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这项工艺我们传承了两千多年,为什么却成了美国人的“首创发明”?

日期: 来源:看历史收集编辑:叶片

编者按

5月21日凌晨,中国成功发射了嫦娥四号月球探测器的中继卫星“鹊桥”。中国仰望天空探索未知的视野,已经从望见月亮迈向了窥见月亮的背面。

我们以为自己已经走得很远,紧跟着美俄等发达国家的步伐,从歼系列国产战斗机到天空二号空间实验室,从引入西方先进技术到自主研发,似乎都不过几十年历程。

但有时候,我们需要不断地提醒自己,那些如今看来属于别人的“先进技术”,在几千年前,我们的祖先早已掌握并不断传承。比如,接下来我们要告诉大家的这项技艺:“失蜡法”。

文明之所以可以古老而历久弥新,就是因为代代守护且勇于创新。

残碎的铜禁

河南博物院的“云纹铜禁”是1978年在淅川下寺春秋楚墓出土的,“云纹铜禁”运到修复室时,是用两个麻袋装着的。打开麻袋后专家们看到的,是残碎为十余大块,且面板严重变形,无数云纹剥落与缺失的禁体。12个龙形附兽和12个座兽不仅全部脱离禁体,且大部分残缺不全。一般理解中,文物修复就是框架在,只修修补补,但眼前的这件云纹铜禁只能用残碎来形容。

文物修复师王琛与父亲王长青老先生合作,对禁断面进行比对,对铜梗碴口与碴口进行对接,对附兽与座兽的位置进行细致的观察分析,弄清了全部结构和铸造方法,采用整形、加固、雕制石膏样版、补缺配件、錾花、大焊、铸接、粘接、着色、作锈等多种修复方法,历时近3年,才使“云纹铜禁”修复完成。

1984年9月,“云纹铜禁”终于以本来面貌展现在世人面前:通长124厘米、通宽68.3厘米、通高29.5厘米、重191斤,呈长方形,中部有一个平面,平面周围及器身均以镂空、层层盘绕的云纹组成。器下有12个昂首伸舌、挺胸凹腰的怪兽作足。器身四周附有12个口吐长舌、曲身卷尾、攀缘登壁的龙形怪兽为饰,形成群龙拱卫的场面。

河南省博物馆文物修复师王琛与父亲王长青老先生

首批严禁出国展览的文物之一

云纹铜禁于2002年被国家文物局列为首批64件禁止出国(境)展览文物之一。

禁,是承置酒器的案具(相当于今天的茶几),起于西周初年,灭于战国时代。之所以称“禁”,盖因周人总结夏、商两代灭亡之因,均在嗜酒无度。

在中国历史上,禹可能是最早提出禁酒的帝王,相传“帝女令仪狄作酒而美,进之禹,禹饮而甘之,遂疏仪狄而绝旨酒,曰:‘后世必有以酒亡其国者’”。夏、商两代末君,都因沉湎于酒而国家破亡。周鉴于此,发布了中国最早的禁酒令《酒诰》,其中规定:王公诸侯不准非礼饮酒,只有祭祀时方能饮酒;民众聚饮,押解京城处以死刑;不照禁令行事执法者,同样治以死罪……在这种情况下,王公诸侯虽在祭祀时可以饮酒,甚至违法饮酒,但承置酒器的案具却烙下中国第一个“禁酒”时代的印痕——名曰“酒禁”。云纹铜禁,也因此成了中国第一个禁酒时代的实物例证。

它诞生于2500多年前黄金时代的楚国,主人是楚国令尹子庚,也就是那位敢于‘问鼎中原’的楚庄王的儿子!子庚墓出土器物,无论数量还是铸造水准,都十分惊人——它是目前发现的楚墓中年代最早、等级最高、随葬品最丰富的一座墓葬,其中收藏在河南博物院的王孙诰编钟,一套26钟,是中国所见编钟中数量最多、规模最大、音域最广、音色最好、制作最精的一套编钟;而云纹铜禁,更是河南省博物馆的镇馆之宝。

云纹铜禁局部

“失蜡法”

在《国家宝藏》节目的第三期,春秋时期的云纹铜禁重新出现在我们面前。它的前世故事,由演员雷佳音演绎,而今生故事的讲述者,是中国航空发动机集团公司北京航空材料研究院的吴庆辉博士。

他的出现,是为告诉更多的人,云纹铜禁的精致造型确定诞生于“失蜡法”工艺。

文献所见中国最早用失蜡法工艺的时间,在唐代初年。《唐会要》中提到,高祖武德年间铸造开元通宝,用的就是失蜡法。云纹铜禁的出土,将中国失蜡法铸造工艺的历史向前推进1100年——此禁铸造年代,不晚于公元前552年。

它的出土也证明了失蜡法铸造工艺并非舶来品,而是早在2000多年前就运用于中国的器具中。

国家宝藏云纹铜禁的守护人:前世与今生

失蜡法的工艺流程,主要分为蜡模、外壳、加热、浇铸、除范。先用蜂蜡做成模型,再用耐火材料填充泥芯和敷成外范,经加热烘烤后,待蜡模全部熔化流失,整个铸件模型就变成了空壳,接着再往内浇灌熔液,铸成器物。

我们用现代技术还原“失蜡法”铸造过程:

以美国人名字命名的熔模铸造技术

上世纪40年代,云南第一座机场——昆明巫家坝机场,曾驻扎的美国空军中,有一个叫奥斯汀的飞机机械工程师。部队中的飞机经常出现发动机涡轮叶片断裂造成的坠机事故。全军苦于解决,而他的一次机场附近的闲时散步,不仅“发明”了新的涡轮叶片,还由此创立以他命名的现代熔模精密铸造技术。

他发现当地用一种看起来很特殊的方式铸造缅寺里的铜钟,这种方式虽然一次只能铸造一件,但铸造的器型规整,而且可以做成非常复杂的结构。

奥斯汀从中受到很大启发,用这种工艺试着铸造出了飞机发动机的涡轮叶片,发现所铸叶片非常坚固耐用,于是就开始推广把原来的锻造叶片全都改成失蜡法做的铸造叶片。

现代工业的熔模精密铸造,与我国传统的失蜡法,虽然在所用蜡料、制模、造型材料、工艺方法等方面都有很大的不同,但是它们的工艺原理是一致的。

1955年奥斯汀实验室提出首创失蜡法的澄清,日本学者鹿取一男根据中国和日本历史上使用失蜡法的事实表示异议,最后取得了胜诉。

飞机涡轮发动机原理

3D打印可以自建别墅

却打印不出涡轮叶片

吴庆辉博士告诉我们,这种技艺一直到现在仍应用于各种领域,大到医学、航空航天,小到女孩子的饰品等都有广泛运用。

失蜡法在几千年前可以制作出精美的云纹铜禁,几千年后我们借用这种工艺制造出了被誉为“工业皇冠上的明珠”的涡轮叶片。

铜禁线条复杂,需要用失蜡法保持精准的形状,涡轮叶片虽然外表形状没有铜禁那么复杂,但内里也有很多的沟坎,而失蜡法最厉害的就是在结构上无须分型铸造,可以精准呈现诡异复杂的形状。

如今的3D打印技术甚至可以打印房子、自建别墅。吴庆辉博士却说,现代的3D打印技术也许可以打印铜禁,但却无法打印涡轮叶片,最重要的原因就是强度和精度。

一个涡轮叶片工作时产生的功率相当于一辆坦克发动机的功率,一个飞机叶片工作时的拉力也相当于一辆重型卡车(60–100吨)的拉力。这种力度,3D打印根本完成不了。

用3D打印树脂,代替蜡完成熔模铸造,打印出的首饰

一家旧金山的3D打印公司Apis Cor,在莫斯科一天之内打印出了一个38平方米的房子。

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