略谈3D打印在陶瓷生产中的应用

随着生产技术的更新换代，3D打印技术获得了越来越多的关注，并成为各类生产技术领域的研究热点。它是通过计算机三维建模并连接相关的打印设备，用逐层构造实体模型横截面的方式来成型的新技术，不仅为生产提供了有效的技术支持，而且节省了大量的人力、物力，还大大提高了生产效率，因此3D打印技术在陶瓷生产领域的研究是非常具有价值的。

一、3D打印技术在陶瓷生产中的发展优势及现状

在传统的陶瓷工艺生产中，陶瓷产品设计图绝大多数以设计师手工绘制为主，设计师还需在由图纸向实体模型的转变过程中，与开模师准确地传达产品的尺寸、形状以及造型特点，而在这个过程中会出现以下几个问题：

（一）以口述的方式完成由圖纸向实体模型的转变会对产品的尺寸精度造成严重影响。

（二）对二维图纸的设计依赖性大，且二维图纸与最终的三维造型有一定差距，影响最终产品的生产效果。

（三）设计师手工绘制二维图纸以及对图纸的反复修改，加上与开模师反复交流沟通并修改石膏模具这个过程，对人力、物力的消耗大，而且延长了产品的制作周期，增加了生产制造成本。

在传统陶瓷生产周期长、成本高的背景下，3D打印技术在陶瓷生产中迎来了新生。3D打印技术利用三维建模的方式对产品进行开发设计，设计师通过计算机辅助设计的方式进行图纸绘制，并按客户的需求对产品图纸的尺寸及造型特点进行修改。再利用三维数字化建模的方式模拟虚拟的三维产品造型与客户进行交流，并可在交流沟通的同时，随时对产品进行调整和修改。与传统的陶瓷生产过程相比，不仅缩短了生产周期，节省了人力物力，同时还减少了原材料的耗费，降低了产品制造的成本。还可以直接通过陶泥打印机按照三维建模中的模型打印出陶泥，再经过晒干、上釉和用传统工艺烧制等流程生产陶瓷产品。这种方式的优势在于生产速度更快、更节约原料，最重要的是可以生产传统工艺难以实现的结构复杂、造型独特的产品。

二、3D打印技术的原理与特点

3D打印技术是一种快速成型的技术，通过计算机辅助按一定尺寸形状建立三维数字化的模型，再通过特定打印软件对模型进行逐层分割并解析，读取三维数字化模型中的每一层横截面信息，与之连接的动作系统就会根据横截面的信息设定打印路径，并按路径在二维平面身上运动，在一层打印完成后，动作系统会上升一层，继续按读取的横截面信息构造实体平面，在打印实体产品时叠加连续的物理层，所以最终的实体结构是通过逐层堆叠材料实现的。

三、3D打印技术在陶瓷生产中的工作流程

（一）数字三维模型的建立

三维模型的建立是3D打印技术的核心，陶瓷产品的制作是以三维模型为基础的，通过计算机辅助技术可以更加直观明确地体现设计师的想法和对产品设计的方案，设计过程也非常灵活，为陶瓷产品的二维图纸设计提供了有力的技术支持，并且让结构复杂和造型独特的模型也有了技术保障。设计师在设计以及与客户的交流过程中还可以随时对产品进行调整和修改，简化了传统工艺中开模师对石膏模型进行反复修改的过程。

（二）3D打印泥坯的制作

陶瓷3D打印机原理是建立在降低维度的基础上，使用湿陶泥作为打印的原材料，通过计算机辅助技术的处理建立坐标系生成不同的G代码，驱动电机运转，最后通过物理层的堆叠形成三维形态的实体模型。

（三）陶瓷胚体的表面处理

通过相应的打磨技术对实体模型进行表面处理，使其表面光滑无瑕疵，可用中粗砂纸进行粗磨，最后用细砂纸进行精磨，并将表面的浮灰吹扫干净后对陶胚表面进行彩绘，绘制完成后将胚体晾干并对彩绘表面上釉，最后一个步骤与传统陶瓷生产工艺相似，即将其放入窑中烧至定型。

总之，3D打印技术应用于陶瓷生产中对于生产效率的提高具有重大意义。其与传统的陶瓷生产工艺相比具有较为明显的优势，不仅节省了资源，还可以更精准地体现设计师对于产品的想法，缩短了整个产品设计的流程，虽然会存在打印机使用材料方面的缺陷，但之后的研究工作可以逐渐改善这个弊端，因此整体上它的优势是大于弊端的，所以我们应该对此技术进行进一步的深入研究，开发它更大的社会、经济效益。

参考文献：

陈浩.3D打印技术在产品造型专业的应用[J].消费导刊，2016（9）.

[作者简介]

王悦鑫，大专学历，1993一1996年南安红星工艺美术学校毕业。1998一2001年福建师范大学函授美术毕业。福建省陶瓷行业技能能手，泉州工艺美术协会会员，泉州市创意产业协会专家会员，泉州市工艺美术大师，福建省工艺美术名人（荣誉称号）。

[作者单位]

泉州帝尧古陶瓷艺术研究院股份有限公司

（编辑：温子超）