數字化陶藝實驗室建設方案

李盛年

（山東大學 工程訓練中心，山東 濟南 250002）

中國陶瓷歷史悠久，從最初的實用性發展到觀賞性再到反應人的一個思想性。陶瓷出現在人們生活的每一個角落。通過陶藝的學習，了解陶藝的發展歷史和設計方法，掌握陶藝的制作技術。陶瓷3D打印技術是在傳統陶藝的基礎之上發展而來，利用先進的軟件設計理念結合陶瓷3D打印成型設備，在注重傳統的同時，加以現代設計方法和現代加工工藝的引導，這樣可以達到以傳統陶藝熏陶學生、培養學生美感，又可以讓學生接觸、學習建模和陶瓷打印技術，了解傳統工藝、現代設計方法、現代加工技術，并且融合起來產生很好的效果。

傳統陶藝教學活動可啟迪同學的創造性思維，提高同學的設計和動手能力，培養他們的創新意識。但是傳統陶藝在制作造型曲線較復雜的作品時成本較高、批量制作復雜，多樣化造型受設備影響較大、增加設備購買量；同時對于復雜造型采用組裝制作，組裝耗費的時間和成本就較高；最重要的一點是，傳統陶藝對個體的技術水平要求較高，制作周期長。

而當在傳統技藝的基礎上加入3D陶瓷打印、微波速干、速燒等數字化技術后以上的這些問題可以迎刃而解。利用陶瓷3D打印技術打制造型曲線較復雜的作品時成本不會增加，復雜造型不比簡單造型消耗更多的時間、成本和技術能力。3D陶瓷打印技術不管造型多復雜都可以通過分層打印一次成型，例如造型外立面的凹凸字、不規則的曲線等等。相比較傳統工藝例如拉坯或者模具制作的工藝對于復雜造型必須采用組合制作法，將各分段造型粘結組合成型，3D陶瓷打印技術可以大大降低制作的時間、成本及對人工的技術要求。可以多樣化打制不同造型的陶瓷，可以把人的設想造型完全復制出來，不受人工和專用設備的制約。3D陶瓷打印的造型設計想象空間巨大，打制造型的能力完全超越人工和造型工具的制約，例如拉坯機只能制作回轉體的造型，他可以打開巨大的設計想象空間制作出手工及陶藝專用設備無法完成的奇藝造型。 數字化陶藝實驗室是由普通陶藝工作室融入陶瓷打印設備、速干、速燒設備，結合現代的設計工具組合起來的具有設計、手工和自動制作、施釉、燒制、展示等項目的綜合教學創新實驗室。

首先，數字化陶藝實驗室的硬件建設：（1）拉坯機；（2）泥板機；（3）真空煉泥機；（4）噴釉箱；（5）陶瓷 3D 打印系統；（6）水分測量儀；（7）計算機；（8）三維建模軟件；（9）微波極速干燥箱；（10）微波智能快速燒成爐。集合了傳統設備與現代制造、設計方法并且融合到一起。

其次，數字化陶藝實驗室的功能區域合理劃分：分別是泥料儲藏區、陶瓷備料區、理論教學區、程序設計區、拉坯操作區、陶瓷3D打印區、手工制作區、作品干燥區、施釉區、窯燒區、作品展示區，每個區域它們各自有不同的工作屬性，但又是相互串聯密不可分。各單位承擔的詳細功能介紹如下：

1.泥料儲藏區。制作陶瓷造型所需泥料必須是在一定含水率和粘性的狀態下。儲藏區必須設立在較獨立的一個空間內，最好是保持房間濕度不見陽光，防止材料水分蒸發。

2.陶瓷備料區。作用就是準備為傳統陶藝例如拉坯成型、泥條盤筑、手捏塑、泥板成型所需的泥料，注漿工藝所需的泥漿，陶瓷3D打印系統所需的抽真空的罐裝陶瓷原料。調整它們的含水量及其粘度以達到使用標準。

3.理論教學區。承擔理論教學任務，配置多媒體設備等。

4.設計區。包含傳統陶藝造型設計區和陶瓷3D打印程序設計區兩部分。科技水平的不斷提高加快了陶瓷行業的提升步伐，陶瓷設計的發展從傳統設計手段逐漸融入高科技技術并且穩步發展，傳統陶瓷作品的設計是要繪制許多的草稿來進行對比、選擇，是一種耗時、低效、工作強度較高的設計方法，而采用現代設計方法三維建模軟件等，在設計中的各個階段都有很好的輔助能力，在造型推演、結構細化、真實感的表現等方面得心應手。

5.拉坯操作區。主要進行拉坯成型，拉坯成型是陶瓷史上一個偉大的變革，從最初的人工驅動的轆轤成型到現在的以電驅動的拉坯機，用這種成型方法制作的器型更精致、規整。

6.陶瓷3D打印區 。主要由陶瓷3D打印機、供泥裝置、數顯空氣壓縮機組成。陶瓷3D打印技術是以數字模型為依據，使用含水率較高的陶瓷泥料，以分層打印的方式來形成陶瓷造型。

7.手工制作區。主要進行手捏塑、泥條盤筑、模具注漿等純手工制作。

8.作品干燥區。陶瓷制品的干燥，半成品的擺放區域。

9.施釉區。進行坯體施釉的區域，施釉方法一般分為浸釉、淋釉、噴釉、畫釉。

10.窯燒區。配置微波極速干燥箱、微波智能快速燒成爐。可以大大節省時間，從作品干燥、施釉、燒制完成，可以在幾小時內完成比傳統設備節約十幾倍的時間。

11.作品展示區。展示區的存在是為同學交流做準備，好的創意、好的作品會引起大家的關注。

把現代的設計方法應用到陶瓷設計中，用傳統工藝結合現代加工技術（陶瓷3D打印）創作陶瓷造型，豐富了陶瓷實驗室的學習內容。