提起3D打印，高精尖，工业级等词汇常常从人们的大脑中浮现出来，长期以来，3D打印在工业领域的广泛应用使得这一名词似乎已经与科技化，严谨性密不可分。事实上，3D打印技术也已经参与到其他领域的应用之中，在以灵动自由为主旋律的人文艺术领域中，3D打印也展现出了它独特的优势。
3D打印小提琴源始
让自由的艺术和音乐本身美的规律冲破技术的樊篱,给思想和心灵以自由。
--海顿
传统认知中，技术常常与自由灵感相背而立。灵感触动创作者的心弦，但如何让技术与灵感两条平行线交汇，却是一个值得探索的话题。资深3D打印玩家曹子杰独具慧眼，选择以西洋古典乐器小提琴为载体，实现3D打印模型与艺术统一。
3D小提琴的创作，融3D打印技术与艺术美感于泠泠琴弦之间，是一场科技与艺术的完美邂逅。小提琴的图纸设计者，大卫·佩里，来自美国俄勒冈州波特兰，是一名机械设计师，具有康奈尔大学的工程硕士学位。他在2013年设计了世界上第一款开源3D打印电动小提琴，并于2018年开始模块化小提琴项目。大卫将他一生对小提琴的热爱与先进的工程工具和技术相结合，制作出令人惊艳的3D打印小提琴。他的创作也受到中国打印玩家曹子杰的肯定，远隔重洋，大卫与曹子杰在科技与艺术的殿堂中惺惺相惜，引为知音。
择良材以制琴
古有斫木为琴，挑选合适的材料制作小提琴是3D打印的必然要求， 大卫所设计的小提琴兼具精巧的构架美感与富有科技感的外形特征，需要性能优良且适于多功能用途的材料参与3D打印。
大卫所设计的小提琴兼具精巧的构架美感与富有科技感的外形特征，需要性能优良且适于多功能用途的材料参与3D打印。曹子杰选用Polymaker三款线材PolyTerra™ PLA, PolyLite™ PLA Pro以及PolyMax™ PLA作为小提琴的打印材料，这三款材料性能各异，各有所长，为小提琴分模块打印拼装打下了基础。
在3D打印小提琴中，曹子杰简化了传统小提琴相对复杂的结构分区，涉及3D打印部分主要包含琴头，面板，指板，琴码，拉弦板四区域。基于琴体结构各部分受力要求差异，材料选用也各有不同。
PolyTerra™ PLA - 小提琴面板
面板是小提琴最为重要的结构，它将琴码传来的琴弦振动发挥出来，而其本身的振动也相应地增强着琴声，使琴声富有力量感，优美动听。
曹子杰选用 PolyTerra™ PLA 打印琴体面板。PolyTerra™ PLA 色彩品类丰富，颜色区间选择颇广，可满足不同颜色爱好者的打印需求，同时，该材料也具有增韧优化的特性，将琴弦振动频率较好的展现出来，符合琴体结构的力学要求。PolyTerra™ PLA 所制成的琴身外观呈现哑光质感，巧妙地将打印层纹隐藏在哑光质感下，与小提琴本身低调典雅的风格相吻合，无疑是琴体制造的上佳之选。
抛开琴身需求来看，这种材料本身亦可圈可点。对于曹子杰来说，PolyTerra™ PLA 所展现的出色打印适应性，易于打印的特质使得材料挤出均匀，适用于高速打印。琴体打印完成后，支撑结构可轻松移除，既缩短了打印后处理时间，也提高了打印效率。作为一款高性价比的材料，PolyTerra™ PLA 具有生物降解性，不易污染环境。
不仅如此，基于Polymaker “种植一棵树”计划，每一卷 PolyTerra™ PLA 的售出，即意味着与 Polymaker 合作的公益植树协会在购买地国家或附近种下一棵树苗，为我们的身边增添一抹绿意。传统小提琴取自树木，PolyTerra™ PLA 源于绿植，归于树木自然，此番视之，也不失为一种默契，颇有几分异曲同工之处。
PolyLite™ PLA Pro - 小提琴指板
小提琴指板是演奏者运指飞舞的部分，传统木质小提琴指板常用坚硬细密的乌木制成，防止弯曲变形。指板的另一重要功能在于增加琴颈的强度，使琴颈可牢固地抵抗住琴弦的张力。
因而，在3D打印材料选择中，高刚性十分重要。从琴身结构来看，指板是全琴体最纤细的部分，在调弦和使用中受力较大，为避免指板折断，打印材质需具有一定韧性。曹子杰选用PolyLite™ PLA Pro 打印指板，本款材料是Polymaker首款集合了高刚性和高韧性特点的高性能PLA，配方升级使材料韧性大幅提升。根据样条测试结果，PolyLite™ PLA Pro 的弯曲模量和简支梁冲击强度均大幅度高于市面上的增韧PLA。刚韧兼具，颇为符合指板结构要求。
PolyMax™ PLA - 小提琴琴码&拉弦板
琴码的作用是将琴弦的振动传递到琴体，使其产生谐振，发出声音，它的微小变动都可能会引发声音的明显变化，是一个置于琴弦和琴身中间富有弹性的联结器。
通常意义下，理想的琴码一定要偏硬且有韧性。相较于其他琴身结构，琴码厚度偏薄，受力易断。基于力学考虑，曹子杰选取PolyMax™ PLA进行打印，本款材料极为便于打印，在抗冲击力度测试，抗弯曲力度测试，抗拉伸力度测试中具有良好的表现，材料韧性优异，甚至超过ABS韧性，适宜打印琴码，避免折断。
传统小提琴拉弦板常由枣木、乌木、红木等硬木材加工制作而成，具备栓弦功能。在3D打印制作中，材料受琴弦力极大，约为40公斤左右，因而同样需选取韧性优异的 PolyMax™ PLA 制成。
琴音中的未来
琴声悠扬，如幻如梦。
3D打印小提琴的出现，为多元化的乐器设计制作提供了可能。
作为传统木质小提琴的创新性选择，既可服务于专业小提琴演奏者演奏创新，也可用作儿童小提琴玩具陪伴孩童成长，在探索中一步步发现音乐的奥妙，而这新一代的成长，也将Polymaker所期待的实现多元化3D创意梦想进一步地落地为现实。乐器是富有生命力的，正如它的制作材料一样，3D小提琴将增材制造工艺创造的高分子材料与传统小提琴弦相结合，将会产生一种新的音质，为乐器演奏者探索更多的可能性。这种进化并不会停止，独特的设计理念，个性化的定制需求，将与3D打印的高效便捷结合，将这一先端工艺带向更远的未来。
曹子杰
毕业于上海外国语大学贤达学院，本着对机械设计的热爱，2015年开始玩3D打印机至今，从事格斗机器人的设计与制造，运用3D打印验证设计可行性，致力于将3D打印带入生活中的实际应用。
