技術與藝術一體化設計系統開發與第三代簡一大理石的研制＊

李志林 楊君之 梁燕珍

（1佛山市簡一陶瓷有限公司 廣東 佛山 528000）（2佛山市金甲環保科技有限公司 廣東 佛山 528000）

前言

佛山是世界上最大的建筑陶瓷生產基地，是中國建筑陶瓷的領頭羊。然而，與世界發達國家相比，仍然存在有很大的差距。產品價格就是其中一個重要方面的體現。在國際市場上，目前佛山生產的墻地磚只有意大利、西班牙等國家同類產品的二分之一到三分之一。產品設計是產品價值提升的重要手段，但模仿和抄襲別人的產品一直是國內陶瓷企業產品生產的主流，目前市場上有至少超過70%以上的產品是靠模仿和相互抄襲生產的，而僅有不到30%的產品屬于自主設計的。近年來，隨著中國企業越來越多地參與世界貿易，許多陶瓷企業不但注重新產品的研發，而且已經意識到產品自主設計的重要性。

自主設計在國內大多數企業中仍處于起步階段，產品設計著重于追求單一的外觀效果，缺乏考慮生產、應用等綜合因素，特別是節能減排因素。而且設計程序和人員的配合不對應，設計過程的技術、美觀、應用3大部分相互脫節（見圖1）。因此，經常造成產品功能過剩，或者缺乏文化個性，或者與應用環境不相稱等情況。

針對這些情況，筆者總結了近年來企業產品設計的經驗，分析和學習了意大利同行在產品設計方面的方法，憑著對市場的銳覺和勇于創新的精神，在企業原有設計的基礎上，研發出了一套產品自主設計的快速工作體系——技術與藝術一體化設計系統，實現能夠科學地對產品功能、工藝方法、應用環境、節能減排、色彩造型、文化內涵等因素的進行優選和設定。并計劃將“第三代簡一大理石”作為該系統的第一個實踐范例，利用該設計系統完成產品系列的設計和研發任務。

圖1 目前陶瓷企業產品設計體系

1 設計系統的開發思路

“技術與藝術一體化設計系統”主要由系統硬件、標準化平臺、工作軟件、設計機構4大部分組成（見圖2）。

圖2 “技術與藝術一體化設計系統”的構成

圖3 “技術與藝術一體化設計系統”的工作原理

設計系統的核心是將技術設計、藝術設計、應用設計等諸多因素進行綜合考慮，然后獲得最佳的產品方案后再付之研制，這樣不但可有效地提高新產品研發的效率，更重要的是能夠有效地利用資源，使產品和生產過程的節能減排因素得到充分的優化。

圖4 設計系統能夠同時綜合考慮和處理諸多因素

2 設計系統的開發與建立

除了在原有設計體系基礎上進行調整、補充完善之外，關鍵需要完成以下3個方面的重點工作。

2.1 系統的整體設計

本項目系統的整體設計遵循“大理石開發1234原則”，明確了產品的高端定位和節能減排要求，對產品的技術和藝術因素進行事前控制，從而實現對原材料選擇、生產過程控制、應用環境配合的最大優化。本項目設計系統除了配備必要的硬件以外，還需要通過標準化平臺建立、設計軟件的開發、管理程序的制定、設計人員的分工配合等方面，構成了整體工作系統。

2.2 色標庫的建立

標準化平臺是本項目實施的重要環節之一。在目前企業的研發中，由于釉料、顏料沒有標準化，顏色和配方也沒有標準化，每次對色都要重新調整配方，效率很低，浪費資源，而且同批次產品往往對不上原有的顏色，不但造成產品色號多，而且造成產品圖案容易失真。另一方面，由于陶瓷顏料煅燒后的顏色與原態顏色不一樣，在沒有標準化和電腦記錄在案的情況下，設計人員、研發人員往往需要憑自己的經驗判斷產品的色彩，也是造成設計失真的重要原因之一。

通過選擇標準化程度高、產品穩定的供應商，實現釉用原料、釉用顏料的第一道標準化，再根據產品類別確立基礎釉料配方，以及制作色標（3 000～5 000個）和顏色配方，輸入電腦系統建成色標庫，設計人員只需要調用電腦素材就可以獲得色彩和配方的結果（見圖5）。

圖5 色標庫建立示意圖

2.3 設計軟件的開發

本項目的另一個創新點就是自主開發了“JJ－設計1號”應用軟件，雖然未能實現完全依靠電腦完成產品設計工作，但相對傳統的設計方式，已經有了突破性的進步。

“JJ－設計1號”是在通用設計軟件的基礎上，專門針對陶瓷產品設計而開發的，不但具有3D－MAX、CAD、CRW等功能，而且可以將圖片立體化（見圖6）。

圖6 “JJ－設計1號”軟件主要功能

3 實施效果

“技術與藝術一體化設計系統”的成功開發，為新產品的研發提供了重要的技術支持。利用本項目的技術，我們同時研發了“第三代簡一大理石”系列產品，實現了技術創新、自主設計、產品研發同步推進的科研思路。

表2 “第三代簡一大理石”設計研發效果

“第三代簡一大理石”仿真度很高，將天然石材厚重的質感、自然的肌理、柔和的通體、活而有序的紋理等特性表現得淋漓盡致，獲得了“不是天然，勝似天然”的美學效果。

通過“技術與藝術一體化設計系統”，我們從原料、工藝、配方以及整個生產過程都建立了全面的、系統的變形控制技術與管理標準，使第三代簡一大理石平整度完全達到了天然石材的水平，實現了無縫鋪貼，整體鋪貼效果邁上了一個新臺階。

“第三代簡一大理石”在獲得獨特裝飾效果的同時，較好地實現了節能減排，生產過程冷加工廢棄物減少約15%，綜合能耗降低了10%以上。

4 生產工藝流程

圖7 “第三代簡一大理石”生產流程圖

5 原料組成及配方

5.1 坯用原料

坯用原料的化學組成如表3所示。

表3 部分坯用原料化學成分（質量%）

5.2 坯料配方

坯料的化學組成如表4所示。

表4 坯料化學成分（質量%）

5.3 釉用原料

釉用原料的化學組成如表5、表6所示。

表5 部分主要釉用原料化學成分（質量%）

表6 主要釉料配方組成（質量%）

6 主要工藝參數

6.1 漿料制備工序

表7 漿料工藝參數

6.2 粉料制備工序

表8 粉料工藝參數

6.3 沖壓成形工序

表9 成形工藝參數

6.4 釉料制備工序

表10 釉漿工藝參數

6.5 干燥工序

表11 干燥工藝參數

6.6 施釉工序

表12 施釉工藝參數

6.7 燒成工序

表13 燒成工藝參數

7 產品標準及性能

經檢測，產品各項指標符合GB／T 4100－2006標準，放射性符合GB 6566－2001標準中A類裝飾材料要求（詳見產品質量檢驗報告）。

表14 產品主要性能指標

8 結語

“技術與藝術一體化設計系統”的研發成功，突破了傳統產品設計的局限，實現了技術、藝術設計因素的事前控制和最大優化，有效地提高了企業的產品自主設計能力，實現了企業科技創新發展的戰略意圖。

“第三代簡一大理石”質感明亮，裝飾效果豐富多彩、自然流暢，在防污、防滑性能上取得了質的提升。產品同時具有非常獨特的視覺效果，質感豐潤又透明交融，顏色明亮華麗，且層次感強，具有立體層次效果，更便于與不同色彩的家具飾品搭配，成為天然石材在室內使用的替代品。其既可以適用于室內地面、內墻鋪貼，也可以適用于外墻裝飾，應用場合非常廣泛。

1 楊輝，黃仲明.保持陶瓷企業在質量管理體系有效運行的幾個關鍵因素.全國性建材核心期刊——陶瓷，2012（10）：11～13

2 孫慶利.Excel在三元系統代數配料改進法中的應用.全國性建材核心期刊——陶瓷，2010（6）：30～32