陶瓷产品设计中数字艺术的融入途径研究

◇王 岩

进入21世纪以来，数字艺术因其多元性和艺术创新性受到了社会大众的欢迎，其数字性和交互性鲜明地体现出了独特的艺术特点，风格鲜明，能够扩展艺术表现空间。可以说21世纪的数字艺术适逢其会，正赶上了数字技术和陶瓷技术发展提升的好机会。

数字艺术的表现力使得艺术交流更加便捷，呈现出更加丰富的选材内容。陶瓷材料在工业生产、航空以及医疗等领域有着大规模的应用，有着较为特殊的物化性质。数字艺术的表现题材也更加丰富，从二维维度向三维维度的跨越说明了表现形式和内容的改变[1]。

刘雅丽认为，在科技发展的趋势和市场需求的背景下，陶艺作品难以量产。造型很难拉坯等特点是陶瓷商业化的客观阻力，因此要设计好物美价廉的陶艺作品也要借助数字化手段，革新传统的手工拉坯成型工艺。3D打印技术是一项近年来崛起的实体造型成型技术，塑造成型效率较高，准确性强，打印操作的难度较低，已经应用于产品设计的领域[2]。

一、概念界定

（一）数字艺术

数字艺术是数字科技和艺术审美相结合的新艺术形式。数字艺术和数码艺术不同：数码技术侧重于将现实生活中的图、文、声、像等进行计算机识别，对被传递和加工的信号进行模拟；数字艺术是以数字科技发展和全新的传媒工具为平台，将人类的理性思维和艺术灵感融为一体的艺术，是一个跨多种学科的综合性艺术表现形式。数字艺术具备交互性和综合性，能够鲜明地展现独特的艺术表现形式[3]。

（二）传统陶瓷成型工艺

传统的陶瓷成型工艺大致分为以下五种。

第一，陶瓷工艺者直接对泥料进行塑造，保持造型天然的肌理和创作的痕迹，实物作品具体的造型可以根据陶瓷工艺者的审美和创作发挥来进行设计，一般是经过揉、捏、按、压来进行造型的最终展现。

第二，先进行泥条的捏制，之后将泥条进行盘旋叠压以构筑成型，通过内外木质工具进行拍打，塑造出来任意大小的作品。该类工艺塑造出来的工艺品具有一定程度的局限性[4]。

第三，将泥条材料和拉坯机准备好，通过旋转的力量来进行胚体形态的塑造。拉坯技法成型的胚体效率较高，能够提高胚体的质量。

第四，拍打软泥板或者是硬泥板来进行结构的塑造，形成立体的造型。

第五，利用模具辅助成型，这是目前陶瓷量产的主要成型方法，成型效率较高，且造型一致性较高[5]。

（三）3D打印技术

3D打印技术是以数字模型为基础的快速立体成型技术，是通过数据的处理将打印材料逐层进行堆积后形成实体造型的技术。不同于传统制造工艺对材料进行削减的减法成型方式，3D打印技术成型的方式是逐层积累的加法成型方式，因此这种方式也被称为增材制造。

3D打印机的工作原理与日常生活中普通的打印机类似，只不过普通的打印机是在二维的平面上使用纸张与墨水进行打印，而3D打印机可以使用金属、塑料、陶瓷、纤维等材料。3D打印是通过对数字模型进行计算分析，将数据导入3D打印机中，由打印机将原料按照计算完成的路径进行逐层的叠加，最终形成三维的实体造型[6-7]。

二、数字艺术在陶瓷产品设计中的融入途径

陶瓷产品的设计，一般情况下分为以下几个流程：针对材料进行陶瓷产品造型的设计、出效果图、做好设计图纸、实物模型的制作、进行设计的传达[8]。在以上设计过程中，将数字艺术深入融合，使得陶瓷设计将理性思维和艺术思维融为一体。

（一）数字艺术在陶瓷产品设计中的运用

1.平面数字艺术

数字艺术在传统形式上可以呈现更加数字化的表达，在陶艺技术的存取、加工和分发中更能够在语言、文字和电子技术上展现出来审美价值，在陶瓷艺术品的规划设计中能够实现科学分析。应用信息化的手段对艺术品的设计方案进行多角度的计算，使得数据对比设计生产中的陶瓷艺术品能够和相关的资料图纸进行整合，更加清晰准确地为陶艺加工人员提供设计数据和艺术品加工资料。

在设计效果图上，CAD绘制的三视图能够对原本的手工彩绘进一步升级，代替利用勾线笔、毛笔、排笔、颜料和调色板进行的色彩表达。利用3D Studio Max的造型技术可以完全进行产品设计的预见，在设计预案中如果需要进行修改，则可以重新恢复到原稿状态。3D Studio Max能够进行数据的存档，在软件中对修改命令进行改动，使得釉色、装饰纹样重新更改，达到设计者更加满意的状态，并且在修改过程中，部分变化也会使设计师产生新的设计灵感[9]。

在装饰技法上，设计师能够根据无数次的反复实践和自身对事物的造型能力来总结新的完整的技术方法，构建新鲜的事物造型，通过3D Studio Max运用不同的绘画工具处理作品设计的一系列环节。使用科学的方法，设计者能全面地通过数字科技来表达艺术构思，使得设计方案不断完善。

2.三维数字艺术

陶瓷的可塑性较强，陶艺作品能够呈现出来很强的不规则特性。根据现代陶艺概念设计要求的多种变换，要为陶瓷艺术的设计和创作提供多平台的新工具。显然，数字艺术可以在陶瓷艺术的设计上提供二维或者三维草图曲线的研究方案，在内部曲线的解析表达形式上也可以根据目前通用的标准来设立多种参数，提高创作的人机友好性，从曲线节点的相容性问题上进行曲面特性分析和重构。

三维数字艺术指的是通过Rhino、3D Studio Max等三维软件进行的艺术创作。3D Studio Max软件可以预先对陶艺设计效果进行展现，当发现作品中的缺陷和不足时方便对产品进行修改，对陶瓷作品的釉色和装饰进行效果调整，不必依照传统的陶瓷烧制方法进行烧制，节省了大量的材料和时间。Photoshop能够针对陶瓷作品进行釉色的试验和调整，用平面设计软件模拟出来釉色色彩，呈现出来强烈的色彩表现力。设计者能够根据3D建模和Photoshop来进行造型和效果的不断尝试，在设计时也可以轻松地进行模拟，还可以根据自己的想法来进行立体创造，将自己的创作理念和思维进行充分展示[10]。

（二）3D打印技术在陶瓷产品设计中的运用

3D打印技术可以实现陶瓷模型的制作。3D打印模具翻模成型，能够完成真实陶瓷产品的制作。一般情况下，3D打印陶瓷有以下三种形式：陶瓷粉末与黏结剂结合；黏结剂覆盖在陶瓷颗粒表面形成覆膜陶瓷；陶瓷粉末进行表面改性，与黏结剂混合[11]。

首先，3D打印技术整体是一个自动化的过程，需要依据初期计算机辅助设计的使用，在造型最开始的方案设计中会使用到计算机建立造型的三维模型设计，之后经过了反复的修正和改进，可以通过切片软件来进行模型分层，每一层都会根据代码来计算路径。目前，应用三维建模软件时，通过模型建立、渲染呈现一个大致的效果图和平面三视图来进行图纸的具体设计和模具的制作。陶瓷成型烧制花费的时间较多，成型的可调范围也比较小。陶瓷3D打印技术主要是通过3D Studio Max来建立陶瓷产品模型，这是其首要一环，可通过不同的建模方法来制造不同的造型。使用3D扫描仪可以将现实中的物体通过扫描生成数字的三维模型，然后在计算中进行数据修改和造型的更新。

其次，建立好三维模型之后，3D模型的切片处理是首要的。可以通过Cura、Slimplify 3D和Slic3r等软件进行参数切片，不同的陶瓷造型适应不同的切片方式。单圈螺旋式的切片方式通常打印的速度较快，在造型的弧度较大和弧度变化较大的情况下，单层打印的泥料支撑力较小，整体的造型弧度变化范围一般在45°到90°之间。多圈打印的切片方式通常是在打印完一圈之后，在内部再次打印一圈或者多圈打印。这样的打印方式会使陶瓷造型的壁厚增加，相应造型的强度也会得到提高，但是造型表面的肌理以及精细程度会受到一定程度的影响。支撑填充式的切片方式经常用于结构变化较大的造型。使用这种方式，在后期陶瓷烧制过程中容易产生炸胚的现象，在起伏和悬空部位较容易出现坍塌。通过模型制备与切片处理，最终通过3D打印机打印成型，修正陶瓷造型设计[12-13]。

最后，在陶瓷作品打印成型时，打印机要在原点开始前运行打印，在方案设计的造型的第一层外部打印出来一圈泥条。设计者观察出泥的具体形态来判断打印机工作状态是否稳定。在正式打印成型的过程中对底部的打印进行一圈一圈的线条排列，之后堆叠形成立体造型，并通过降低打印速度来减少胚体的晃动[14]。

陶瓷3D打印工艺可以降低陶瓷成型对于手工技艺的依赖，丰富创作手段。通过丰富陶瓷设计者和艺术家的成型手段，3D打印技术能够突破传统手工成型工艺的限制，提升陶瓷产品从设计到成型的效率，摆脱传统陶瓷产品生产的工作重复性高、周期较长等问题。陶瓷3D打印工艺无法和工业化生产相比，可是3D打印技术能够实现个性化的小批量定制产品，从造型的制作到打印成型周期很短，能够实现效率的切实提高。虽然3D打印陶瓷市场发展前景较好，但在我国处于起步阶段，受到原创力缺乏、产业链不健全等因素的制约。国内的企业与高校正在积极地研制3D打印技术，包括对3D打印材料的成分和形态设计。要建立并完善3D打印零件的材料缺陷检测方法，致力于形成涵盖装备材料和工艺的完整产业链。

三、结语

陶瓷产品具备独特的设计魅力。借助数字艺术，陶瓷产品设计脱离原本的图纸设计表现，还可以进行造型装饰模拟。本研究在国内外学者研究的基础之上肯定了数字艺术给现代陶瓷产品设计带来的便利创作条件，尤其是3D打印技术在现代陶艺造型设计中的具体应用，形成了现代数字艺术的新创作手段。尽管现在的数字艺术还“很年轻”，硬件和软件设备尚不能满足现代陶艺的创作需求，但是在未来的创作中，数字艺术将会逐渐应用到陶瓷产品生产的各个领域，实现进一步的创新发展。