王思卿

摘要：黏土打印是一種基于3D打印技術(shù)的陶瓷材料成型技術(shù)。其興起于2011年前后，如今已逐步成熟和產(chǎn)業(yè)化。文章對(duì)黏土打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行梳理分析，對(duì)黏土打印的陶瓷作品深入研究，分析其在當(dāng)下的審美特征;并總結(jié)了黏土打印技術(shù)對(duì)陶瓷藝術(shù)發(fā)展的促進(jìn)作用。最后著眼于傳統(tǒng)工藝與新技術(shù)之間關(guān)系進(jìn)行思考，討論分析了新技術(shù)對(duì)陶瓷藝術(shù)可能帶來(lái)的影響，以期助力新時(shí)期陶瓷藝術(shù)的再發(fā)展。

關(guān)鍵詞：3D打印;陶瓷;工藝

中圖分類號(hào)：TS936 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2019）08-0155-03

1關(guān)于黏土打印技術(shù)

3D打印技術(shù)興起于20世紀(jì)80年代，是一種通過(guò)構(gòu)建連續(xù)的材料層來(lái)創(chuàng)建三維對(duì)象的技術(shù)。近幾年，迅速發(fā)展并廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、航空航天、汽車工業(yè)等領(lǐng)域。而黏土打印即使用黏土材料進(jìn)行3D打印，該技術(shù)有多種不同的稱呼，如液態(tài)沉積成型（LDM）、膏體沉積成型（PDM）等，其原理類似于FDM打印，區(qū)別在于打印使用的是稀釋過(guò)的黏土，送料則是通過(guò)活塞式的漿料擠出機(jī)推送半固半液態(tài)的材料，材料在壓力下沿指定路徑流動(dòng)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，其打印過(guò)程類似于擠牙膏。

這種擠出機(jī)最初稱之為通用漿料擠出機(jī)（universal paste extruder）。2011年7月，英國(guó)?？速愄卮髮W(xué)的網(wǎng)站上出現(xiàn)了一條關(guān)于3D打印巧克力的新聞。3D打印技術(shù)在當(dāng)時(shí)已經(jīng)在工業(yè)中用于生產(chǎn)塑料和金屬產(chǎn)品，但這是其首次使用生活中常見(jiàn)的食材漿料進(jìn)行打印。工程師Richard Home隨后研制出自己的漿料擠出機(jī)，成功打印出黏土坯體，并將機(jī)器配置與切片參數(shù)等公布在自己網(wǎng)頁(yè)。在那時(shí)3D打印廠商RepRap、MakerBot和Fab Home等都具備了不同種類和規(guī)格的漿料擠出機(jī)。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，硬件與工藝逐步升級(jí)，黏土打印技術(shù)快速走向成熟并市場(chǎng)化。料倉(cāng)容量的大幅提升，打印機(jī)體積的擴(kuò)張，使得一次可以使用更多耗材，打印更大體積的作品，層厚和噴嘴直徑的不斷縮減則可實(shí)現(xiàn)更高的精度。荷蘭公司VormVrii 3D，其打印機(jī)LUTUM v4最大建構(gòu)尺寸為51cm×43cm×46cm。并裝載雙黏土擠出系統(tǒng)，可以在一次打印任務(wù)中打印不同類型的黏土。Emerging Objects和3D Potter共同推出機(jī)械臂陶瓷漿料擠出機(jī)Potterbot XLS—1，最大甚至能夠建造3m×3m的物體?？紤]到空間和便攜性問(wèn)題，它以360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)打印的獨(dú)特能力允許打印比打印機(jī)本身更大的對(duì)象，展現(xiàn)出打印建筑尺度對(duì)象的潛力，如圖1所示。打印機(jī)可以攜帶4000ml容器的黏土，或者連接到可容納2501b黏土的大型擠出機(jī)。Deltabots公司的3D PotterBot v4.5甚至配有5，500ml擠出機(jī)。對(duì)于精確打印，LUTUM v4擠出機(jī)噴嘴尺寸從0.6mm—7mm不等。慕尼黑StoneFlower公司推出的黏土打印機(jī)XY平面精度為12pm，Z方向的精度可達(dá)0.6μm。究其打印機(jī)制則大都相通，打印固件一般支持由Cura，Slic3r和其他流行的3D打印軟件生成的G代碼。

批量生產(chǎn)似乎和3D打印難以聯(lián)系起來(lái)，而對(duì)于打印機(jī)制的優(yōu)化則使該技術(shù)可以從容應(yīng)對(duì)批量生產(chǎn)：圖2為比利時(shí)設(shè)計(jì)工作室Unfold曾使用他們的3D黏土打印機(jī)批量生產(chǎn)400個(gè)相同的杯子。杯子的設(shè)計(jì)略帶褶皺和尖角，都不允許以最大速度進(jìn)行打印，高速打印時(shí)噴嘴在這些部位的方向偏移可能使打印物體振動(dòng)，而黏土打印的漿料本身就比較脆弱。若使用標(biāo)準(zhǔn)速度則導(dǎo)致打印時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)定的時(shí)間。Unfold通過(guò)可變打印速度進(jìn)行生產(chǎn)，優(yōu)化表面質(zhì)量，同時(shí)保持最小的振動(dòng)，并在打印杯子的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)動(dòng)態(tài)加速和減速，把打印時(shí)間降到可接受的水平。

隨著黏土打印產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，耗材的供應(yīng)鏈也在逐步形成。Imerys Ceramics公司針對(duì)3D黏土打印，其產(chǎn)品EZ Print3D以其“即插即用”的特點(diǎn)作為墨盒提供給用戶。其低燒制溫度1220℃也與大多數(shù)窯溫度限制兼容。此外，韓國(guó)公司HANIL等也提供可混合的黏土耗材。

2黏土打印技術(shù)發(fā)展中的限制因素

2.1技術(shù)本身的缺陷

黏土打印技術(shù)經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展與演進(jìn)，以其顯著自身優(yōu)勢(shì)迅速占有一定市場(chǎng)，然而其發(fā)展仍面對(duì)不少現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。相對(duì)陶瓷粉末熔融、燒結(jié)類打印方式來(lái)講，黏土打印速度較快，且黏土打印機(jī)的生產(chǎn)成本、維護(hù)成本也低于陶瓷粉末打印機(jī)。缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的：打印精度相對(duì)粉末打印較低;打印件一般直接暴露在空氣中，坯體在打印中和打印完成后的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都極為脆弱。此外，這種技術(shù)對(duì)于打印件造型有一定要求。理論上黏土打印技術(shù)可以像FDM打印一樣在封閉的空腔內(nèi)部添加支撐結(jié)構(gòu)，而外部卻一般不予添加，原因在于黏土材料在干固后去除支撐會(huì)明顯破壞其表面肌理，影響美觀;另外，生成在物件上的支撐會(huì)加大坯體局部的重量，容易導(dǎo)致坯體變形甚至坍塌。由此，黏土打印的物件造型如果是打印筒狀造型一般不用添加支撐，打印圓雕類封閉物件則可在內(nèi)部添加支撐，但支撐一般不宜過(guò)密。改善黏土的配方，增加材料韌性及強(qiáng)度會(huì)對(duì)此問(wèn)題有所改善，但并不能從根本上處理材料本身的特點(diǎn)于打印機(jī)制上呈現(xiàn)出的缺陷。國(guó)外黏土打印廠商WASP、Vormvrii、Deltabots、TYTAN 3D以及國(guó)內(nèi)山東淄博、福建廈門(mén)都有企業(yè)在開(kāi)發(fā)這種打印機(jī)。迄今為止，這些公司所展示出來(lái)的打印件成品都是避免形成外部支撐的結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)黏土打印外部支撐的技術(shù)難題仍有待解決。這也是當(dāng)下黏土打印所呈現(xiàn)出的一大問(wèn)題——許多廠商稱其為陶瓷3D打印技術(shù)，但它似乎并不能同大多數(shù)人印象中“3D打印”的特征相匹配。黏土打印工作方式是通過(guò)材料的疊加形成坯體，這并不違背增材制造技術(shù)的基本特征，只是黏土打印件的造型和成品率極大程度上受限于材料特性。廈門(mén)斯瑪特企業(yè)楊德安曾說(shuō)：“3D打印這種數(shù)字化技術(shù)其實(shí)為陶藝帶來(lái)了一種新的藝術(shù)語(yǔ)言的可能性，需要強(qiáng)調(diào)的其實(shí)并非3D打印本身”。從黏土打印技術(shù)發(fā)展的源頭來(lái)講，通用漿料打印起初是為了打印廣泛意義上的糊狀物，并未能預(yù)見(jiàn)黏土打印所面臨的種種問(wèn)題。此外，同F(xiàn)DM打印相似，這種機(jī)器打印出的物件縱向強(qiáng)度偏低，即使高溫?zé)Y(jié)，Z軸方向上韌性依然較差，相對(duì)更容易發(fā)生斷裂。

2.2相關(guān)供應(yīng)鏈不夠完善

黏土打印技術(shù)發(fā)展至今行業(yè)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器電機(jī)、配電箱、擠出系統(tǒng)參數(shù)都因生產(chǎn)廠商而異。因此，市場(chǎng)上也沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的使用耗材標(biāo)準(zhǔn)。黏土漿料的配置需要控制到適當(dāng)水準(zhǔn)，太稀則打印件強(qiáng)度低、易變形，太稠則在打印中難以擠出。打印機(jī)廠商和第三方供應(yīng)商提供的耗材往往價(jià)格高昂，如果自己生產(chǎn)需借助練泥機(jī)等抽真空設(shè)備，工序較為繁瑣。

2.3專業(yè)門(mén)檻高

在機(jī)器的使用中使用者需要對(duì)軟件硬件深度掌握，對(duì)陶瓷工藝有一定地理解與經(jīng)驗(yàn)，對(duì)材料的特性能熟練把控。根據(jù)陶瓷工藝與黏土打印的工作方式設(shè)計(jì)合理造型，設(shè)定適當(dāng)參數(shù);打印過(guò)程中需要使用者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)觀察實(shí)際打印狀況并及時(shí)調(diào)整參數(shù)：噴嘴擠出量若偏低則導(dǎo)致打印件壁薄，坯體強(qiáng)度低;偏高則會(huì)加劇坯體壁厚，影響后期燒制中的成品率。

綜上所述，當(dāng)下的黏土打印產(chǎn)業(yè)仍有不少發(fā)展空缺，但隨著黏土打印產(chǎn)業(yè)的不斷推進(jìn)，打印機(jī)制與工藝手段的升級(jí)，綜合型專業(yè)人才的大力培養(yǎng)，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，其發(fā)展前景仍令人拭目以待。

3黏土打印技術(shù)與陶瓷藝術(shù)

3.1新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)工藝的促進(jìn)作用

傳統(tǒng)陶藝強(qiáng)調(diào)手工性，材料語(yǔ)言的表現(xiàn)，人文情感的敘述;而模具生產(chǎn)則具有標(biāo)準(zhǔn)化、精確化、可大量生產(chǎn)等特征，如圖3所示。模具生產(chǎn)的產(chǎn)品以其低廉的價(jià)格在市場(chǎng)大量流通，但產(chǎn)品同質(zhì)化、粗劣的工藝也被現(xiàn)代人所詬病。黏土打印技術(shù)融合了人與機(jī)器對(duì)作品創(chuàng)作的共同參與，從其生產(chǎn)方式上來(lái)講，黏土打印仍屬于機(jī)器生產(chǎn)的方式，其本質(zhì)是一種新型陶藝創(chuàng)作手段。豐富的表面效果和新異的造型設(shè)計(jì)突顯其極強(qiáng)的創(chuàng)造性。3D打印技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)在于其不需考慮形體的復(fù)雜程度。因此，黏土打印技術(shù)給陶瓷藝術(shù)的造型設(shè)計(jì)開(kāi)拓了極大空間，為陶藝創(chuàng)作提供了強(qiáng)大地技術(shù)支持。將陶藝的創(chuàng)作中引入3D打印技術(shù)，從某種意義上來(lái)說(shuō)降低了陶藝創(chuàng)作的門(mén)檻，使得一些不具備陶藝創(chuàng)作經(jīng)驗(yàn)的非專業(yè)人士也可以通過(guò)自己設(shè)計(jì)或者下載的模型進(jìn)行打印，創(chuàng)作屬于自己的陶藝作品，使陶藝創(chuàng)作融入更多交叉學(xué)科的元素。傳統(tǒng)工藝經(jīng)過(guò)科技的包裝將能更好地融入當(dāng)下審美與生活方式。

3.2科技與陶瓷藝術(shù)的相互促進(jìn)

毫無(wú)疑問(wèn)，這種新型的陶藝創(chuàng)作手段必定會(huì)引領(lǐng)新一波的審美風(fēng)向。黏土打印的陶瓷作品既具備了盤(pán)泥條形式美、自然粗獷的特征，又具備機(jī)器生產(chǎn)特有的韻律感與秩序感。它將黏土材料以前所未有的方式，以其半固半液態(tài)塑造出豐富的形體，從根本上講帶來(lái)了一種革命性的創(chuàng)作手法，提供了一種全新的創(chuàng)作思維。呈現(xiàn)出別具一格的藝術(shù)表達(dá)方式。3D打印逐層打印的機(jī)制使得打印件注定帶有不同程度的橫紋，這在工業(yè)生產(chǎn)中算是一種缺陷，但這種缺陷如果強(qiáng)調(diào)在黏土打印中反而是一種獨(dú)特的肌理效果，將機(jī)器生產(chǎn)所具有的獨(dú)特的機(jī)械韻律與陶藝創(chuàng)作的材料語(yǔ)言巧妙地結(jié)合在了一起。就機(jī)器生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，它具有標(biāo)準(zhǔn)化因素，而在這樣的標(biāo)準(zhǔn)化中又附帶了些許人為因素：通過(guò)對(duì)擠出量的調(diào)整可以在一定程度上控制作品表面的肌理效果，如圖4所示。這點(diǎn)頗類似于陶瓷燒制過(guò)程中火候的控制會(huì)影響最終效果，打印過(guò)程中對(duì)參數(shù)的干預(yù)也會(huì)導(dǎo)致作品最終呈現(xiàn)不同的樣貌。黏土在半固半液態(tài)下易產(chǎn)生變形，如果缺少支撐則會(huì)使黏土漿料自然下墜，熟知這一特性的創(chuàng)作者可以根據(jù)這點(diǎn)和模型本身來(lái)讓作品呈現(xiàn)出新穎的結(jié)構(gòu)。使模型一些結(jié)構(gòu)留空，打印的過(guò)程中形成獨(dú)特而自然的肌理，將黏土的藝術(shù)特性、機(jī)器生產(chǎn)的特征完美融合在作品上。這一系列特性也使得黏土打印區(qū)別于陶藝創(chuàng)作與模具生產(chǎn)。機(jī)器生產(chǎn)與人為干涉共同造就了黏土打印作品獨(dú)一無(wú)二、別具一格的藝術(shù)特征。

3.3黏土打印技術(shù)的局限性

沒(méi)有一項(xiàng)技術(shù)可以做到十全十美，黏土打印本身也具有一定局限性。隨著技術(shù)本身的不斷發(fā)展與完善，其諸多短板或許在將來(lái)某一天得以解決，但其特殊性只能將其限制于機(jī)器生產(chǎn)的范疇。如，制作一把好用的茶壺需要手藝人長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累，好的茶壺能讓使用者在與其接觸的過(guò)程中深刻感受到工藝的魅力與內(nèi)涵。而黏土打印的作品表面無(wú)法做到注漿翻模及手工修正的平整，壺口等部位的細(xì)節(jié)也注定無(wú)法達(dá)到手工修整的水準(zhǔn)。再如，白瓷或青瓷作品，其最高的審美境界在于其似玉的質(zhì)感，黏土打印技術(shù)制作出來(lái)的瓷塑或其他作品注定要在坯體表面留下橫向紋理，盡管其在藝術(shù)性和表現(xiàn)語(yǔ)言上獨(dú)樹(shù)一幟，但這樣的白瓷或青瓷作品將丟失其天然的、材質(zhì)本身的審美特性。很多細(xì)節(jié)雖然可以通過(guò)技術(shù)的改進(jìn)與升級(jí)不斷完善，但黏土打印仍然和手工制作有著本質(zhì)上的區(qū)別。

3.4科技工藝的雙刃劍

科技快速發(fā)展的同時(shí)也可能會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響。黏土打印技術(shù)可以使用一個(gè)模型打印出成千上萬(wàn)的黏土坯體，由此一來(lái)，陶瓷藝術(shù)作品中的獨(dú)特性、地域性特征將會(huì)被消解，人人皆可成為陶藝家。這也引出了一個(gè)令人深思的問(wèn)題：傳統(tǒng)工藝是更好地融入了現(xiàn)代生活還是在現(xiàn)代社會(huì)中消失了？3D打印時(shí)代，資源必將逐步數(shù)據(jù)化，設(shè)計(jì)者的作品模型一旦泄露，其原創(chuàng)作品就可以隨時(shí)被打印出來(lái)，屆時(shí)必將引發(fā)作品版權(quán)等問(wèn)題。技術(shù)發(fā)展到一定程度將被大規(guī)模投入使用，不難想象有人會(huì)為利益所驅(qū)使而濫用現(xiàn)代科技，粗制濫造，模仿抄襲成風(fēng)。這樣一來(lái)勢(shì)必會(huì)打擊原創(chuàng)的動(dòng)力。新技術(shù)造福社會(huì)的同時(shí)也必須正視黏土打印技術(shù)可能帶來(lái)的負(fù)面影響。

4黏土打印技術(shù)前景展望

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，新技術(shù)對(duì)于陶瓷藝術(shù)會(huì)產(chǎn)生何種程度地影響。從黏土打印的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，其技術(shù)本身仍有不少缺陷，甚至難以達(dá)到與手工藝相當(dāng)?shù)乃健３齾s技術(shù)因素，包括陶瓷藝術(shù)在內(nèi)的許多工藝門(mén)類追求的或是手工制作的痕跡，或是特殊的材質(zhì)，都具有無(wú)可取代的文化內(nèi)涵。而很多特殊的材質(zhì)與肌理的處理都是機(jī)器無(wú)法完美實(shí)現(xiàn)的?！犊脊び洝酚性疲禾煊袝r(shí)，地有氣，材有美，工有巧，合此四者然后可以為良。多方面因素共鳴才能促成獨(dú)一無(wú)二的工藝品。黏土打印技術(shù)所依賴的是技術(shù)的成熟性與完善性，機(jī)器生產(chǎn)的準(zhǔn)確性等因素，它代表了傳統(tǒng)工藝美術(shù)在現(xiàn)代科技語(yǔ)境下的再發(fā)展?；仡櫣に嚸佬g(shù)史，種種跡象表明：新技術(shù)不會(huì)替代或破壞傳統(tǒng)工藝，反而會(huì)推動(dòng)工藝美術(shù)在新時(shí)期的發(fā)展與演進(jìn)。相信黏土打印技術(shù)也定會(huì)以自身的優(yōu)勢(shì)與特性使陶瓷藝術(shù)在新時(shí)期大放異彩。

從工具因素的角度講，工具的發(fā)展水平、規(guī)模和速度始終對(duì)應(yīng)于現(xiàn)實(shí)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展水平、規(guī)模和速度。生產(chǎn)、利用自動(dòng)化和智能化的工具，研發(fā)新的科研工具提高科研生產(chǎn)力的創(chuàng)新水平是現(xiàn)代和未來(lái)工具因素發(fā)展的重要趨勢(shì)。如今黏土打印機(jī)創(chuàng)造出新形態(tài)的陶瓷藝術(shù)作品，本身是一種更為先進(jìn)、順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的創(chuàng)作與生產(chǎn)工具。黏土打印的模型是人為建造的，雖然后續(xù)機(jī)器完全處于預(yù)先的設(shè)定下，但如果把握好模型與材料特性，通過(guò)人為地干預(yù)使兩者在創(chuàng)作中產(chǎn)生共鳴，反而讓機(jī)器打印的作品呈現(xiàn)出黏土自然的形態(tài)美，何嘗不是匠心獨(dú)運(yùn)？在打印過(guò)程中引入一些隨機(jī)性，將參數(shù)轉(zhuǎn)化為3D打印產(chǎn)物的形狀和表面質(zhì)感，也可以創(chuàng)造出新奇而充滿美感的肌理。只是在打印的過(guò)程中人的思想經(jīng)過(guò)“工具”的轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)在陶藝作品上。新技術(shù)的產(chǎn)物所蘊(yùn)含的人文情懷由于其被機(jī)器轉(zhuǎn)譯，具有新時(shí)期的藝術(shù)敘事方式甚至有些晦澀而不被人們所理解。而如何面對(duì)機(jī)器的轉(zhuǎn)譯再去準(zhǔn)確表達(dá)、體現(xiàn)人文情感則是當(dāng)下創(chuàng)作者在創(chuàng)作中要思考的問(wèn)題。

5結(jié)語(yǔ)

工藝美術(shù)的發(fā)展進(jìn)步總是與新技術(shù)的興起有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。黏土打印技術(shù)為陶瓷藝術(shù)今后的發(fā)展開(kāi)拓了極大的空間。長(zhǎng)期的歷史實(shí)踐證明了新技術(shù)總是與傳統(tǒng)手工藝取長(zhǎng)補(bǔ)短，相輔相成，利用新技術(shù)創(chuàng)作出符合新時(shí)期審美、價(jià)值觀的作品是當(dāng)下創(chuàng)作與生產(chǎn)的新命題。巧妙借助科技成果創(chuàng)新創(chuàng)作是值得贊賞的，直接借助新技術(shù)生產(chǎn)而不經(jīng)過(guò)藝術(shù)的轉(zhuǎn)化、依賴和濫用科技成果則是可悲的。