陶瓷構件之限位接合：陶瓷與皮革工藝之設計創作研究

一、創作理念
1-1研究動機
1-1.1陶瓷的接合問題
1-1.2材料表現性的反思
1-1.3數位輔助工藝
1-2研究目的
1-2.1陶瓷構件的接合型態發展
1-2.2家飾空間的個性化應用
1-3設計對象與條件設定
1-4研究價值與意義

二、學理基礎
2-1構築
2-2材料共構的意義
2-3陶瓷構件設計取向
2-3.1避免高精確度的接合方式
2-3.2發展微調性且加工容易的接合方式
2-3.3規範位移範疇
2-4接合的觀念
2-5限位的基本觀念
2-5.1鬆弛的接合概念
2-5.2接合觀念中限位概念的形構
2-6限位的牽制性與動態性
2-6.1限位概念中的牽制性
2-6.2限位概念中的動態性
2-6.3牽制性與動態性的強弱趨向表現
2-7限位的形式原型與作用語彙
2-7.1形式原型
2-7.2作用語彙
2-7.3形式背後的作用語彙
2-7.4限位的形式實例與作用
2-8限位的調節機制
2-9限位的構面組成
2-10數位輔助分析、運算與接合關係

三、內容形式
3-1操作議題
3-1.1 操作議題：韌性
3-1.2 操作議題：容錯
3-1.3 操作議題：變位
3-2代表成果之操作內容
3-2.1聚陶
3-2.2制陶
3-2.3織陶
3-2.4束陶
3-2.5串陶
3-3 代表成果之應用
3-3.1聚陶的成果應用
3-3.2制陶的成果應用
3-3.3織陶的成果應用
3-3.4束陶的成果應用
3-3.5串陶的成果應用
3-4結果與討論
3-4.1作用語彙歸納
3-4.2作用語彙之小結探討
3-4.3接合效應比較
3-5結論與後續研究
3-5.1研究目的之對應
3-5.2後續研究

四、方法技巧
4-1設計操作的流程
4-2材料共構─陶瓷結合皮革的策略方向
4-2.1策略架構的闡述
4-2.2策略架構的基本關係
4-2.3相關要項設定與說明
4-2.4特性匹配
4-2.5策略方向與設計原型之產出
4-3限位接合─議題方向之產生
4-3.1操作關係的議題匹配
4-3.2操作議題之主軸訂定
4-3.3操作議題與作用語彙匹配之說明
4-4形構分析―RHINO繪圖輔助
4-4.1拔模角度與模線位置
4-4.2曲率、厚度分析
4-4.3切片、交集與攤平建構
4-5接合定位與檢驗―GRASSHOPPER參數演算
4-5.1接頭位置之計算evaluate
4-5.2構件拆片之編號Labelling ＆ Nesting
4-5.3構件尺寸之計算Data Extraction
4-5.4作用力物性之動態模擬Kangaroo
4-5.5構件牆組化Panelization
4-5.6限制或篩選條件之設定
4-5.7優化條件之導出Galapagos

五、參考成果
5-1嵌陶
5-2繫陶
5-3繡陶
5-4箍陶
5-5架陶
 

系主任序

　　陶瓷由於其燒成時收縮的特性，以及原料、窯溫的不易精準控制等，很難精確地獲得一致的完成品尺寸。因此，陶瓷構件的接合問題有其難以克服的先天因素，從而限制了發展的空間。

　　恭領多年來致力於陶瓷媒材在空間設計的應用，因此其設計創作與研究的重要議題之一，即是關於陶瓷構件之間的接合問題探討。「陶瓷構件之限位接合：陶瓷與皮革工藝之設計創作研究報告」，就是一個透過具主題性的研究架構來進行的設計實踐，其多元的成果反映著他多年來在數位工藝、教學與研究並進的努力。他的作品融入了數位方法來探討相關的接頭形式、關係、放樣與研發製造……等議題。之所以用研究、創作、設計或研發來稱呼其成果，乃是因為他的成果屬性具備了不同面向的價值。若單以創作論之，難以凸顯其中對於陶瓷接合技術的價值探討；單以研究論之，其又具備了充實的設計實踐成果；而若以研發的技術報告來看待，他的設計實驗與創造性，也並非以產品生產或技術移轉為主軸。

　　與恭領之認識始於2007年暑假，他是臺灣工藝研究所文創人才培訓計畫裡的一位建築系學生，當時他的作品就致力於陶瓷的空間應用，並結合數控雕刻機（CNC milling machine）與雷射掃描等數位工具進行工藝的製作，他在工藝培訓成果展的作品中，製作了數個作品，其中的陶板層架系統，透過CNC切割並計算陶板收縮率來進行層架接合的組裝；另外一個作品是幾何鑲嵌隔屏，雖然僅部分應用陶瓷，但其以陶瓷來作為透明板之間的接頭鎖件，就可看到他因背景的不同，對陶瓷應用有著不同的觀點與作法。而針對該年的研習主題是藝術要結合空間，恭領也在當時的設計理念中寫下：

　　藝術要融入生活並非依賴一件件高貴的精英藝術作品，而無法提升所謂的公民美學。

　　由可被普及使「用」的角度切入，將陶板以立體化方式融入生活器物中，以藝術結合產品之形式呈現。達到可自行組裝、小量生產，但卻具「個性化」之風格。透過日常的使用來提升對於生活「美」的賞析。

　　在工藝所之後，相繼有幾次機會（駐校藝術家、國科會創新計畫……等）邀請恭領到臺藝大交流，但卻陰錯陽差未能受邀，然而數年之後卻又在其他契機下輾轉進入臺藝大任教。他的主要教學科目為電腦輔助設計，包括：Autocad、Rhino3D及3D模型輸出，另外就是模製陶瓷與創作設計研究；幾年下來除硬體設備逐漸地擴充，同時他也不斷地將數位與工藝結合之理念傳達予學生，並將相關成果回饋於課程內容與教材準備，另外更鼓勵同學們在未來能具備畫設計（數位）、能做設計（數位製造與傳統工藝）、能寫設計（論述反饋）三者兼備的能力，如此之觀念也反映在他的教學、專長與研究之間的契合；而對於工藝設計學系的學生相較於其他設計科系，應更有這樣的基礎價值與潛在優勢，在技藝充實之餘，發展自身的附加價值，特別是與數位能力的結合。數位如今不僅是手繪的替代，也在改變設計者對成形方式、形式與材料表現的詮釋，具備工藝能力者能導入數位的應用，與手作本質結合，如此，未來的電腦輔助設計就不再是「輔助」，而是“Making”本身就已融入了數位的手段並轉為設計思維，更在參數設計的過程中，由模擬物件、拖曳形體的傳統數位方式，融合了另一種邏輯建構的思考，成為雙向性的創造源起。
 
自序

設計論述與作品實作

　　本書之呈現以具特定研究主題之工藝產品為方向，除了實際進行作品製作外，也搭配相應的主題來論述，以設計論述加上作品實作，在工藝製作之餘進行寫作發表，讓論述寫作有被檢驗的機會，也使得藝術與設計可以成為一種可論述的實踐形式，事實上在創作過程中能停留下腳步來書寫論文，讓個人對設計作品的方向有更清楚地脈絡掌握。

　　工藝之路

　　本人自大學開始的專長所學為建築設計，最後的學位是土木工程學系的工學博士，這樣的背景常讓初次認識的人問道：「怎麼會到臺藝大的工藝設計學系任教！」工藝系是一個需要實作能力的教學場域，因為工藝無法只上理論課卻沒有實務操作。而當初會走入工藝領域並非偶然，個人藝術設計的興趣自年輕時就開始累積，從小就喜歡製作物件、模型，也因嚮往職校美術而放棄傳統高中的升學之路，就讀了復興商工廣告設計，而就在復興商工的美術領域裡，也開始發現自己對立體構成、空間層次的興趣，之後雖然又短暫的念了兩年二專，學習工業設計與商業設計，就在這兩年內，同時也不斷地自學建築圖面與模型製作，累積了自己的空間設計作品集，也曾帶著空間作品到相關的大學裡，向不曾謀面的教授請益；之後便開啟了淡江建築，從學士到博士的十一年學習生涯。

　　對工藝的正式接觸，其實在專科時代開始，常常待在無人的木工工廠鋸木材，因為當時的工業設計科已是最後一屆，工廠準備拆除，就在那最後的一年，實實在在地補回了國中時期被「借課」給佔去的工藝課程；而之後的建築生涯，從大一起就接觸了各式各類的材料，「製作」這件事一直充實著學習過程，期間也當了兩年的工廠管理員，負責管理及維修機具，同時還擔任課程助教，帶學生操作木工、鐵工，在課業之餘，包括寒暑假期間當個裝修工人、展場木工、自立造屋…等，漸漸讓我也開始想學學其他專業的材料工藝，第一個目標是當年漸漸興起的「竹材工藝」，與木工相近卻又不同，然而在與國立臺灣工藝研究所的聯繫中得知招生時間已過，卻又在這偶然的轉機下開啟了「陶瓷工藝」的學習，一共參加了兩期（384小時）的陶瓷班課程、一期金工課程（288小時）與一次短期的玻璃工藝課程，另外，皮革工藝又是在另一個偶然的機緣，在社大修習了兩學年的皮革課程。

　　構築的原初—工藝

　　在建築中，材料的實踐與文化、物質性、材料理解與工具主義彼此互為條件，這使得空間的建構—「構築」一詞，普遍地被認為是與建築構造施工有關的物質條件；而構築的另一方面「形式」（或說裝飾），是有其物質文化起源的意義，與編織、製作、工法、製作程序、加工、材料性等有關，在工藝中常可見到器物的紋飾、裝飾圖案，是由所使用的工具技術，在歷史進程的演進中，以簡化、遺存與象徵形式而來的。而一個空間建構的原初形式，亦來自各個地域文化對材料工藝的運用，許多建築部件欄杆、籬笆、柱頭、連結方式以及圍閉形式的表達，皆可看到編織、木構…等具工藝手段的原初型式，例如：「結」在建築中，就被德國建築師暨史學者Gottfried Semper視為一種原初的構築形式（Semper, 1989）；建築師Renzo Piano就認為建築師必須如同工藝師，熟悉各種材料、技藝，包含電腦、實驗模型與數學（Buchanan, 2003），這些技藝的運作是整體性的表達，從構想到繪圖、從繪圖到建造，最後又由建造回應到構想，將手作、意念與形構之間緊密結合為一體，而為一種構築；如同工藝（Craft）是名詞也是動詞（McCullough, 1998）。而構築（Tectonic）在《建築與科技》一書中解釋到，Tectonic它源自希臘語Tekton：「Tekton原本的意義被定義為『木工工匠』或是轉換到『木工作業程序』或狀態。然而就像其它語言，希臘語在演進的過程中，也有由特定化轉為普通化的現象。自荷馬之後，tekton已經被用於泛指『構築』的一切…西元前第五世紀後，語言上的演進更進一步將tekton設定在『製作或顯現』上…甚至一切物質、非物質被顯現了解的狀態」（褚瑞基，2001，頁43）。

　　陶瓷的構築術發展，要回歸工藝的本質去思考陶瓷，以工藝建構之精神去思考陶瓷在空間應用上需要的技藝手段及建構方法，一如原始居所（primitive shelter），所有的材料運用皆符合著本質初衷，這樣的構築也得以從外在的物質形式，閱讀到內在的秩序，使內外有著相映的形式內涵。本研究便是將工藝視為構築發展的原初，重新探究材料本質，由材料脈絡探究陶瓷的構築之路。

　　空間中的陶瓷型態

　　長久以來陶瓷在空間中，主要以兩種差異類型出現，一為以單品的藝術形式或生活器物「擺設」於空間場域中，其二是以環境背景的姿態「黏貼或帷幕吊掛」於建築本體的外牆、內裝或地面；本次設計創作在主流類型之外，尋找工藝陶瓷在空間環境中甚少發展的領域，改變陶瓷僅為背景面材或單品擺設的點綴品，使陶瓷能透過工藝手段，回歸工藝的實用性而落實於生活環境中。此次設計之手段就在於將陶瓷單品的藝術性，適切地透過應用結合於空間之中，來創造空間的個性化，也改變陶瓷在空間中僅為藝術單品或背景磁磚的兩極差異，在兩個差異間發展新興的陶瓷設計領域，區別於藝術陶瓷或建築陶瓷而又包含之，彰顯「工藝」於空間中的價值與作為。

　　陶瓷構築性的再發現

　　工藝陶瓷在空間應用上是足具發展性的領域，這裡探討的不單是擺件或貼磚，更包含了藝術性與構造性的探討，而要將缺乏構造議題的藝術性陶瓷導入空間應用之中，必然得面對構築上的問題，然而陶瓷的構築卻又是甚少發展的領域，無法直接從疊砌、黏貼到帷幕張掛的經驗中直接承襲，因為陶瓷構件的組裝仍有其材料問題需要克服，需要從自身的材料性出發來發展構築形式，陶瓷不像木材可以輕易切削，製作榫接、進行膠合或以螺絲加固；陶瓷也不該僅僅視為磚石來疊砌、黏貼；而近代發展出的建築帷幕構造，雖也提供了張掛陶瓷的另一種方式，但仍是一種單元表面飾材的觀念，如同貼磚仍是一種表象。

　　「陶瓷構件之限位接合」的研究主題，其問題發現就是陶瓷材料在接合上的問題，然而因為工藝陶瓷的材料特性（變形率、脆性與不利切削），使其在接合及空間應用上有所限制，特別是接合上須有相符的對應，來解決組構上的問題，因此「限位接合」之構想（韌性、容錯）及「雙材料共構」的機制是以皮革的韌性、易於加工、拉力…等特性來對應陶瓷的限制，透過新的接合型態與組織關係，來創造工藝陶瓷的新興領域與價值意義，使其同時具備藝術性與構造性，並有相當程度的工藝價值，結合於空間環境中，或為牆體構造、內牆飾材、家飾產品或隔屏、簾幕…等。研究議題的設計操作，依限位概念區分為「韌性」、「容錯」與「變位」三項議題，並對應著陶瓷構件設計時必要的需求取向：「避免精確接合」、「微調機制」與「規範位置機制」，而五個代表成果以隔屏、簾幕...等應用，說明了前述陶瓷設計時的需求取向與議題，使設計型態在材料表現的基礎上，有著相映的形式內涵。

　　在研究與設計的過程中，要特別感謝恩師－淡江建築系的陳珍誠教授長久以來的指導，陳教授的專長領域為數位建築，而本設計重要的方法之一是透過數位的參數設計方法來結合工藝，這樣的數位化，在設計初始即能有效地透過參數化來管理設計條件，參數設計協調著構件分析、形體運算與製程方法，特別是在接合運算、定位與放樣上，給予了限位接合在實際操作面向上的充分輔助，使限位的理念論述能夠落實在工藝設計的成果表現上。最後，在整體的價值意義上，本設計成果使陶瓷構件的設計，能夠透過限位的觀念而有別於傳統以黏膠、螺絲的剛性接合，發展出具備物性協同、構造開放的構築形式，助益陶瓷在空間環境中有更多不同的實用與藝術形式表現，使工藝的實用性、藝術性與創造性能夠結合，並落實於空間環境的個性創造中。