謝璇
摘要:文章首先介紹了陶瓷3D打印技術,包括陶瓷3D打印技術的分類和陶瓷3D打印技術的概念;接著闡述了在現代陶瓷制作中陶瓷3D打印技術的具體應用,并分別分析了在現代陶瓷制作的裝飾、成型和材料方面的具體應用;最后詳細分析了在現代陶瓷制作中陶瓷3D打印技術的優(yōu)勢,包括造型自由、技能要求、簡化工序和快速成型四方面。這些優(yōu)勢讓3D打印技術作為一種代替?zhèn)鹘y陶瓷制備的新技術手段逐漸廣泛應用。
關鍵詞:陶瓷3D打印;現代陶瓷;制作;應用
0引言
陶瓷是我國具有悠久歷史的文化元素之一,陶瓷制品不僅具有觀賞價值,其實用性也較強,因此陶瓷制品在各行各業(yè)中應用廣泛。傳統形式的陶瓷制作流程比較復雜,工序較多,但是現代陶瓷制作利用3D打印技術簡化了制造流程,縮短了制作時間,這讓傳統陶瓷文化和工藝在傳承的同時還得到升華和發(fā)展。相關研究人員和技術人員使用現代先進的技術手段進行設計,利用3D打印技術進行制造和加工,可以生產出顏色豐富、造型獨特、功能性強的陶瓷產品,滿足各行業(yè)和不同受眾對陶瓷產品的需求。
1陶瓷3D打印技術
1.1陶瓷3D打印技術的分類
從制作工藝的層面來分析,陶瓷3D打印技術可以分為兩類:直接成型法和逐層粘接法。將黏合劑和陶瓷粉末充分混合,然后制作成所需的陶瓷漿料,將黏合的陶瓷漿料通過施壓經噴頭擠出來,從而有效黏合前一層的陶瓷漿料,將這一步驟一直重復,直到得到與設計完全相符的、成型的陶瓷制品為止,這是陶瓷3D打印的直接成型法。現代陶瓷3D打印的直接成型法是通過計算機控制備料和操作的過程,這樣能夠使得制作出來的陶瓷質量更好、更精細。逐層黏結法是先平鋪準備好的陶瓷粉末,然后把黏合劑沿著設定好的路徑在陶瓷粉末上用噴頭進行噴射,接著將陶瓷粉末再鋪到已經噴好的混合漿料上,一次一次重復,形成設計好的模型,得到需要的三維陶瓷物體,最后將表面的陶瓷粉末擦除。不過相較于直接成型法來說,這種方式比較煩瑣,且更耗費時間。
1.2陶瓷3D打印技術的概念
陶瓷3D打印技術屬于3D打印技術的細化分類,在本質上與3D打印技術原理相同。陶瓷3D打印技術的原材料一般選擇陶瓷漿料或者陶瓷粉末,基礎是數字模型文件,再通過一層一層重復打印的形式來構建設計好的陶瓷制品,這是一種能夠滿足現代需要的新型陶瓷制作技術?,F代化陶瓷3D打印技術相較于傳統陶瓷的制作工藝而言,可以有效降低陶瓷制品制作的成本,陶瓷制作的工藝流程也被簡化,制作工藝對陶瓷設計的禁錮也被打破,這樣設計出的造型獨特新穎的陶瓷制品不止出現在圖紙上,而是能夠制造出實物來。
2 在現代陶瓷制作中陶瓷3D打印技術的應用
2.1現代陶瓷制作的裝飾方面
在現代陶瓷的制作方面,陶瓷3D打印技術一般采用直接成型的模式進行裝飾,利用泥漿自身紋理線條鮮明的特定屬性,將其一層一層進行堆積。在這一過程中,為了陶瓷制品視覺效果更好,通過對擠出泥漿的出孔大小進行控制來得到不同粗細的泥漿造型,這樣得到的陶瓷制品在紋理上也有所不同。在進行塑造、制作的過程中,泥漿的承受能力沒有固定的支撐會產生一部分形變,這是陶瓷制品藝術效果呈現的特有方式,能夠將類似產品呈現出不同的藝術效果。
2.2現代陶瓷制作的成型方面
注漿成型、拉胚成型、泥條盤筑以及捏塑成型等是傳統的陶瓷成型工藝。一般來說在傳統陶瓷制作時,為制造出具有復雜造型的陶瓷制品,需要消耗較大的金錢成本和時間成本,但是也很難保證復雜造型的成功概率,這些傳統的陶瓷制作成型工藝大多只用于簡單三維的陶瓷制品制備。現代陶瓷3D打印技術打破了傳統陶瓷塑造條件的限制,更有利于具有鏤空結構或造型復雜的陶瓷制品的制作,使得陶瓷制品能夠自由化成型,且成型的陶瓷制品完全符合設計預期。傳統的陶瓷成型工藝的學習需要耗費很長時間,短則幾個月長則幾年,而現代陶瓷3D打印技術僅利用特定App就能夠對需要塑造的陶瓷制品進行預設,還可以根據需求更改形態(tài)樣式和模型數據參數等,讓非陶瓷成型制造專業(yè)人員也能夠制作其需要的、專屬的、符合預期的陶瓷制品。
2.3現代陶瓷制作的材料方面
長石、石英、黏土和其他礦石原料都是制作傳統陶瓷的材料,制作時主要原材料一般選用黏土,黏土能夠讓陶瓷具有一定形狀,同時讓泥坯的注漿穩(wěn)定性和泥坯可塑性變得更強,這樣才能夠獲得具有最大堆積密度和干胚強度的胚體?,F代陶瓷3D打印技術會讓陶瓷的制備工藝和原料的性能都能有效改善。傳統陶瓷工藝在陶瓷原料的制作工藝上包括陳腐、練泥、球磨、淘洗以及粉碎等,相較于傳統陶瓷工藝而言現代陶瓷3D打印選用陶瓷粉末作為原材料,陶瓷原料的選取限制性也降低,使得原料制備的流程變得更加簡單,并不需要太多煩瑣的制造工藝。一般來說3D陶瓷的打印原材料是羥基磷灰石、氧化鋯、硅酸鋁以及氧化鋁等。在制造陶瓷時需要將黏合劑添加到陶瓷粉末中才能優(yōu)化材料的可塑性和流動性,雖然在這一過程中添加了黏合劑,但是由于在陶瓷燒制的過程中黏合劑能夠得到充分揮發(fā)和分解,所以并不會明顯地影響陶瓷制品的品質。
3在現代陶瓷制作中陶瓷3D打印技術的優(yōu)勢
3.1造型自由
現代陶瓷制作中陶瓷3D打印技術能夠制作內部結構或外部形狀復雜的陶瓷制品,并不會受到工藝的限制。傳統陶瓷制備的過程中有可能會出現的塌陷問題,因為3D打印技術是逐層打印的,也可以有效避免。
3D打印讓設計師的設計思路和想法能夠得到展示,打破了傳統陶瓷制作工藝對陶瓷產品造型設計方面的限制,能夠設計、制造出更多內部鏤空、造型復雜精美的陶瓷工藝制品。
3.2技能要求
傳統陶瓷制作對專業(yè)技能具有很高的要求,想要制造出高品質陶器,每一個步驟的制造工藝都需要匠人長時間學習才能夠掌握?,F代陶瓷3D打印技術能夠有效降低陶瓷制作工藝的門檻,打破傳統陶瓷工藝對陶瓷制品發(fā)展的限制,即使是沒有陶瓷制作基礎的人也能體驗陶瓷的制作過程,能夠將自己構想的陶瓷造型變?yōu)楝F實,通過App甚至還能將數字模型制作出來。
3.3簡化工序
陶瓷3D打印并不需要像傳統陶瓷制品的制造那樣先選擇原材料,再進行煉制、成型、裝飾、燒制等多項程序,泥料的加工也不需要采用陳腐、練泥、壓濾等工序。現代陶瓷3D打印技術在制作內部鏤空陶瓷制品時,設計師只需要將設計好的立體陶瓷作品導入設備中,便可以將作品打印出來,這樣能夠減少陶瓷原材料的損耗,有效節(jié)省了人力、物力的成本,并縮短了整個制造時長。
3.4快速成型
相較于傳統陶瓷制作過程中需要先制備原材料再進行燒制,需要消耗幾個星期以上的時間來說,陶瓷3D打印技術制作陶瓷的過程只需要很短的時間,只用幾個小時就可以將原材料燒制成成品陶瓷。陶瓷制品的成型進度縮短,陶瓷制品的成品與設計匹配更加契合,節(jié)約了陶瓷設計和制作的成本,陶瓷制作的模型也具有創(chuàng)造性、實驗性和可修改性。
4結束語
將傳統陶瓷文化與現代制造工藝互相結合是陶瓷3D打印技術存在的基本意義。這是陶瓷制作發(fā)展中全新的藝術形式,也為現代陶瓷制作提供了新的工藝技術和制造方法,將新的活力注入傳統陶瓷文化中,這是對傳統陶瓷文化的傳承,也是對傳統陶瓷制作工藝的升華。目前,現代陶瓷3D打印技術獲得了受眾的認可和喜愛,但仍舊受到打印機的結構、成本和原材料等方面的限制。所以陶瓷3D打印技術還需要進一步研究,需要不斷完善,才能得到更好的發(fā)展。