略談3D打印在陶瓷生產(chǎn)中的應用

隨著生產(chǎn)技術的更新?lián)Q代，3D打印技術獲得了越來越多的關注，并成為各類生產(chǎn)技術領域的研究熱點。它是通過計算機三維建模并連接相關的打印設備，用逐層構造實體模型橫截面的方式來成型的新技術，不僅為生產(chǎn)提供了有效的技術支持，而且節(jié)省了大量的人力、物力，還大大提高了生產(chǎn)效率，因此3D打印技術在陶瓷生產(chǎn)領域的研究是非常具有價值的。

一、3D打印技術在陶瓷生產(chǎn)中的發(fā)展優(yōu)勢及現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的陶瓷工藝生產(chǎn)中，陶瓷產(chǎn)品設計圖絕大多數(shù)以設計師手工繪制為主，設計師還需在由圖紙向實體模型的轉變過程中，與開模師準確地傳達產(chǎn)品的尺寸、形狀以及造型特點，而在這個過程中會出現(xiàn)以下幾個問題：

（一）以口述的方式完成由圖紙向實體模型的轉變會對產(chǎn)品的尺寸精度造成嚴重影響。

（二）對二維圖紙的設計依賴性大，且二維圖紙與最終的三維造型有一定差距，影響最終產(chǎn)品的生產(chǎn)效果。

（三）設計師手工繪制二維圖紙以及對圖紙的反復修改，加上與開模師反復交流溝通并修改石膏模具這個過程，對人力、物力的消耗大，而且延長了產(chǎn)品的制作周期，增加了生產(chǎn)制造成本。

在傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)周期長、成本高的背景下，3D打印技術在陶瓷生產(chǎn)中迎來了新生。3D打印技術利用三維建模的方式對產(chǎn)品進行開發(fā)設計，設計師通過計算機輔助設計的方式進行圖紙繪制，并按客戶的需求對產(chǎn)品圖紙的尺寸及造型特點進行修改。再利用三維數(shù)字化建模的方式模擬虛擬的三維產(chǎn)品造型與客戶進行交流，并可在交流溝通的同時，隨時對產(chǎn)品進行調整和修改。與傳統(tǒng)的陶瓷生產(chǎn)過程相比，不僅縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)省了人力物力，同時還減少了原材料的耗費，降低了產(chǎn)品制造的成本。還可以直接通過陶泥打印機按照三維建模中的模型打印出陶泥，再經(jīng)過曬干、上釉和用傳統(tǒng)工藝燒制等流程生產(chǎn)陶瓷產(chǎn)品。這種方式的優(yōu)勢在于生產(chǎn)速度更快、更節(jié)約原料，最重要的是可以生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝難以實現(xiàn)的結構復雜、造型獨特的產(chǎn)品。

二、3D打印技術的原理與特點

3D打印技術是一種快速成型的技術，通過計算機輔助按一定尺寸形狀建立三維數(shù)字化的模型，再通過特定打印軟件對模型進行逐層分割并解析，讀取三維數(shù)字化模型中的每一層橫截面信息，與之連接的動作系統(tǒng)就會根據(jù)橫截面的信息設定打印路徑，并按路徑在二維平面身上運動，在一層打印完成后，動作系統(tǒng)會上升一層，繼續(xù)按讀取的橫截面信息構造實體平面，在打印實體產(chǎn)品時疊加連續(xù)的物理層，所以最終的實體結構是通過逐層堆疊材料實現(xiàn)的。

三、3D打印技術在陶瓷生產(chǎn)中的工作流程

（一）數(shù)字三維模型的建立

三維模型的建立是3D打印技術的核心，陶瓷產(chǎn)品的制作是以三維模型為基礎的，通過計算機輔助技術可以更加直觀明確地體現(xiàn)設計師的想法和對產(chǎn)品設計的方案，設計過程也非常靈活，為陶瓷產(chǎn)品的二維圖紙設計提供了有力的技術支持，并且讓結構復雜和造型獨特的模型也有了技術保障。設計師在設計以及與客戶的交流過程中還可以隨時對產(chǎn)品進行調整和修改，簡化了傳統(tǒng)工藝中開模師對石膏模型進行反復修改的過程。

（二）3D打印泥坯的制作

陶瓷3D打印機原理是建立在降低維度的基礎上，使用濕陶泥作為打印的原材料，通過計算機輔助技術的處理建立坐標系生成不同的G代碼，驅動電機運轉，最后通過物理層的堆疊形成三維形態(tài)的實體模型。

（三）陶瓷胚體的表面處理

通過相應的打磨技術對實體模型進行表面處理，使其表面光滑無瑕疵，可用中粗砂紙進行粗磨，最后用細砂紙進行精磨，并將表面的浮灰吹掃干凈后對陶胚表面進行彩繪，繪制完成后將胚體晾干并對彩繪表面上釉，最后一個步驟與傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)工藝相似，即將其放入窯中燒至定型。

總之，3D打印技術應用于陶瓷生產(chǎn)中對于生產(chǎn)效率的提高具有重大意義。其與傳統(tǒng)的陶瓷生產(chǎn)工藝相比具有較為明顯的優(yōu)勢，不僅節(jié)省了資源，還可以更精準地體現(xiàn)設計師對于產(chǎn)品的想法，縮短了整個產(chǎn)品設計的流程，雖然會存在打印機使用材料方面的缺陷，但之后的研究工作可以逐漸改善這個弊端，因此整體上它的優(yōu)勢是大于弊端的，所以我們應該對此技術進行進一步的深入研究，開發(fā)它更大的社會、經(jīng)濟效益。

參考文獻：

陳浩.3D打印技術在產(chǎn)品造型專業(yè)的應用[J].消費導刊，2016（9）.

[作者簡介]

王悅鑫，大專學歷，1993一1996年南安紅星工藝美術學校畢業(yè)。1998一2001年福建師范大學函授美術畢業(yè)。福建省陶瓷行業(yè)技能能手，泉州工藝美術協(xié)會會員，泉州市創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)協(xié)會專家會員，泉州市工藝美術大師，福建省工藝美術名人（榮譽稱號）。

[作者單位]

泉州帝堯古陶瓷藝術研究院股份有限公司

（編輯：溫子超）