现代陶瓷3D打印的优势与不足

闫柯杉

摘 要：陶瓷3D打印是一个新兴的产业，它的出现极大地改变了人们对陶瓷文化的认识，对产业格局的丰富也产生了积极的作用。文章通过对陶瓷3D打印技术的流程、优点和不足的认识，阐述了陶瓷3D打印在当前的发展状况和面临的一些问题。

关键词：陶瓷艺术；3D打印；建模；流程

中图分类号：J212 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2017）33-0020-01

一、前言

3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

在陶瓷领域，3D打印近些年也发展起来，成为一个新型的领域而备受关注。从原料上来说，陶瓷3d打印的原料跟普通瓷器原料区别不大，就是加了一点无机材料在里面，来达到它的硬度韧性。从操作上来说，只要能做出3D模型，这个作品基本上就已经完成了。3D打印机器控制的都是基本参数，功能一目了然。下面逐一认识3D打印的流程及特征。

二、陶瓷3D打印流程

陶瓷3D打印的过程大致分为以下几步：（1）第一步是建模，这是整个过程最主要的环节。建模是通过专业的设计软件如玛雅、3DMAX等，设计出产品的立体结构形态；（2）有了模型之后，就是陶瓷切片。所谓的切片，就是将3D模型转化为3D打印机本身可以识别和执行的代码，如G代码、M代码；（3）第三步，将切片完成的文件通过优盘导入机器中，机器就会自动识别文件，通过按钮你可以控制机器的启动、关闭、打印速度和打印精度；（4）打印过程中，成型的素坯可能会有一点瑕疵，这就需要人工进行修饰完善；（5）坯体完成后，放进干燥炉烘干水分，一般干燥炉干燥的时间为30分钟；（6）干燥完成的坯就可以自行选择上釉或不上釉，最后放在微波烧成炉里烧制成瓷。整个过程用时十分简短，也就是三，四個小时。

三、陶瓷3D打印的优势

3D打印的优势主要表现为以下几个方面：（1）节省材料。打印过程中不用剔除边角料，提高了材料的利用率，低了成本，从而有效地缩短了产品研发周期；（2）不需要传统的刀具、夹具、机床或任何模具，就能直接把计算机的任何形状的三维CAD图形生成实物产品，可以制造出采用传统方法制造不出来的、非常复杂的制件；（3）3D打印无需集中的、固定的制造车间，具有分布式生产的特点，减少了制作程序，也大大节约了生产成本；（4）打印的坯可以做出人工很难做出的肌理、形状，而且经过20年的发展，3D打印的精度有了大幅度的提高。目前市面上的3D打印成型的精度基本上都可以控制在0.3毫米以下。这种规整度是人工很难做出来的。

四、现阶段3D打印存在的一些问题

作为一个新兴的产业，陶瓷3D打印技术还有不够成熟和完善的地方。主要表现在以下几个方面：（1）由于机器打出来的泥巴是软的，如果陶瓷器物的倾斜度大，就会出现变形甚至坍塌。所以现在做的瓷器最大的倾斜角度是45度，这就局限了空间的多样发展。不过科研人员正在开发一种以固体为原料的机器，通过针头加热软化，打印的坯体一开始就有一定的硬度，能够很好解决塌陷问题；（2）由于出泥的针管细小，原料会凝固阻塞针头，需要经常专门清洗，增加了劳动量和程序；（3）还有，装原料的容器气压可能会不稳定、履带容易松等等，这些问题说明现在的3D打印技术并不是很成熟，有很大的发展空间；（4）微波加热是利用材料自身的发热进行加热的方法，与原来的外部加热法不同，利用微波烧成的瓷器质量与用气体燃料烧成的相同或更高。但是像一些花釉，结晶釉有特殊的烧成曲线，微波加热烧制的时间太短很难烧出理想的效果，这也是3D打印亟需解决的一个问题；（5）由于现阶段3D打印制作成本较高，完全走向市场、完全普及化还有待时日，因此，高成本也成为3D打印迅速推广的一个障碍；（6）我们应该针对3D打印的优势，最大限度的发挥其作用，在工业生产中可以弥补翻模和拉坯的不足，在艺术创作中可对3D打印擅长制作异形的产品这一特点加以利用，异形更利于对我激发我们的想象和创造能力，把自己的思想通过3D打印的形式表达出来，赋予作品艺术内涵，使3D打印的产物不再只是一个冷冰冰的瓷器，而是思想文化艺术的载体！

五、结语

作为一种新兴的科学技术，陶瓷3D打印的出现给现代陶瓷文化的发展注入了新的活力，也为陶瓷科技的进步开辟了广阔的前景。它最大程度上解放了我们的思维，让人类的创造力更进一步靠近了自己的理想。这种技术的出现，不仅改变了我们的造物观和思想认识，同时也方便和改进了民众的生活方式，促进了社会的进步与发展。因此陶瓷3D打印技术有着划时代的意义，也是一个里程碑的事件。虽说今天的3D打印还存在诸多问题，有不够完善之处，但我们相信不远的未来，它将成为陶瓷领域的主导性力量，带动产业升级的同时，领域带来一次次新的突破和革命。endprint