“艺术之始,雕塑为先”
——梁思成
在悠久的历史进程中,雕塑艺术流传了几千年,从最初的自然材料取材的木雕、石雕、泥雕等,再到现代社会发展应运而生的青铜、陶瓷以及其他合成金属雕塑。
随着科技的发展,材料技术的进步,为雕塑艺术的发展注入了新血液,玻璃钢材料后,由于它具有质轻,耐腐蚀,成本相对较低的特点被广泛应用于现代雕塑中,因此玻璃钢雕塑常常成为在广场、商业网点、小区以及游乐场所中标志性建筑物。
本文将介绍着重介绍玻璃钢雕塑以及经典案例
玻璃钢
FIBER RENFORCED PLASTIC
1.材料介绍
雕刻是凹与凸的艺术,并不是没有光滑润饰的形状
——罗丹
玻璃钢雕塑是雕塑的一种成品类型,玻璃钢雕塑具有质轻,耐腐蚀,成本相对较低的特点。
它又称FRP,学称纤维增强塑料,国内在习惯上称之为玻璃钢。它是以合成树脂为基体材料,以玻璃纤维及其制品为增强材料组成的复合材料,不同于钢化玻璃。
2.材料性能特征
玻璃钢的含义就是指玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂的增强塑料,国外称玻璃纤维增强塑料。
玻璃钢雕塑具备以下特点:
优点:
轻质高强
相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5,可是拉伸强度却接近,甚至超过碳素钢,而比强度可以与高级合金钢相比。
耐腐蚀
FRP是良好的耐腐材料,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。
电性能好
是优良的绝缘材料,用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。微波透过性良好。
热性能良好
FRP热导率低,室温下为1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金属的1/100~1/1000,是优良的绝热材料。
可设计性好
(1)可以根据需要,灵活地设计出各种结构产品,来满足使用要求,可以使产品有很好的整体性。
(2)可以充分选择材料来满足产品的性能。
工艺性优良
(1)可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。
(2)工艺简单,可以一次成型,经济效果突出,尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品,更突出它的工艺优越性。
注意事项:
弹性模量低
FRP的弹性模量比木材大两倍,但比钢(E=2.1×105)小10倍,因此在产品结构中常感到刚性不足。
长期耐温性
一般FRP不能在高温下长期使用,通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降,一般只在100℃以下使用;通用型环氧FRP在60℃以上,强度有明显下降。
老化现象
老化现象是塑料的共同缺陷,FRP也不例外,在紫外线、风沙雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降,注意保护。
剪切强度低
层间剪切强度是靠树脂来承担的,所以很低。可以通过选择工艺、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力,最主要的是在产品设计时,尽量避免使层间受剪。
3.产品工艺及分类
玻璃钢雕塑它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料,以合成树脂作基体材料的一种复合材料。
由于所使用的树脂品种不同,因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之别。质轻而硬,不导电,性能稳定,机械强度高,回收利用少,耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。
(1)聚酯玻璃钢:
采用聚酯树脂,是最常使用的玻璃钢种类聚酯玻璃钢耐候性更好,更耐老化,且固化时不会蒸发酸雾,污染小,更加环保。
(2)环氧玻璃钢:
刚性更好一些,硬度和强度都要比聚酯玻璃钢大,当然环氧树脂的价钱是不饱和聚酯树脂的一倍。
(3)酚醛玻璃钢:
其颜色为深棕色,它具有很高的耐腐蚀性,但机械性较差。
4.设计注意事项
玻璃钢雕塑设计和保养注意事项:
设计:
安全系数:
安全系数是极限强度与允许应力之比。由于玻璃钢缺乏标准的强度值,而且其实测值分散性较大,在确定安全系数时,需要仔细分析并采取适当的措施。
树脂类型:
要针对所接触的介质种类和温度要求,合理的选择树脂类型,在无可靠数据时,应采用模拟实验,以确保所选用树脂在使用温度下仍具有要求的耐腐蚀性和强度。
结构选择:
结构合理,满足日常使用和安装要求,方便操作和清洗。
保养:
虽然玻璃钢是一种新型材料,但长期在高温下也容易掉色等问题。而且玻璃钢一定要注意避免划伤碰撞,特别是一些造型比较奇特的雕塑,一不小心保养不得当就容易变形,所以在有条件的情况下可以适当给雕塑进行打蜡上光等保养手段。
5.制作安装
1、制作流程:
骨架焊制→上泥→翻制石膏外模→卸模和拆泥→制作玻璃钢内模→打磨玻璃钢雕塑→着色和上光→安装
2、安装流程
客户审核验收,确定安装时间→雕塑运送至安装地点专业人员参与安装→对于中型、大型雕塑需要辅助工具进行协同安装→运输、安装完成以后,客户负责人审核签验收单,公司备案→雕塑作品维护、保修。
6.经典案例
悉尼悬浮在人行道上的雕塑装置设计
设计:UAP
材料概况:以玻璃钢为主要材料创造了这个几何雕塑。视觉效果上,该轻质雕塑无重力地漂浮在空中。
柳州融创·江南林语示范区景观
设计:澜道设计
材料概况:入口处依旧以现代简洁为基调,配以特质玻璃钢的所制作的几何雕塑。归家的心情由此开启,辗转进入,两边叠水空间的水流,沿阶梯而下,灵动无比。
韩国首尔弯曲的三叶结雕塑设计——Dynamic Relaxation
设计:Byeong-Sam Jeon
材料概况:有玻璃钢打造雕塑主体结构,所有的结构都是由21个成分模块化制成,且每个结构都是在工厂预制和焊接的。