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普考申論題 113年 [技藝] 工藝材料學概要

第 一 題

📖 題組:
五、請試述下列名詞之意涵:(每小題 4 分,共 20 分) ㈠矽利康(silicon) ㈡綠色設計 ㈢金工鋸條 ㈣ 3D 列印 ㈤蠟染
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (一)

矽利康(silicon)

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看到「矽利康(silicon)」,應先釐清中文俗稱與英文學名的差異(Silicon 為單質矽元素,而工藝俗稱的矽利康實為 Silicone 矽氧樹脂)。接著點出其物理化學特性(彈性、耐候、穩定),最後說明其在工藝上最重要的應用—「翻模」技術及其對文物保存與量產的影響。

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「矽利康」在工藝材料上通常指矽膠或矽氧樹脂(Silicone,聚矽氧),而非單純的化學元素矽(Silicon),是一種以矽-氧(Si-O)鍵為主鏈的半無機高分子聚合物。特徵包含:(1)具備優異的彈性、延展性與抗撕裂強度;(2)物理化學性質極為穩定,具有絕佳的耐熱性、耐候性與防水性;(3)具有良好的自潤滑性與脫模性。實務應用為工藝創作與文資保存中極為重要的「翻模材料」(如室溫硫化RTV矽膠),因其能以高流動性包覆原型,精準複製木雕、泥塑等物件的細微紋理,固化後亦不損壞母模,大幅推動了工藝品開模量產的技術演進與文物複製品的精確度;日常亦廣泛作為黏合與防水填縫材。

小題 (二)

綠色設計

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針對「綠色設計」,考生應迅速聯想產品生命週期與「3R原則」,並結合工藝材料的選擇與環境永續性。答題時建議運用「定義(核心概念)、過程(設計考量與材料應用)、影響(永續發展與在地實踐)」的三段結構來呈現學理深度與在地連結。

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「綠色設計」(Green Design)指在產品設計與開發階段,即將環境保護與永續發展概念納入考量,致力於將產品整個生命週期(從原料取得、製造、使用至廢棄)對環境的負面衝擊降至最低的設計理念。 其核心過程與特徵主要遵循「3R」原則(Reduce 減量、Reuse 重複使用、Recycle 回收),實務操作上著重於:選擇低污染或可降解材料、採行低耗能與低碳排製程、導入模組化與易拆解結構,以及延長產品使用壽命。 其對產業與社會的影響在於有效推動「搖籃到搖籃」的零廢棄循環經濟。在臺灣當代工藝實踐中,經常透過在地化材料的應用與改良來呼應此理念;例如運用生長週期短的竹材、疏伐木,或是將農業廢棄物(如蚵殼、菱角殼、稻殼)轉化為新興工藝媒材,使作品兼具傳統工藝美學與現代低碳永續的社會訴求。

小題 (三)

金工鋸條

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看到「金工鋸條」,應先定義其在金工技法中的基礎地位與材質特性(高碳鋼),接著說明其構造分類(編號與齒距)及操作時的物理切削原理(鋸齒朝下的拉動切削),最後點出其對金工造型成型的影響。

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「金工鋸條」係指金屬工藝中用於切割、鏤空金屬板材或線材之消耗性手工具配件,通常安裝於金工鋸弓上使用。 其材料特徵為由高碳鋼或合金鋼製成,具備足以切削金銀銅等金屬之高硬度。規格依鋸齒粗細與密度區分(如最細的 8/0 至極粗的 8 號),技法操作上,安裝時鋸齒必須「朝下且朝外」,利用向下拉動時產生的物理切削力來剔除金屬屑粒進而形成切縫。 實務應用與影響上,鋸切是金工成型中最基礎且關鍵的技法,工藝家藉由選擇適合板厚的鋸條進行精準鏤空與切斷,直接決定了金工作品初步造型的精確度與後續銼修的品質。

小題 (四)

3D 列印

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面對4分的工藝材料名詞解釋,應迅速切入『定義、過程、影響』的三段邏輯。先點出『積層製造(加法製造)』的核心定義,接著簡述從數位建模到逐層堆疊的物理成型過程,最後帶出其對當代工藝(如打樣、客製化、文資修復)的影響。

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「3D 列印」(3D Printing),學名為積層製造(Additive Manufacturing),為一種突破傳統切削(減法)加工的「加法製造」技術。 其成型過程為:先透過電腦輔助設計(CAD)建構三維數位模型,經軟體切片運算後,利用設備將材料(如光敏樹脂、熱塑性塑膠絲、金屬粉末等)以熱熔擠出、光固化或雷射燒結等物理或化學反應,逐層堆疊固化為實體物件。 實務應用與影響上,此技術大幅降低了複雜幾何造型的製作門檻。在現代工藝與文資領域中,廣泛應用於產品前期打樣、客製化模具開發以及文化資產的數位修復與逆向工程翻模,促成了傳統工藝與數位科技的跨域融合。

小題 (五)

蠟染

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看到「蠟染」,應立刻聯想到「防染工藝」的分類。作答時先點出利用蠟材作為「物理防阻層」的定義,接著說明「上蠟、冷染、脫蠟(熱熔)」的物理變化過程與「冰裂紋」的工藝美學特色,最後簡述其在臺灣結合在地植物染的創新應用。

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「蠟染」為一種傳統的防染印染工藝,利用蠟材作為物理性防阻層以製作織物圖案。

  1. 定義與過程:將融化之蠟液(如蜂蠟、石蠟或混合蠟)依設計圖案描繪於織物(棉、絲等)上,蠟液冷卻凝固後會滲透纖維形成防水層。隨後將織物浸入低溫染液中(避免高溫融蠟),未上蠟處吸收染料發生化學結合,上蠟處則因物理阻隔而達到防染效果。最後藉由高溫水煮或熨燙等熱熔方式脫蠟,顯現出未被染色的圖案。
  2. 美學特徵:在染色及操作過程中,冷卻的蠟層常受力產生龜裂,染液滲入裂縫中,形成自然且無法複製的「冰裂紋」,為蠟染最具代表性的工藝美學。

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