現代陶瓷3D打印的優勢與不足

閆柯杉

摘 要：陶瓷3D打印是一個新興的產業，它的出現極大地改變了人們對陶瓷文化的認識，對產業格局的豐富也產生了積極的作用。文章通過對陶瓷3D打印技術的流程、優點和不足的認識，闡述了陶瓷3D打印在當前的發展狀況和面臨的一些問題。

關鍵詞：陶瓷藝術；3D打印；建模；流程

中圖分類號：J212 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2017）33-0020-01

一、前言

3D打印（3DP）即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的，常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

在陶瓷領域，3D打印近些年也發展起來，成為一個新型的領域而備受關注。從原料上來說，陶瓷3d打印的原料跟普通瓷器原料區別不大，就是加了一點無機材料在里面，來達到它的硬度韌性。從操作上來說，只要能做出3D模型，這個作品基本上就已經完成了。3D打印機器控制的都是基本參數，功能一目了然。下面逐一認識3D打印的流程及特征。

二、陶瓷3D打印流程

陶瓷3D打印的過程大致分為以下幾步：（1）第一步是建模，這是整個過程最主要的環節。建模是通過專業的設計軟件如瑪雅、3DMAX等，設計出產品的立體結構形態；（2）有了模型之后，就是陶瓷切片。所謂的切片，就是將3D模型轉化為3D打印機本身可以識別和執行的代碼，如G代碼、M代碼；（3）第三步，將切片完成的文件通過優盤導入機器中，機器就會自動識別文件，通過按鈕你可以控制機器的啟動、關閉、打印速度和打印精度；（4）打印過程中，成型的素坯可能會有一點瑕疵，這就需要人工進行修飾完善；（5）坯體完成后，放進干燥爐烘干水分，一般干燥爐干燥的時間為30分鐘；（6）干燥完成的坯就可以自行選擇上釉或不上釉，最后放在微波燒成爐里燒制成瓷。整個過程用時十分簡短，也就是三，四個小時。

三、陶瓷3D打印的優勢

3D打印的優勢主要表現為以下幾個方面：（1）節省材料。打印過程中不用剔除邊角料，提高了材料的利用率，低了成本，從而有效地縮短了產品研發周期；（2）不需要傳統的刀具、夾具、機床或任何模具，就能直接把計算機的任何形狀的三維CAD圖形生成實物產品，可以制造出采用傳統方法制造不出來的、非常復雜的制件；（3）3D打印無需集中的、固定的制造車間，具有分布式生產的特點，減少了制作程序，也大大節約了生產成本；（4）打印的坯可以做出人工很難做出的肌理、形狀，而且經過20年的發展，3D打印的精度有了大幅度的提高。目前市面上的3D打印成型的精度基本上都可以控制在0.3毫米以下。這種規整度是人工很難做出來的。

四、現階段3D打印存在的一些問題

作為一個新興的產業，陶瓷3D打印技術還有不夠成熟和完善的地方。主要表現在以下幾個方面：（1）由于機器打出來的泥巴是軟的，如果陶瓷器物的傾斜度大，就會出現變形甚至坍塌。所以現在做的瓷器最大的傾斜角度是45度，這就局限了空間的多樣發展。不過科研人員正在開發一種以固體為原料的機器，通過針頭加熱軟化，打印的坯體一開始就有一定的硬度，能夠很好解決塌陷問題；（2）由于出泥的針管細小，原料會凝固阻塞針頭，需要經常專門清洗，增加了勞動量和程序；（3）還有，裝原料的容器氣壓可能會不穩定、履帶容易松等等，這些問題說明現在的3D打印技術并不是很成熟，有很大的發展空間；（4）微波加熱是利用材料自身的發熱進行加熱的方法，與原來的外部加熱法不同，利用微波燒成的瓷器質量與用氣體燃料燒成的相同或更高。但是像一些花釉，結晶釉有特殊的燒成曲線，微波加熱燒制的時間太短很難燒出理想的效果，這也是3D打印亟需解決的一個問題；（5）由于現階段3D打印制作成本較高，完全走向市場、完全普及化還有待時日，因此，高成本也成為3D打印迅速推廣的一個障礙；（6）我們應該針對3D打印的優勢，最大限度的發揮其作用，在工業生產中可以彌補翻模和拉坯的不足，在藝術創作中可對3D打印擅長制作異形的產品這一特點加以利用，異形更利于對我激發我們的想象和創造能力，把自己的思想通過3D打印的形式表達出來，賦予作品藝術內涵，使3D打印的產物不再只是一個冷冰冰的瓷器，而是思想文化藝術的載體！

五、結語

作為一種新興的科學技術，陶瓷3D打印的出現給現代陶瓷文化的發展注入了新的活力，也為陶瓷科技的進步開辟了廣闊的前景。它最大程度上解放了我們的思維，讓人類的創造力更進一步靠近了自己的理想。這種技術的出現，不僅改變了我們的造物觀和思想認識，同時也方便和改進了民眾的生活方式，促進了社會的進步與發展。因此陶瓷3D打印技術有著劃時代的意義，也是一個里程碑的事件。雖說今天的3D打印還存在諸多問題，有不夠完善之處，但我們相信不遠的未來，它將成為陶瓷領域的主導性力量，帶動產業升級的同時，領域帶來一次次新的突破和革命。endprint