滴膠的塑造除了使用模具，還可借助其他輔助材料進行自由造型。輔助材料通常選用比滴膠黏度低且紫外線能夠穿透的塑料、硅膠等。模擬冰柱需使用透明的薄塑料紙輔助，將塑料紙卷成漏斗形，倒入UV滴膠，紫外線燈照射3～5 min，使其凝固，樣品見圖4b，呈現(xiàn)出晶瑩剔透且尖銳的特點，與圖4a自然界的冰柱形態(tài)一致；模擬水的瞬時流動則借助塑料瓶，翻轉(zhuǎn)倒入滴膠的塑料瓶，迅速用紫外線燈照射，滴膠在自然流動的過程中逐漸固化，分離兩者后，滴膠成品將保持自然流動的瞬時形態(tài)（見圖4c～d）。

滴膠自由造型亦可模擬水的各種肌理，根據(jù)圖5a的氣泡肌理與圖5c的水波肌理進行模擬實驗。氣泡肌理系空氣存留于滴膠中形成，將滴膠倒在兩層塑料紙中間擠壓，灌入空氣，滴膠產(chǎn)生大小不一的氣泡，或在滴膠倒出容器前搖晃容器，使空氣混入滴膠。固化有空氣混入的滴膠，可將氣泡作為肌理封存于滴膠中，見圖5b；水波肌理的實現(xiàn)同樣需要塑料紙輔助，將塑料紙折出隨機褶皺，平鋪于桌面上倒入滴膠，上下翻轉(zhuǎn)，滴膠自由流動擴散，紫外線照射凝固，分離滴膠片與塑料紙，滴膠樣品肌理波紋起伏、波光粼粼，見圖5d。

自由造型制作的滴膠成品形狀隨意、不規(guī)則、不對稱，成品表面受輔助工具及材料的影響，形成變化萬千的形態(tài)或肌理，可模擬流水亦可模擬堅冰，能模擬水波也能模擬海浪，有極高的可塑性。UV滴膠快速固化的特點，還能模擬水的多種瞬時狀態(tài)，具有寬泛的設(shè)計創(chuàng)作空間。

圖4 自由造型模擬水的形態(tài)

圖5 自由造型模擬水的肌理

3.2 UV滴膠對水色彩的模擬

受環(huán)境影響，江河、湖泊、冰川、海洋等水形態(tài)呈現(xiàn)出不同的色彩特征，主要包括無色、藍(lán)、綠、白等顏色，對滴膠著色或加入其他有色物質(zhì)可模擬自然界中水的色彩。

1）色精著色。色精是金屬絡(luò)合染料，也稱透明染料，色彩品類多，著色操作簡單，是滴膠的基礎(chǔ)著色方法。著色時，將色精滴入透明滴膠中攪拌均勻，固化的樣品色彩分布統(tǒng)一、勻稱。還可將透明的滴膠倒出后加入色精，用勺子對其攪拌，樣品色彩分布不均，會保留攪拌產(chǎn)生的隨機紋理，色精著色的滴膠樣品還原了溪水的色彩效果（見圖6a～b）。

圖6 UV滴膠對水色彩的模擬

2）粉末著色。加入有色粉末，與水在自然界中受環(huán)境或雜質(zhì)影響而顯色的原理一致。本文嘗試了金粉和夜光粉兩種著色物質(zhì)。金粉自身有光澤，色彩純度高，加入滴膠后色彩效果明顯，模擬出水面的閃光（見圖6c～d）；但如投料過量，則會導(dǎo)致滴膠透明度下降。因此，在添加的過程中，需要隨時評價金粉分布的美觀性，不同品質(zhì)的金粉，在質(zhì)感與色彩方面存在差異，直接影響滴膠成品的色澤。

夜光粉與金粉效果相反，將夜光粉不均勻地抖落在滴膠上進行攪拌，會直接降低滴膠的透明度和光澤，固化的成品效果如同云霧的混沌和朦朧（見圖6e～f）。夜光粉還有變色特性，加入夜光粉的滴膠成品顏色會隨著光線的變化而變化，在陽光下變色效果見圖6g。

4 UV滴膠與紡織面料結(jié)合的工藝研究

質(zhì)感是材料主觀設(shè)計特性的重要組成部分，人的知覺從材料表面特征獲得信息，這種信息影響消費者的主觀體驗，多種質(zhì)感組合應(yīng)用能夠產(chǎn)生內(nèi)涵更豐富的復(fù)合質(zhì)感，利于形成不同尋常的設(shè)計效果[15]。為了獲取更新穎的視覺效果，將滴膠與紡織面料結(jié)合，探索UV滴膠的更多使用途徑。本研究根據(jù)水的形態(tài)特點，選擇既能模擬水的輕盈、又能模擬冰的堅硬且可塑性強的紗類面料，包括雪紡、歐根紗、網(wǎng)紗共3類紡織材料與滴膠結(jié)合，進行效果實驗。結(jié)果顯示，采用以下兩種方法可獲得滿意的水模擬效果：一是以面料為主體，通過滴膠固定面料瞬間產(chǎn)生的褶皺堆積、鏤空等肌理；二是以滴膠為主體，將條狀、片狀、碎屑狀面料填充其中。

4.1 面料為主、滴膠為輔的結(jié)合

1）褶裥面料的定型。壓褶歐根紗和壓褶網(wǎng)紗質(zhì)感差異大，分別實驗兩者與滴膠結(jié)合的視覺效果。首先壓褶歐根紗質(zhì)地較軟，褶裥整齊，線性效果明顯，制作時將滴膠均勻附著于歐根紗表面，定型此時面料的起伏及褶皺狀態(tài)，紫外線照射凝固，樣品達(dá)到水流的瞬間效果（見圖7a～b）；壓褶網(wǎng)紗的褶裥蓬松，質(zhì)地較硬，制作時將滴膠呈扇形倒在塑料紙上，將壓褶的網(wǎng)紗按滴膠的扇形輪廓放置，在網(wǎng)紗上隨機灑落滴膠輔助定型，滴膠固化后的網(wǎng)紗呈現(xiàn)擴散狀態(tài)，修剪網(wǎng)紗邊緣得到最終樣品效果，模擬水花飛濺的狀態(tài)（見圖7c～d）。

2）鏤空面料的定型。自然界中的冰裂有隨機分割的線狀特征如圖7e，因此選擇線條清晰的鏤空面料進行水紋模擬實驗。將面料放置于塑料紙上，倒入滴膠，滴膠在面料的空隙中擴散，紫外線固化后，滴膠分布隨機，樣品（見圖7f）呈現(xiàn)不規(guī)則的反光，面料與滴膠形成質(zhì)感對比。不足之處是，此款鏤空面料的紋路線條變化少，精細(xì)度仍待提升。

圖7 面料為主、滴膠為輔的結(jié)合方式

上述兩類實驗顯示：滴膠與壓褶歐根紗的結(jié)合可模擬出瞬間的水流，滴膠中流線狀的面料，有更強的層次感；壓褶網(wǎng)紗可模擬飛濺的水花、海浪等形態(tài)，硬質(zhì)網(wǎng)紗固定后，起伏的立體效果明顯；鏤空面料自身線條突出，適合模擬冰裂狀態(tài)，但鏤空面料的精細(xì)程度會直接影響成品外觀?？梢?，以面料為主、滴膠為輔的組合方法，旨在定型面料瞬時的肌理，此方法有利于保持面料的完整性。

4.2 滴膠為主、面料為輔的結(jié)合

1）條線性面料分散填充。如圖8a所示，流動的水具有線條感，輕快奔涌，晶瑩透亮，圍繞此特點，選擇輕薄柔軟的雪紡來模擬水的流動之勢。首先將大量滴膠均勻地倒在有褶皺的塑料紙上，由于水的流動是線性有方向的，剪成條狀的雪紡按同一走向放置于滴膠上，再用另一片有褶皺的塑料紙蓋住混有雪紡的滴膠，擠壓兩片塑料紙，促使滴膠厚度分布均勻。封印在滴膠里的條線形雪紡面料展現(xiàn)流水效果（見圖8b），色彩輕薄透亮，成品表面光滑，擠壓產(chǎn)生的氣泡豐富了模擬的真實性。

2）片狀面料聚集填充。將滴膠作為主體，剪成片狀的網(wǎng)紗混入其中，是網(wǎng)紗與滴膠結(jié)合的另一種方式。在一片塑料紙上倒入適量滴膠，剪成不規(guī)則的小片網(wǎng)紗隨機散落于滴膠上，呈團狀聚集分布。網(wǎng)紗添加足量后，倒入適量滴膠，覆蓋塑料紙，均勻擠壓。樣品見圖8d，充滿光澤感，封存在滴膠中的網(wǎng)紗碎屑展現(xiàn)的朦朧狀態(tài)與層次多變的色彩，與含有雜質(zhì)的冰層效果一致（見圖8c）。

3）碎屑面料多層填充。自然界中部分色彩斑斕的水或飄落的雪，均呈零散的狀態(tài)，單體間形態(tài)各異，將多種紗類面料剪成隨機的碎屑進行多層填充。制作時，在適量滴膠上，分層疊加碎紗，每加入一層碎屑，即用少量滴膠固定，可隨意添加碎面料的次數(shù)和種類。由于加入面料的種類、大小、色彩不同，成品層次感極其豐富，例如，深色歐根紗與淺色網(wǎng)紗共疊加4次，反復(fù)用滴膠定型，再現(xiàn)了水的神秘與清冽（見圖8e、f）。

圖8 滴膠為主、面料為輔的結(jié)合方式

在滴膠為主、面料為輔的實驗中，填充面料的種類和形態(tài)起著關(guān)鍵作用，條狀、片狀、碎屑狀的面料分別模擬流水、冰層、海洋。滴膠與不同色彩、不同質(zhì)感的紡織面料結(jié)合，豐富多變的外觀很好地模擬了水的各種形態(tài)與色彩，是滴膠與面料結(jié)合的一種新嘗試。

5 基于UV滴膠的設(shè)計應(yīng)用

材料是產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計中不可或缺的要素，材料的創(chuàng)新在德國包豪斯時期就形成了初步的架構(gòu)與體系，包豪斯工藝車間的實踐模式強調(diào)對色彩、材料、肌理的深入了解，客觀發(fā)掘材料潛在的應(yīng)用形式[16]。UV滴膠受輔助材料、造型方式、色彩填充物等因素的影響，其不同的組合方式展示出水的不同立體形態(tài)，視覺效果新穎。UV膠種類較多，化學(xué)成分與配方影響膠的品質(zhì)，品質(zhì)優(yōu)良的UV膠耐黃化、無毒，成品穩(wěn)定耐用。UV膠的成形無需加熱，可避免因高溫產(chǎn)生的風(fēng)險，能和塑料、皮革等多種材料結(jié)合，綠色環(huán)保，無有害物質(zhì)殘留，對環(huán)境污染小[17]。UV膠的特性促使該材料在醫(yī)療用品、工藝品、電子產(chǎn)品的使用率逐年增高[18]。在文創(chuàng)產(chǎn)品與服飾方面融入UV滴膠進行設(shè)計實踐，豐富以水為主題的設(shè)計表現(xiàn)形式。

在文創(chuàng)產(chǎn)品中，分析與水具有關(guān)聯(lián)性的產(chǎn)品類型，選擇杯墊、書簽及休閑包作為設(shè)計對象。杯墊見圖9，以填入雪紡與歐根紗的滴膠作為主體，選用圖8b和圖7b的樣品，流線狀的面料模擬水的流動之勢，滴膠質(zhì)感如水般澄澈，增加了杯墊與飲水過程之間的聯(lián)系，可使飲水者產(chǎn)生聯(lián)想，提升飲水過程中的視覺體驗。滴膠書簽見圖10，模擬水的肌理與色彩，從左到右依次表現(xiàn)水面、冰裂與深海，選用樣品見圖7b、f和圖8d。書籍是知識的海洋，當(dāng)讀者閱讀書籍時，使用擬水的書簽，凸顯知識、海洋、書籍、書簽之間的關(guān)聯(lián)性，既美觀又實用。結(jié)合了織物的滴膠亦適用于文創(chuàng)包袋，圖11是設(shè)計兩款簡約時尚休閑包，分別用PVC材質(zhì)和牛仔面料搭配冰川造型的滴膠，選用圖6b和圖8f滴膠樣品，表達(dá)水主題在飾品中的時尚創(chuàng)新。

圖9 流水滴膠杯墊

圖10 滴膠書簽

圖11 滴膠裝飾休閑包

在服裝設(shè)計與制作中，滴膠融入服裝制作的過程見圖12。參照服裝效果見圖12a制作出與效果圖輪廓一致的深色滴膠作為底托，選用圖7b和圖8b、d的滴膠樣品，搭配適量的淺色壓褶網(wǎng)紗與鏤空面料的亮色滴膠樣品（見圖5b和7b），再層疊銜接圖12b中多個深淺不一的滴膠樣品，模擬類似海浪、冰川等事物的意象。由此制成的整體塊面（見圖12c）作為服裝的視覺中心，直觀明確地表現(xiàn)“水”的設(shè)計主題：在質(zhì)感上，滴膠的光澤感與水的質(zhì)感契合；在色彩上，紡織面料的融入，使服裝既有統(tǒng)一的色彩，又有豐富的層次變化；在面料選擇上，紗類面料的蓬松輕盈與滴膠的光澤硬質(zhì)和諧搭配，在質(zhì)感對比的同時又能起到相輔相成的作用，成衣見圖13。

圖12 根據(jù)效果圖進行滴膠片的制作

圖13 服裝設(shè)計成品及細(xì)節(jié)展示

6 結(jié)語

水承載著豐富的文化內(nèi)涵，是設(shè)計中經(jīng)久不衰的表現(xiàn)主題。從材料角度出發(fā)，實驗UV滴膠對水的自然形態(tài)、色彩及質(zhì)感進行模擬與工藝歸納：使用輔助材料（塑料紙、塑料瓶、鋁絲、膠皮等）造型，直接定格滴膠隨機產(chǎn)生的形態(tài)或肌理，模擬水的瞬時狀態(tài)；使用色精或粉末（金粉、金箔紙等）上色，模擬水豐富的色彩；使用滴膠與紡織面料結(jié)合產(chǎn)生新的肌理，滴膠自身的光澤與紡織面料形成質(zhì)感的碰撞，模擬出更多水的立體狀態(tài)。拓展了水主題在文創(chuàng)產(chǎn)品、服飾品設(shè)計中的表現(xiàn)形式，豐富了“水”的表現(xiàn)方法，為以水為主題的設(shè)計研究、UV滴膠技術(shù)工藝、UV滴膠在文創(chuàng)產(chǎn)品和服飾中的使用，提供了新的材料和方法，具有應(yīng)用開發(fā)前景，可供設(shè)計師或相關(guān)從業(yè)者參考。

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Process of Using UV Resin to Simulate the Stereoscopic Forms of Water and Its Application in Design

HE Caiyi, LIU Canming*, WANG Yunyi, MO Yu

(Donghua University, Shanghai 200051, China)

The work aims to simulate the stereoscopic form and color of water by using the similarities in UV resin and water from the innovative perspective of materials and explore the techniques of using UV resin to simulate the form of water and the application of UV resin in design. UV resin characteristics were familiarized through literature review and pre-experiments. By using the method of free modeling, color essence, powder and fabric were added respectively to simulate the stereoscopic form of water. Based on the experimental results, the application of UV resin in design was discussed. The free modeling method of UV resin used in the experiment could simulate the form of water, and in this process, the color of water could be further simulated if color essence and powder were added. On the basis of using UV resin to simulate the water form (such as waves and icicles), texture element (such as blisters and water waves) and color, five different combinations of UV resin and textile were obtained: pleated textile shaped by UV resin or hollow fabric shaped by UV resin, strip fabric, flake fabric and chip fabric filled with UV resin. The UV resin exhibits a three-dimensional and innovative visual effect in design with water as the theme, thereby expanding the application of UV resin in design and offering novel ideas and process skills for related design.

UV resin; design application; water; simulation

TB472

A

1001-3563(2024)04-0218-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.04.023

2023-09-21

深圳市太空科技南方研究院科研計劃項目（zx201607000016）