數字化技術在陶瓷產品設計中的應用分析

宋 楠 周愛民

蘭州理工大學設計藝術學院 甘肅蘭州 730050

數字化技術優勢比較明顯，表現力強，且功能多樣，廣泛運用于各行業中。在藝術領域中引入數字化技術，能夠將作品深層次的藝術性得以彰顯[1]。現階段，陶瓷產品設計引入數字化技術，不僅可提高設計效率，而且還能夠豐富設計手法，滋生更多的創意，迎合現代社會人們的審美。

一、數字化技術在陶瓷產品設計中的應用優勢

（一）提供了系統的工作流程

陶瓷產品設計時，不只是要考慮實用性，還需關注產品的藝術感、審美價值，確保實用與審美功能完美結合[2]。一般而言，陶瓷產品設計分為形體結構造型、貼花造型兩種。其中，形體結構造型重點在于迎合日常使用所需，貼花造型設計則是為了滿足藝術審美。傳統設計手法中需單獨繪制每一個物體，使得產品設計聯系性、系統性比較匱乏，一旦出現問題則無法秀發。而引入數字化技術，可先開展平面造型設計，修改后再生成立體實物，對裝飾效果進行直觀呈現，并可利用數字化平臺對成品進行模擬預覽。

（二）提高了陶瓷產品設計的效率

以數字化技術為核心創建而成的陶瓷產品設計數字化平臺，無需再使用傳統手工繪制設計方法[3]。這樣的設計中不再進行重復性勞動，并利用強大的數字技術，可隨意調動或修改陶瓷設計中的文字、紋樣、圖片等，也可自由地變換與更改造型版式設計。在初稿與修改稿中，設計人員可任意切換，對比各種設計版式的優劣點。如此，在陶瓷設計中巧妙地利用數字化技術，不僅能夠實現高效設計，并在數字化平臺中直觀地展示設計方案，對設計方案進行優化。設計效率的提高，為陶瓷產品大規模生產創設了條件，可提高整個工藝流程。同時，數字化技術利用電腦進行制圖，同傳統手工制圖相比，其不僅更加高效，精度更精確，而且設計效果色彩更加豐富、逼真。

二、數字化設計方式的工作流程

借助數字化技術開展臺次設計，建立數字模型至關重要[4]。設計工作人員通過模型，可對作品造型特征進行直觀的審視，迅速優化設計方案，為生產制造提供更詳細、更全面的生產數據，并予以強有力的技術保障。設計人員在三維模型創建過程中，一般需通過以下四個階段：

1.前期準備階段

基于前期設計概念草圖，設計人員繪制陶瓷產品三視圖[5]。這里，尺寸的標準并不嚴格，為接下來模型制造提供參照。

2.設計實施階段

基于具體設計要求，設計人員選擇使用三維軟件開展制作[6]。其中，Rhino建模軟件比較常見，主要用于產品外觀模型的制作。對于三維模型而言，前期三維圖尤為關鍵，結合陶瓷產品具體造型，選擇相對應的建模工具。由于造型方面的差異，其建模方法也存在不同，選取具體建模方式時應對造型特征予以重點考慮的同時，設計人員建模思維也是不可忽視的因素，只有對設計目的進行合理的表達，不管是哪一種建模思維都是科學、可取的。

3.設計方案優化階段

針對具體設計方案，設計人員還需開展評價活動，以此來對方案模型進行優化[7]。這里，造型、釉色、材質、裝飾是關注的重點，并進行效果模擬，開展高度數據驗算活動，并選擇使用直觀、視覺感強的表達方式，可高效率地評選出最佳設計方案，有力地保障了最終方案的確定。在這一環節，設計人員能夠借助渲染器制作產品效果圖，對產品的效果進行模擬。這里，渲染器主要有Key Shot、V—Ray for Rhino。例如，接種Key Shot模擬鈞瓷窯變的效果（見圖1）。

圖1 模擬鈞瓷窯變效果

4.設計深入階段

這是生產環節的最后準備階段，設計人員需進一步完善所評選出的最佳方案，基于數字化三維模型，精準地計算出產品制造所需要的泥料體積、成型制品與燒成品的收縮比等方面，并完成選用成型工藝、制作模具、模擬演示流水線等工作。

三、數字化技術在陶瓷產品設計中的具體應用

（一）Rhino建模軟件在陶瓷設計中的應用

Rhino建模軟件是一種典型的建模軟件，廣泛運用于工業設計中，主要適用于比較圓潤的實體建模，如陶瓷制品，使用這一軟件建立模型。借助Rhino建模軟件的表面建模功能，可制作出陶瓷制品外形模型，雖然形狀特別復雜，但是也能夠呈現建模的整個過程。大多數陶瓷制品都是回轉式，以回轉為核心，組合、拆分、穿插各曲面。這里，Rhino建模軟件中擁有各種旋轉模具，能夠積極吻合陶瓷模具的需求，在模具上畫下一根弧形形狀的輪廓，順著中間的軸線進行不停的轉動，如此便可輕松地完成同拉坯不相上下的產品。陶藝造型較為多樣，如具象、抽象、幾何、人物等。對Rhino建模軟件各種工具及插件功能進行把握，并靈活地使用，這是陶瓷產品構建的關鍵環節。Rhino建模軟件中插件T—spline能夠把模型同多邊形模型完美、無縫隙地融合。著名設計師科拉尼設計了一套“淚滴”式的陶瓷茶具（圖2），其造型十分獨特，表面形狀多樣，對曲率的要求特別高。這里，陶瓷制品曲率是其手感的主要影響因素，對此可選擇Rhino軟件中表面處理這一典型技術。Rhino軟件的曲面加工工具可保證曲面能夠順利地成型，且表面十分光順。對于雙曲面、自由曲面等陶瓷造型，傳統設計方法難以實現，而借助Rhino軟件便可輕松解決。

圖2 “淚滴”式的陶瓷茶具

（二）3D打印技術在陶瓷設計中的應用

3D打印機能夠迅速地堆積、黏合、迅速燒結、固化物料，并將其打印成三維產品，廣泛運用于工業制造中，可使用各種材質打印產品，迎合各行業的實際需求。如航空航天行業，有的機械零件則是由3D打印機制造而成。在藝術設計、工業制作中，3D打印技術發展前景廣闊。以往，因材料的限制，3D打印技術難以直接制造成品。然而，目前技術日益成熟，使得3D打印技術廣泛運用于各行業。著名設計師斯蒂芬·霍斯金則使用3D打印技術制造了陶瓷產品，開展了一系列創新實驗，最終獲得了成功。Stephen Hoskins打印的材料十分特別，選擇使用粉末的形態，利用激光燒結技術，印刷出造型復雜的陶瓷坯體，這一陶瓷成型技術較為獨特。打印出的成品還要通過二次的加工與處理，尤其是粗坯的表層，需對其進行光滑處理，然后再根據設計方案上色、上釉或者是噴漆，最終獲得陶瓷制品。在手工捏、拉坯、注塑等環節，時間與精力往往花費較多。注塑成型環節中，每一個看起來比較簡單的茶壺，往往需做四五個模子，并灌漿和脫模，然后粘連各零件，從而形成獨特形狀。斯蒂芬·霍斯金嘗試以3D打印技術制造出“自動上釉”的陶瓷產品，無需二次處理便能夠獲得完整的陶瓷產品。這一獨特的陶瓷工藝，可激發陶瓷藝術家手工藝術的創作積極性。

四、結語

總之，在陶瓷產品設計中引入數字化技術，為其注入了強有力的生命力。借助這一技術的獨特優勢，可降低設計成本，也可提高設計效率與質量，這完全符合陶瓷現代化發展所需。在設計各環節中引入數字化技術，使得設計人員對設計工藝進行優化，不僅滿足產品基本的使用功能，而且還能夠呈現出最佳的藝術效果，助力于陶瓷產業的發展。