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日用陶瓷造型设计的功能及工艺性

2015-08-15邢建国

陶瓷科学与艺术 2015年9期
关键词:日用陶瓷坯体收缩率

邢建国

日用陶瓷具有实用功能,同时又具有审美功能。日用陶瓷实用功能与工艺技术、艺术形式合为一体,包涵材料、造型、釉面、装饰这四大要素,构成日用陶瓷自身的价值。而日用陶瓷产品又必须通过工艺技术才能制作出来,陶瓷造型设计与陶瓷工艺有着密切的联系。现就这一题目谈一些工作当中的体会,与大家交流。

1961年我自北京工艺美术学校毕业,到北京市大华陶瓷厂从事产品设计工作。通过生产实践,逐渐体会到,搞陶瓷产品造型设计,都必须要符合工艺生产的要求。如果不懂生产工艺,设计将无从下手。我经过长期的生产劳动,在实践中学习,逐渐熟悉了生产的工艺流程,掌握了好的操作技能,有了丰富的实践经验。尽管老工人没什么理论,但他们有非常珍贵的技术与实践经验,值得学习。

文革前,中央工艺美术学院陶瓷系主仼梅健鹰教授,常到北京大华陶瓷厂、北京陶瓷厂与厂领导探讨,如何把北京地区陶瓷产品水平搞上去。梅先生还亲自给我们这些年轻的设计人员指导。文革中及文革以后,我们曾多次得到梅先生的指教。梅先生四十年代毕业于美国哥伦比亚大学艺术系,五十年代回国仼教,梅先生在学术上有很高造诣,师德高尚,桃李满天下。梅先生要我们 “学习陶瓷史,讲述艺术来源于生活,造型、装饰要和陶瓷的工艺特点相结合。搞陶瓷设计一定要懂工艺,告诉我们在工厂里学习非常便利,要亲自动手制作,自已动手搞试验。设计水平提高要靠生活的积累。”等等这些教诲,使我在几十年的工作中,不断的体会,终生受益。

通过工作实践,我逐渐体会到搞陶瓷造型设计,首先要懂得原材料的性能,工艺技术加工的流程,使造型适合工艺的制作。陶瓷造型设计不能随心所欲,是受原材料、工艺技术的限制,在现有的工艺技术条件下,如何发挥工艺材料的性能,达到造型设计的艺术效果。

陶瓷造型的实用性是它的基本功能。人类制作陶瓷巳有近万年的历史。自古至今,人们对于生活的需求,决定陶瓷造型的形式。原始社会、奴隶社会、封建社会、近代史各历史时期,由于当时的自然环境、生活条件、工艺制作水平,人类对于科学技术掌握的程度各不相同,毎个历史时期的陶瓷造型,都具有鲜明的时代特点。远古时期,社会生产力及人类的物质生活低下,陶器造型是为了满足人们简单生活需求。像陶罐、陶缽是用于储存粮食、存放饮水,尖底瓶是用于河边汲水,陶盉、陶釜、陶鬲是用于煮粥煮饭,如此等等陶器造型是社会生活的产物。进入奴隶社会、封建社会,社会生产力发展,人们的物质生活、精神生活不断提高,特别是瓷器发明以后,除陶罐、陶缽、陶盆等继续使用外,陶瓷碗、盘、勺等器皿的也得到大量使用,改变了人类的一些饮食习惯。社会对礼器有需求,尊、鼎、瓶等器皿也应运而生。随着社会的发展,科学技术不断的进步,人们的生活环境在改变,人们对物质生活及文化精神生活的需求也在变化,人们的审美也随之发展。时代的变迁,人类对现实生活提出新的要求,陶瓷和人们的生活愈来愈紧密,一些传统的造型在不断改进,一些新的陶瓷造型应运而生,而一些不适合人们需求的造型被淘汰。更多的陶瓷造型的随着人们的生活需求在变化。

学习中国陶瓷史非常重要。搞陶瓷设计必须要继承民族的传统陶瓷艺术,在浩瀚艺海里,学习、吸取宝贵的知识。从古到今,陶瓷造型在不断的推陈出新,从模仿自然界的具象,加以变形,逐步演绎归纳至抽象,运用变化统一、均衡调谐、简略夸张、韵律对比等艺术手法,创造出成千上万个器形。随着世界文化交流空前活跃,中外文化相互影响、相互融汇,现代陶瓷造型,更多的运用立体构成理念,点、线、面、体等有机组合,形成了千变万化、风格各异的陶瓷造型。但是,万本不离宗,陶瓷造型是建立在原材料性能和工艺技术的基础上,只有采用合理的工艺制作,才能体现出造型的艺术效果。

当代日用陶瓷基本是工业化大生产,高效率、低能耗、低成本,具有较高的科技含量和技术工艺。这就要求陶瓷设计人员不仅要有艺术设计的知识,还要懂得技术工艺的流程,两者缺一不可,成为通晓艺术和陶瓷工艺双学科的复合型人才。

陶瓷工艺大体分原料、成型、烧成三大阶段。对陶瓷造型设计人员来说,无论哪段工艺,对产品的影响都是至关重要的,因此,要了解和熟悉各道工序的技术原理,工艺操作,容昜出现的质量问题,产品缺陷产生的原因及预防措施。当然,这绝不是光看教科书就可以解决的,因为陶瓷生产的许多技术操作问题,根本就上不了教科书,全都装在工人和技术人员的脑子里,只有在实际操作中才会体现出来。同样一个技术问题,不同地区、不同厂家、不同的操作者在处理问题时,所采取的方法也不尽相同。例如:陶瓷产品变型是常见的缺陷,南方瓷厂以景德镇为例,通常从原料配方入手,铝含量较高,烧熔时骨架承受压力较强,能较好的減少变型的条件。北方瓷厂以北京大华陶瓷厂为例,原料配方中粘土含量较高,瓷质较软。为減少变型,主要从成型坯体结构入手,上薄下厚,合理的改进造型没计,増加坯体烧熔时的抗压强度,从而减少变型的机率。另外,各个厂家的生产设备、技术工艺有所差异,解决问题的侧重点也不一样。

我国各地瓷厂,使用的原料、釆用的工艺、操作方式存在差异,所生产出的产品造型,带有地域的特点,形成不同的风格。北方瓷厂使用配方原料,工艺机械自动化程度比较高,普遍釆用流水线生产作业,坯泥的硬度大,以园型造型为主,以适应大生产工艺的要求。产品艺术风格比较现代化,比较多的吸收外来的表现手法。不少南方瓷厂使用天然瓷土,保留一些手工操作,坯泥的含水量高。花色品种繁多,受历史传统的影响比较深,产品艺术风格更顷向于民族传统艺术。当然,无论北方、南方瓷厂都有一些共性的东西,共同构建丰富多彩的民族的陶瓷文化。

下面谈谈与陶瓷造型设计有关的一些工艺技术问题:

原料成分含量分析

日用陶瓷粘土、石英、长石三大基本原料,在坯料中组成的比例,大体在4 :3 :3上下浮动。

日用坯料中的SiO2含量大体在60~75%之间浮动;

Fe2O3<1;CaO<2;MgO<1;其他<1。我通过观看配方,了解配方中各种成分含量,就可以大体知道坯料的工艺性能。SiO2含量大体在65%左右,坯料基本属于常规状态。

Ai2O3含量高,表明坯胎机械强度低,烧结骨架强度高,予示烧结温度高,保温时间长。Fe2O3、CaO及其他金属氧化物含量高,瓷胎白度将下降。K2O、Na2O<5%,表明可以降低烧结温度,但烧结时坯体强度低,变型的机率增加。

但在显微镜下观察,颗粒形状差异很大。粘土类颗粒基本呈现正多边形,脊性颗粒多呈长柱型、扁平型。如果泥浆水分偏多,电解质不足,脊性颗粒向下沉集,坯料颗粒结构不均,干燥收缩过程中,坯胎各部收缩率会有差异,产生应力过大,导致变型。在烧结吋,熔剂原料熔融,造成坯胎结构变化,颗粒结构不均,也会使烧成收缩应力过大,导致变型、开裂。

成型工艺

滚压成型是把固定的压刀,变成为能旋转的压头,称罗拉头。成型时,机轮和罗拉头作同向转动,靠旋转的罗拉头将泥料碾压展开,滚压成型。滚压成型罗拉头的压力大,坯体颗粒较均匀,致密度高,坯体机械強度也高。

滚压生产线,全部采用半自动化流水作业,成型 —— 干燥 —— 修坯 ——干燥 —— 施轴—— 干燥。无论是坯体质量,还是工效都要比刀压成型高出许多。

(2)注浆成型法

瓶、罐、壶、罐及异型类产品以及大件的制品一般都采用注浆成型工艺,泥浆过稀会使颗粒分布不均。导致变形、开裂;电解质过量会使泥浆凝聚,吸水率及吸附性差,坯胎产生汤心。大件的制品采用二次注浆,使底层加厚,增加坯胎底部的抗压强度。

注漿成型对石膏模型的浸蚀十分严重,影响石膏模型的使用寿命。泥漿中纯碱的加入,石膏模型吸水过程中,吸附大量的Na2C O3, Na2C O3在潮湿气氛中分解出毛绒状的Na2HCO3。Na2HCO3对石膏模型的浸蚀、泥漿的性能十分不利。

石膏模型的尺寸确定,是要经过设计人员的计算,作出合理的调整。石膏模型的尺寸是考虑到坯体的干燥收缩率,烧结收缩率测算出来的。

计算收缩率有个固定公式:收缩率 =模型放尺- 烧成尺寸 ÷ 模型放尺×%。模型放尺 =烧成尺寸 ÷ 1- 收缩率 。

当然,设计人员要熟悉本厂各类产品的收缩率数据,要进行试样测量,以及熟悉实际生产中,产品收缩率变化的数据。收缩率的确定,很难作到十分精确。特别是大件产品,影响变形的诱因很多。

通过生产实践逐渐懂得,套用公式计算只是理论上的数值,和实际生产是有出入的。模型设计还要考虑成型、烧结过程中的变化,作出合理调整。如果设计人员的生产经验丰富,可以有助于模型设计更加趋于合理。

陶瓷材质易破脆,设计造型应尽量避免楞角突出,锐角度大,边缘细薄,管棒细长,水平面过大等现象。陶瓷材质性质,决定日用陶瓷产品园浑、流畅、稳重,端庄的造型特点。

普通瓷烧结温度130 0℃。一般烧成曲线可分为几个阶段:预热 —— 中火 —— 高火 —— 保温—— 降温 —— 冷却。每个升、降温阶段,升、降温速度因工艺而定。应关注94 0℃ ~ 105 0℃需进行氧化保温,使坯胎中残留碳、硫等盐类充分氧化。1100 ℃~ 128 0℃ 釉开始熔融,坯体烧结玻化,莫来石生成,气孔率降低,坯体收缩大,瓷质形成。达到熔融点130 0℃应保温2~2.5 h,保证理化反应充分、均匀。待坯体烧完成玻化后,继续保温反而促使缺陷生成,需降温、冷却。

陶瓷设计人员要真正成为内行的陶瓷设计师,要有自己的设计艺术风格,充分利用陶瓷材质特点与工艺性质,扬长避短,发挥个人的创造力,设计出更多丰富多彩、风格各异的产品。

本文只是我在本厂工作之中的一些体会,籍此机会与同行们交流。以管之见,难冠全面,谬误之处望多指正。

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