明式家具榫卯结构在家具设计的改良

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摘要：榫卯结构在中国文化发展史上具有重要意义，简单的“凸”与“凹”构造出许多精美的家具与建筑物，如应县木塔屹立千年而不倒。榫卯结构家具发展到明朝乃至清朝前期达到顶峰，明式榫卯结构经久耐用、美观大气，但是同时也受限于材质与技术无法在现代家具设计中得到量产。但是本文，通过对明式家具的细致研究，并且随着3D技术与现代工业的发展，发现榫卯结构在现代家具设计体系中利用此类技术，再度重现榫卯结构的工艺美学，因此有必要对榫卯结构在现代家居设计体系的改良应用进行深度研究。

关键词：榫卯结构；现代化；家具；改良设计

1明式家具的核心——榫卯结构

1.1榫卯结构的研究现状

近代史上，国内对榫卯结构的细致、科学的研究最早可以追溯到新中国成立前，1948年由杨耀先生发表的著作《明式家具的艺术》，文章对榫卯结构的特点、工艺、结合方式等进行了详细的、近乎解剖式的研究，并且配有图例进行解释。其中，王世襄先生的《明式家具研究》从多维角度探究了明式家具的结构演化，梳理了明式家具发展的历史脉络，从艺术鉴赏的角度完成了对明式家具的剖析，是一部真正具有跨时代意义的历史巨作。《明式家具萃珍》、《明式家具珍赏》，顾名思义，王世襄先生在对明式家具研究的基础上，将其鉴赏的家具进行了分门别类，配以图例，对后人极具启发精神。另外，田家庆先生、与马书先生也十分细致，同样以图例、文字相结合的方式对明式家具的渊源、结构、工艺、技巧进行了研究。这些学者通过对明式家具的研究，让后人清晰的了解明式家具制造技术的核心——榫卯结构。

1.2明式家具中榫卯结构的研究

中国的榫卯结构历史传承悠久，最早可以追溯到新石器时代，于德华（2007）提到早在7000年前，河姆渡文化遗迹中就已探索到那时候的居民住宅使用了榫卯结构。榫卯结构的工艺技术到了宋代得到了一定程度的发展。直到明朝，榫卯结构工艺才到达顶峰，技艺形成完备复杂的体系，形态多样且美观，而且制作出来的家具异常耐用，同时得益于明朝的对外开放政策，许多东南亚的坚硬优质木材流入到明朝，优良的原材料使得明朝技艺师傅的榫卯技术进一步发展[3]。

1.3明式家具榫卯结构的剖析

我们主要研究的明式家具限于明朝至清朝前期，以明朝嘉庆与万历时代为主的榫卯结构家具尤为精品，到清朝的康乾盛世榫卯结构家具制作精美，各基础零部件咬合紧密、整体协调。邓楠（2011）认为这种简单的“凹凸”关系，却是古代工人技艺达到顶峰的体现。具体的榫卯结构形式大体可分为出头榫、明榫、暗榫，凸出的部分古人定位为榫，而凹的部分则称为卯眼。而这两种看似简单的凹凸关系，不同的制作工艺、不同的用途所制作出的不同用法的榫卯又可以细分为上百种[4]。常见的明式家具榫卯结构有抱肩榫、霸王枨、夹头榫、插肩榫等，名字在一定程度上是榫卯结合方式的体现。如抱肩榫主要应用于各种立柱式家具“腿”与支撑“面”的结合部分，45°的斜肩凿出三角式、突进式的榫眼，在与榫舌相结合，就如孩童抱肩。如果就榫卯结构的结合类型进行分类大致可分为，“面与面”、“点结构”、“构建组合”三种，不同的结合方式构造出千变万化的家具形式。如面面结合的方式可以用于书柜、衣柜、床等家具中。面线结合的榫卯结构则多用于桌椅板凳之类的家具，窗户也用之较多。构建组合是指是三个构建组合在一起的榫卯结构，如托角榫、抱肩榫等。总体而言，明式家具的榫卯结构样式虽然简易、古朴，但这与当时民生所需密切相关，明朝朱熹提出的理学体系要求民众克制己欲，因此大众往往需要经久耐用的物件。田自秉先生对明式家具风格有很好的总结，他提出四个“注意”，即注意意匠美、结构美、材料美、工艺美，是我们鉴赏榫卯结构家具的重要纲领[5]。

2明式榫卯结构的局限性

明式榫卯结构虽然有许多优点，但是无论是从加工的复杂程度还是时效性，使得明式榫卯结构家具，尤其是精品明式家具无法量产，而且价格也因制造师傅的手艺而远高于市场其它类型家具，因此市场上推广效果并不理想，主要存在以下几个问题：

2.1制造难度大

榫卯结构的造型多达数百种，每种样式都有其独特的特点，差异巨大，因此厂商在生产制造的时候，不仅需要建造多种建模机器，而且有的榫卯结构造型太过复杂，根本无法实现量产，即使制造技术通过了，生产出来的榫卯元件的成本也因此过高。粽角榫的结构就很复杂，不仅需要三个元件相结合，而且在榫卯元件终端需要相切成45°，菱角要完全相合且对称，最后三材合并在一起时才能严丝合缝，制作的家具才能牢固可靠[6]。

2.2加工成本高

由于榫卯结构制造难度大，稍微简单一点的榫卯结构都需要CNC数控机床才能完成制作，稍微复杂一点的榫卯结构，则需要机器做好大致形体后再由木工师傅手工打磨，费时费力。因为，多数榫卯结构是多维度、角度刁钻的，无法使用机器一次成型。传统的榫卯结构无法使用现代工艺常用的气钉以及其它用来固定的金属构件，会破坏木质材料的内部结构，降低榫卯结构的使用寿命[7]。所以，纯木质结合的榫卯结构需要机器或者师傅相对高超的技艺才能使得制作出来的家具达到使用要求。

2.3材质成本高

榫卯结构的木质要求很高，以硬地材质的红木为主，如金丝楠、红木等。明朝对外开放时还特意引进很多东南亚木材，稍微缓解了当时榫卯制造材质的缺口[8]。而且，现代人工制造的复合板就不能用作榫卯结构工艺，因为人工制造的复合材料密度不够，硬度也不够。材质的稀缺使得普通大众想要购买一件榫卯结构家具就更为困难。

3明式榫卯结构在现代家具设计中的改良与再应用

随着科技的不断进步，榫卯结构的构建已经可以不拘泥于木质材料，如竹子、砖石等材质也开始崭露头角，甚至是金属、PC塑料都可以用来构建榫卯结构。材质范围的延伸使得榫卯结构家具的多样性得以拓展[9]。几个榫卯结构的元件连接处，是榫卯结构的核心，连接处的位置构造及空间结构是决定榫卯用途与使用寿命的决定因素。明式传统榫卯结构多依赖于硬质木材，但是这也是由于当时的冶炼技术并不先进造成的。现代工业技术制造出的金属元件，在硬度上已经媲美红木硬质，而且强度与韧性比传统木质更高，大大增强了家具对于承载力的要求，延长了家具的寿命。设计师可以将木质与金属相结合，比如衣架、桌椅等，以木质为主搭建家具的主体，包括足杖、版面，然后将加工好的金属连接元件合并，完成家具的最后组装[10]。而PC塑料则在加工效率、加工难度以及轻便性上能够充分发挥优势。塑料榫卯结构可以实现完成精准度十分高的加工技术，而且样式也更为多样，大大延展了榫卯结构的可塑性。伴随3D打印技术的实现与发展，相较于传统手工艺师傅制造的榫卯结构，3D打印能够在速度上及精度上完成超越。例如某些弯曲面很难雕琢，而且手工制作的时候也容易出错，必须十分小心的完成，费时费力，3D打印就可以很快很好地立刻制作出设计师需要的榫卯元件。许多设计师也从传统榫卯结构得到启发。榫卯结构是中国古代匠人对力学、工程学知识总结的结晶，不仅暗含现代物理力学的知识还能体现古代儒家文化的博大精深[11-12]。现代设计师利用榫卯结构插入式、回扣式等形式，设计出更符合现代家具需要的元件。另外，以往的传统家具的榫卯结构为体现藏而不露的稳重风格，多将榫卯结构方式藏于木质内部中，现代设计师另辟蹊径，为凸显工业设计的结构美学，将设计出来的榫卯结构外露展现给消费者，也获得部分大众的喜爱[14-15]。

4结语

榫卯结构是中国家具设计，文化传承中不可或缺的重要环节，展现了古代木艺师傅的智慧结晶，其中暗含的理学文化与历史背景值得后人多加学习。传统的明式榫卯结构在耐用性、牢固性上都有十分突出的优点，有的榫卯结构制造的物件甚至屹立千年而不倒，如山西应县木塔就是一座纯木质结构，无任何钉铆的以榫卯结构建造而成的塔，与比萨斜塔，埃菲尔铁塔并称为世界三大奇塔。但是传统榫卯结构在选材上过于严苛，硬度越高的木质在价格上往往比较昂贵，而且除了需要CNC数控机床，有的复杂一点的结构还需要技术师傅亲自打磨，缺乏效率，无法量产，因此也难以受到市场追捧。所以，本文就传统的明式榫卯结构的优缺点进行了深入探讨，在此基础上探究其它材质如金属、塑料等现代元件是否能完成对木质榫卯的替代，发现随着工业技术的发展，特别是3D打印技术的完善，这种想法完全能够实现，并且3D打印的塑料榫卯元件不仅能够量产，而且精度更高。因此，我们应将传统的榫卯结构辅以现代工业技术，有效而广泛地推动其发展，将传统的中国特色的制造工艺推行到全世界。

作者：朱家仪 陈海英 单位：福建农林大学东方学院