略談3D打印在陶瓷生產中的應用

隨著生產技術的更新換代，3D打印技術獲得了越來越多的關注，并成為各類生產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，不僅為生產提供了有效的技術支持，而且節省了大量的人力、物力，還大大提高了生產效率，因此3D打印技術在陶瓷生產領域的研究是非常具有價值的。

一、3D打印技術在陶瓷生產中的發展優勢及現狀

在傳統的陶瓷工藝生產中，陶瓷產品設計圖絕大多數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品的尺寸、形狀以及造型特點，而在這個過程中會出現以下幾個問題：

（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，影響最終產品的生產效果。

（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，而且延長了產品的制作周期，增加了生產制造成本。

在傳統陶瓷生產周期長、成本高的背景下，3D打印技術在陶瓷生產中迎來了新生。3D打印技術利用三維建模的方式對產品進行開發設計，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品圖紙的尺寸及造型特點進行修改。再利用三維數字化建模的方式模擬虛擬的三維產品造型與客戶進行交流，并可在交流溝通的同時，隨時對產品進行調整和修改。與傳統的陶瓷生產過程相比，不僅縮短了生產周期，節省了人力物力，同時還減少了原材料的耗費，降低了產品制造的成本。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，再經過曬干、上釉和用傳統工藝燒制等流程生產陶瓷產品。這種方式的優勢在于生產速度更快、更節約原料，最重要的是可以生產傳統工藝難以實現的結構復雜、造型獨特的產品。

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，讀取三維數字化模型中的每一層橫截面信息，與之連接的動作系統就會根據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，動作系統會上升一層，繼續按讀取的橫截面信息構造實體平面，在打印實體產品時疊加連續的物理層，所以最終的實體結構是通過逐層堆疊材料實現的。

三、3D打印技術在陶瓷生產中的工作流程

（一）數字三維模型的建立

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設計師的想法和對產品設計的方案，設計過程也非常靈活，為陶瓷產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品進行調整和修改，簡化了傳統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陶瓷生產工藝相似，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中對于生產效率的提高具有重大意義。其與傳統的陶瓷生產工藝相比具有較為明顯的優勢，不僅節省了資源，還可以更精準地體現設計師對于產品的想法，縮短了整個產品設計的流程，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，開發它更大的社會、經濟效益。

參考文獻：

陳浩.3D打印技術在產品造型專業的應用[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。1998一2001年福建師范大學函授美術畢業。福建省陶瓷行業技能能手，泉州工藝美術協會會員，泉州市創意產業協會專家會員，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）