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摘 要: 作为我国传统历史文化中的重点要素,陶瓷及其工艺制品除了本身具备一定的观赏价值之外,在现实生活中的实 用性也非常强,在我国多个行业中获得了广泛的运用。在传统的陶瓷制作过程中,其制作工序较为复杂,涉及较多步骤。但是 在我国现代科学技术高速发展的社会背景下,将 3D 打印技术用在现在陶瓷的设计、制作环节中,可以促使制作流程的复杂度大 大降低,简化了制作流程,缩短了制作时间,传统陶瓷文化和我国现代工艺实现了融合发展,并使得我国的陶瓷工艺品得到了 全面升华。因此将 3D 打印技术使用在陶瓷工艺品的制作、设计和加工过程中,可以保障其颜色丰富,造型独特,并将具备更强 的功能性,满足不同行业对陶瓷工艺品的使用需求。基于此,本文针对 3D 打印技术在陶瓷艺术设计中的运用展开相应的探讨和 研究,以供参考。
在我国后现代社会主义高速发展的社会背景下,3D 打印技 术的出现、发展和运用,通过与陶瓷艺术的结合,让我国的陶瓷 艺术领域迈向全新的发展台阶,可以保证其造型设计更为精准, 打破传统陶瓷的生产工艺存在的技术局限性,并保障造型设计的 丰富多样,可进行小批量生产,为我国当代陶瓷艺术领域的发展 和进步,带来了全新的发展生机。目前,在 3D 打印技术的使用 过程中,虽然将其运用在传统手工技术为主的陶瓷行业中,其使 用场景相对较少,同时有着较高的技术门槛,材料加工过程较为 困难,成本投入较高,但是对于简化成型结构,减少成型生产时 间,把控陶瓷工艺品的制作精准度, 却有着非常重要的现实意义, 是传统手工制作技术难以企及的重要优势之一,这也顺应了中国 制造 2025 的发展方向。尤其是在将云计算技术、物联网技术、 大数据技术和 AI 智能技术作为核心的时代变革发展过程中,代 表着我国制造行业的进一步发展,也将成为未来制造行业迭代更 新的发展方向。
一、传统设计方法与 3D 打印技术的比较
(一)成型方面
在传统的陶瓷艺术设计和制作过程中,其成型过程主要涉 及五个阶段,分别为铸造成型、泥浆板建筑造型、注浆成型、塑 料成型、黏土板焊接成型,其成型流程较为复杂,大多数的制作 环节和手绘步骤都需要通过人工进行才可完成。而这些流程,将 会受到制作人的制作经验、材料、成本投入等多方面因素的影响 和限制。但是将 3D 打印技术应用到其中,其主要制作流程分别为配料—3D 打印成型—坯体后处理—脱脂和烧结,可以更为清 晰直观地展现出设计理念,也可以对产品的整体外观进行三维立 体化展示,并通过精准建模以及数字模型的可编辑建设,以确保 设计工作人员可以在设计和制作过程中,依照其出现的新问题进 行第一时间的调整和优化。
(二)材料方面
目前,在我国 3D 打印技术的发展过程中,将其运用在陶瓷 艺术领域上,可突破传统陶瓷成型在条件上的制约和不足,确保 陶瓷产品设计、制作过程更为自由,成型之后的陶瓷产品也可以 高度符合最初的设计理念。3D 打印陶瓷技术可以通过运用特定 的 App,将想要制作的陶瓷产品进行预测成型,并通过运用可编 辑数字模型,对其形状进行随意的更改,对其风格进行优化,确 保即便是非陶瓷专业领域的专业人员, 也可以制造出符合其审美、 预期发展目标的陶瓷工艺品。在传统陶瓷的设计和制作过程中, 粘土为其中的重要材料,可以保障陶瓷的灌浆过程“立性”,也 可以使得灌浆过程的材料可塑性和稳定性得到改善,全方位优化 坯体的密度和强度。将 3D 打印技术运用在我国的陶瓷产品设计 和制作过程中,可以在制作流程中进一步展现出原材料的特性, 突破传统原材料存在的局限和不足,使制作过程变得更为便捷。
(三)装饰工艺方面
在传统的陶瓷工艺品装饰过程中,由于原材料种类有所不 同,制作人的审美喜好存在差异,因此其装饰手段也较为丰富多样。其中包括坯体装饰、化妆土装饰、色彩绘画和釉面装饰等。 将 3D 打印技术应用在陶瓷工艺品的设计和制作过程中,主要是 通过三维图像,改善其装饰效果,优化其艺术价值,使得装饰设 计模式更为丰富多样。
二、3D 打印制作陶瓷艺术品的设计与工艺
(一)3D 打印制作陶瓷艺术品的设计理念
1. 陶瓷艺术品的整体设计风格的确定
在进行陶瓷工艺品的设计和制作之前,需要明确当前陶瓷 工艺品的整体设计艺术风格,综合考量 3D 打印技术运用在其中 的优势和不足之处,并基于两个方向进行设计。首先,需要关注 作品在装饰审美上的设计需求,并运用仿真设计,将传统陶瓷审 美的设计元素融合其中,突破传统的造型设计模式,发挥出 3D 打印技术在陶瓷工艺品设计中独具特色的审美和装饰属性。其次, 需要关注 3D 打印技术运用在其中的作品功能性,可以通过参考 建筑艺术、传统工艺、功能性陶瓷多个门类,尝试混合、还原和 重组设计,设计出功能性更为齐全的 3D 打印艺术作品。
2. 传统陶瓷审美在现代设计中的继承
在继承传统陶瓷审美设计的过程中,需要综合考量大量的传 统陶瓷设计工艺品,并通过精准提炼,选择传统陶瓷艺术设计过 程中的美观元素以及在装饰上的独有价值,在符合当前陶瓷工艺 品设计整体艺术风格的前提条件下,展开相应的设计活动,其核 心在于提炼出其中的传统美。举例来说, 对于传统的陶瓷艺术品, 在其造型类型上较为丰富多样,其中包括玉壶春瓶造型、油锤瓶 造型、瓜棱瓶造型、梅瓶造型、四方瓶造型,等等,这些二造型 口径存在差异,较为丰富。须在提炼出其中的精髓之后,通过用 3D 打印技术,采用流线螺旋形外观塑造花器的整体外观,并保留 传统陶瓷工艺品的口径变化规律,但是对于当前花瓶的腰部、底 部和瓶口位置,则可以运用直线棱角的方式,保障其整个外观设 计的起承转合,让花器气和四方瓶高度相似,四壁以直角构成。
3. 传统陶瓷造型在现代设计中的发展
相较于传统的陶瓷的审美艺术特征,将 3D 打印技术用在艺 术品的设计过程中,有着难以媲美的审美价值,也就是可以让整 个陶瓷工艺品既具备传统的“秩序性”,又有着现代的机械美感。 3D 打印技术本身就代表着突破了传统制造行业中陶瓷工艺品的 设计束缚,进一步降低了在陶瓷的烧结过程中的工艺烦琐度,让 设计人员真正地从人工操作中解放出来。举例来说,在陶瓷工艺 品的实际设计过程中,首先,基于作品的多个角度来尝试 3D 打 印技术的使用, 例如可以通过尝试运用纹理工艺, 综合考量树叶、 贝壳和核桃等机理较为复杂的物体,运用分层打印的工艺方式, 使其具备秩序性,同时具备现代审美。其次,可以尝试不同的造型, 将 3D 打印技术运用在陶瓷工艺品的设计过程中,可以和传统的 陶瓷造型形成鲜明对比,带来出乎意料的突破。最后,可以尝试 将 3D 打印技术运用在上釉和烧制等环节中。综合运用光固化 3D 打印技术、陶瓷粉末 3D 打印技术和液态沉积 3D 打印技术,在烧 结完成之前,通过对最小化产品原型进行上釉预览的效果是否符合设计标准及要求。
(二)3D 打印制作陶瓷艺术品的工艺流程
1. 三维模型的制作
将 3D 打印技术用在陶瓷工艺品的制作过程中,数字模型建 模作为其中的重要步骤,发挥出来的作用十分突出。与传统的设 计和制作模式相比,3D 陶瓷艺术打印在曲面造型上存在着大量 的技术难点。但是伴随着这些年我国数字化技术的不断发展和进 步,设计工作人员可以通过运用数字化技术,让陶瓷工艺品的复 杂曲面设计变得更为灵活多样。举例来说,可以通过数字模型和 3D 打印技术,对作品的造型特征进行全方位展示,以对设计方 案进行及时调整, 为后续的生产制作过程提供强有力的数据参照, 为其打下坚实的技术保障。在实际设计制作过程中,三维模型制 作一般包括两种方式,分别为正向建模和逆向建模。正向建模主 要就是通过给出作品的二维设计图纸,明确作品的设计尺寸以及 外观和结构,随后三维建模设计师综合二维设计图纸创建模型。 逆向建模主要是综合实物模型, 对其进行扫描之后成为三维建模, 最后在三维建模的基础条件下进行二度创作,在其中融入个人的 设计理念,以数字化的方式展现出二度创作之后的效果。由此也 可以得知,不管是正向建模还是逆向建模,都可以为相关设计工 作者提供更为丰富、更为自由的创作途径。
2.3D 打印技术制作泥坯
3D 打印技术用在陶瓷工艺品的设计过程中,其主要的技术 原理是通过进一步降低作品的设计维度,将传统的三维立体模型 以软件和设计 App 为载体,将其制作为二维模型,并生成直角坐 标点,依照直角坐标点,生成代码,随后通过在数控机床中输入 代码,进行分层打印。基于 3D 陶瓷打印技术的这一原理,通过 在其中运用切片概念,切片的厚度就是 3D 打印技术用的核心数 据。从本质上来说,切片的厚度越薄,作品能够承载的结构设计 就更为复杂,最终设计出来的作品精准度也就可以得到保障。因 此,针对目前使用到的 3D 打印设备,除了对其精密度有着较高 的标准及要求外,对于其使用到的陶瓷材料,也会提出更高的标 准。在传统的陶瓷工艺品制作过程中,大多数都是将湿粘土作为 打印材料,但是总的来说,湿粘土由于其密度和强度不足,若是 切片厚度小,则容易在其打印过程中出现严重的破损、塌陷以及 变形问题,无法保障其形状制作的复杂度要求。但是通过运用硬 质黏土,则可以弥补这一不足。因此,在我国目前的 3D 打印技 术陶瓷工艺品制作过程中,用到的材料多为硬质黏土。
3. 陶瓷材料表面的后处理
在正式进行烧制之前,需要将打印过程中所出现的拉丝问 题和残缺问题进行处理,可以通过运用细砂纸,对表面进行轻微 打磨。烧制完成之后,还需要对其表面进行相应的打磨处理,这 也是保障其表面完整,确保其制作尺寸精度达到标准及要求的重 要步骤。为保障其材料打磨工作的有效性,一般情况下用到的技 术为高速磨削,高速深磨加工,缓进给磨削等工艺。除此之外, 为进一步规避在其后续制作过程中表面出现裂纹,处理时也可以 通过运用气泡试验的非损伤法,对其表面裂纹进行相应的测试,以避免其物理性能被破坏。
三、陶瓷 3D 打印技术在陶艺教学中的应用
(一)制作可视化教具和学具
将 3D 打印技术运用在陶瓷工艺品的制作过程中,还可以用 来制作课堂教具。一方面,可以基于感官刺激这一角度让学生深 刻了解到陶瓷工艺品的大小、色彩和形状,优化对陶瓷工艺品的 认知和了解。另一方面,也可以让学生了解到陶瓷工艺品从灵感 迸发到实物制作的全过程,带领学生进行认知发展,为其提供在 陶瓷工艺品制作上的感性认知材料,优化课堂教学质量。
(二)可辅助学生创新设计
在传统的陶瓷工艺品教学过程中,需要学生具备一定的学 习基础,与此同时,还需要学生具备较强的想象力、动手实践能 力和思维创造能力。但由于学生个体之间存在差异,学习能力、 学习方法和学习动机有所不同。最终的陶瓷工艺品学习效果也有 所不同。将 3D 打印技术用在陶瓷工艺品的设计过程中,可以为 学生提供更为丰富多样的学习模式, 让学生的学习过程更为积极, 优化学生在课堂学习上的观察能力、沟通能力和问题解决能力。 另外,教师也可以在课堂中为其给予针对性的指导,实现在教育 实践活动上的有益创新尝试。
(三)增进教学内容丰富性
在传统的陶瓷工艺教学过程中,教学模式较为单一,但若 是可以将 3D 打印技术用在其中,则可以突破传统教学存在的局 限性,保障教学方式的灵活多样。尤其是将 3D 打印技术通过计 算机终端来进行演示,融合陶瓷工艺品的设计、制作等多个流程 中,以激发学生对课程的学习兴趣,达成在陶艺教学上的标准及 要求。同时,需要教师注意培养学生的文化底蕴,将 3D 打印技 术用在陶艺教学过程中,作为一种课堂教学的辅助手段,可以提 高学生的学习兴趣。但是在关注现代科学技术高速发展的社会背 景下,也不可忘记为学生讲解陶艺发展历史、设计理念和传统的 制作工艺,并通过在其中延伸艺术理念、艺术知识和艺术文化, 改善学生的文化底蕴,优化学生的核心素养。另外,可以优化学 生的专业技能,当前我国教育事业的发展特征,其主要以培养应 用型、技术型人才为主,因此将 3D 打印技术应用在陶艺专业教 学过程中,不是简单的陶艺教学,而是通过创新性教学方式,培 养出懂得 3D 打印技术的陶艺制作应用型人才,让学生在无声的 世界中,以 3D 打印技术为载体,描绘出有形的思想,以改善个 人创作意图,提高教学质量。
结语
综上所述,将 3D 打印技术用在我国的传统陶瓷文化继承以及现代陶瓷的制作工艺过程中,可以突破传统陶瓷制作存在的局 限性,代表着在我国制造行业发展过程中的一次创新性尝试,也 是未来在陶瓷制作过程中,其艺术形式的必然发展趋势,为我国 现代陶瓷制作提供了全新的制作办法,既可以为传统的陶瓷文化 注入源源不断的活力和生机,也可以传承陶瓷传统文化中的优质 元素。现阶段,3D 打印技术应用在陶瓷领域制作过程中,已经 获得了行业的广泛关注、青睐和喜爱,尤其是对于我国当代陶艺 人才的培养来说,更是为其注入了活力。因此需了解 3D 打印技 术和传统陶瓷设计制作工艺的差异性,明确其设计和制作使用策 略,以及在现代陶艺教学中的使用办法,以发挥出 3D 打印技术 的最大价值。
参考文献:
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