工艺陶瓷雕塑数字3D切片支撑的运用

摘要：雕塑材质的种类有很多，如铜、玻璃钢、树脂、砖、合金、大理石、木、水晶、陶瓷等，每种材质的属性和质地千差万别。正因多种可能性，才能让工艺陶瓷雕塑具有色彩斑斓、独一无二的魅力。数字化为工艺陶瓷雕塑提供技术支撑，广泛应用在产品制作、产品研发以及产品多样性的个性化数字市场。文章重点论述了工艺陶瓷雕塑数字3D切片支撑的运用，针对雕塑加减法的创作及流程的映射，提出创作成果和升级的技术方案等。经过长期实践，在克服诸多阻碍的同时，实现数字3D切片支撑技术在工艺陶瓷雕塑创作速度、质量和精度方面的有效升级，未来可为工艺美术陶瓷雕塑提供造型方面的技术支撑。

关键词：工艺陶瓷雕塑；3D切片支撑技术；应用

一、工艺陶瓷雕塑及其数字3D切片支撑技术概述

工艺陶瓷雕塑是一种综合应用陶瓷材料和艺术雕塑技法的艺术形式，它以陶瓷材料为基础，通过造型、雕刻、烧制等工艺，创造出具有装饰性和观赏性的作品。随着陶瓷工艺技法的发展演变，陶瓷雕塑艺术产生了形式上的转变。工艺陶瓷雕塑在保留传统手工技艺的同时，也融入了现代科技的应用，其中数字3D切片支撑技术无疑是一项重要的创新。

工艺陶瓷雕塑的制作基础是陶瓷材料的选择和准备。陶瓷材料具有独特性，包括可塑性高、耐高温等。在制作工艺陶瓷雕塑时，首先需要选择合适的陶瓷原材料，如陶土等，并经过粉碎、筛分、搅拌等工序进行材料上的准备。其次，工艺陶瓷雕塑的制作过程包括造型和雕刻。造型是根据艺术家的创作意图对雕塑主题进行造型上的设计与构思，通过手工捏塑、模具制作、拼接等方式进行。最后，艺术家利用各种雕刻工具进行细节的雕琢，以塑造出符合创作预期的艺术形象。

随着时代的发展和科技的进步，数字3D切片支撑技术应用于工艺陶瓷雕塑创作之中，极大推动了工艺陶瓷雕塑的发展和创新。数字3D切片支撑技术是一种利用计算机软件和先进的3D打印技术，对雕塑形象进行分层切片的技术。使用这项技术，艺术家可以通过计算机进行模拟和设计，将雕塑形象切割成多个薄层，并按照一定规律打印出来。

数字3D切片支撑技术在工艺陶瓷雕塑中的应用有以下几个优势：一是能够提高陶瓷雕塑的精度和细节表现。传统的手工雕塑受制于艺术家的技艺和工具，难以达到理想的精度和细节要求。而数字3D切片支撑技术可以精确模拟雕塑形象的每一个层次，并通过3D打印技术将其逐层打印出来，使得雕塑的细节表现更加真实和精确。二是可以提升陶瓷雕塑的制作效率。传统的工艺陶瓷雕塑制作过程时间较长，需要经过多次手工造型和雕刻。而利用数字3D切片支撑技术，艺术家可以通过计算机软件进行模型的设计，然后将其直接发送给3D打印机进行打印，大大缩短了陶瓷雕塑的制作周期。

实践表明，工艺陶瓷雕塑数字3D切片支撑技术具有可操纵、数控性和更新化的潜质。在创作时，艺术家可根据支撑的位置调整大小，从而减少对雕塑外观的不良影响。在未来，工艺陶瓷雕塑数字3D切片支撑技术仍然具有不可忽視的衍生空间。

二、工艺陶瓷雕塑数字3D切片支撑的制作过程

在工艺陶瓷雕塑数字3D切片支撑的制作过程中，通过3D建模软件，艺术家可以按照自己的创作意图进行形状和细节上的设计。在这个过程中，艺术家需要考虑雕塑的尺寸、比例、表面纹理等内容。

在模型设计完成后，需要对模型进行切片处理。切片是将模型切分成多个薄层的过程，这一步是数字3D切片支撑技术的关键，通过计算机将模型分层，把陶瓷雕塑实体分解为一系列的薄片。接着，需要对每一层进行支撑结构的设计。支撑结构的作用是支持雕塑模型的悬浮部分，防止其变形或失真。艺术家可以根据雕塑的结构和需要，设计出合适的支撑结构，并将其添加到每一层切片上。

在完成切片支撑的设计后，需要将每一层分别发送至3D打印机进行打印。3D打印机会根据切片的信息，逐层打印出相应的薄片。打印材料可以选择耐高温的陶瓷材料，以确保打印出来的薄片具有良好的耐久性和质感。当所有的薄片都打印完成后，将它们进行拼装，组成完整的雕塑模型。拼装时需要注意每个薄片的位置和连接方式，确保雕塑模型的整体稳定性。完成拼装后，将雕塑模型送入窑炉进行烧制，烧制的温度和时间根据所选用的陶瓷材料来决定。

在烧制完成后，工艺陶瓷雕塑便可进行上釉和装饰，以增加其艺术效果和观赏性。上釉可以改变陶瓷表面的光泽、色彩和纹理，增强陶瓷雕塑的观赏效果；装饰则可以通过绘画、贴花、金属镶嵌等方式，为陶瓷雕塑增添更多的美感和独特性。

3D打印的应用大大提升了制作效率，人工干预损耗的操作时间在技术支撑的前提下得以减少，降低成本。艺术家在产出的过程中能够保证陶瓷雕塑主体形状和部分细节的完整性，尤其针对艺术家在翻制过程中遇到将原子灰打磨的微小细节失败的情况，在数字3D切片支撑环节得到了有效处理。该问题解决后，艺术品的质量得到保证，对总体的影响等比例正向相关。

三、工艺陶瓷雕塑的局限及其优化

工艺陶瓷雕塑作为一种深受人们喜爱的艺术形式，具有独特的装饰性和观赏性。然而，它也存在一些局限性，需要进一步优化和改进。切片支撑之间运用的耗材仍然是一项挑战，而针对不同材质去掉支撑依然是结构性问题。因此，在陶瓷雕塑数字3D领域仍然具有可提升的空间，在探索研究的实践道路上依然要保持严谨的手法，最终实现不同材质的数字化，从而衍生出陶瓷雕塑的独特创作方式。

以下对工艺陶瓷雕塑的局限及其优化进行简要分析。

首先，传统的工艺陶瓷雕塑制作过程需要经过多次手工造型和雕刻以及烧制的过程，因此制作周期较长。为了优化这一问题，可以利用数字3D切片支撑技术，通过模型的数字化设计和3D打印的薄层制作，大大缩短其制作周期。

其次，传统手工雕塑的雕刻精度受艺术家手工技艺和使用工具的限制，难以达到理想的精度和细节要求。为了提高雕刻精度，可以利用数控机床等现代高精度工具辅助雕刻，或者使用3D打印技术直接打印出细节丰富的雕塑模型。

在材料的选择上，传统工艺陶瓷雕塑使用的陶瓷材料存在一些局限性，如烧制温度范围窄、颜色单一等。为了拓宽材料的选择范围，可以结合其他材料进行创新，如搭配金属、玻璃等，使得雕塑具有更加多样化的材质和效果。

工艺陶瓷雕塑的制作过程需要耗费大量的时间、人力和材料，为了降低成本，可以通过改进工艺流程和增加自动化机械设备的应用，提高制作效率和降低人力成本。同时，传统工艺陶瓷雕塑的形象多以人物、动物为主，相对单一。为了拓宽形象的选择范围，可以结合现代艺术、抽象艺术等，创造出更加多样化和具有丰富性的雕塑形象。

传统工艺陶瓷雕塑在面对外界环境、气候等因素时，容易破损和遭受腐蚀。为了提高陶瓷雕塑的耐久性，可以在制作过程中加入多种增强材料，如纤维增强复合材料，提高陶瓷雕塑的强度和抗风化性能。

为了优化和突破工艺陶瓷雕塑的局限，需要结合现代科技和创新技术，如数字3D切片支撑技术、数控工具等的应用。此外，还可加强与其他传统和现代艺术形式的融合，提高雕塑的创作深度和表现力。通过持续的改进和创新，工艺陶瓷雕塑的发展将更好地满足人们对于艺术品美感和观赏性的需求。

笔者基于优化切片支撑技术，提出以下几点思考；第一，在模型失真的情况下，通过优化切片技术提升清晰度，使每一帧切片的厚度、平滑表面的纹理能够完整呈现，攻克这项技术是未来具有可选择性的一个方向。第二，在导入单个模型的前提下，实现切片同个模型，而且打印的数量、大小均不受限制，这不仅能提高作品出产的速度和效率，而且可以缩短时间，减少重复切片繁琐的操作，实现量产的能力。第三，可将单独物体进行分区切片，节省打印空间，实现切片区域模型之间自动生成卡扣榫卯，对后期修理模型能够起到辅助作用。第四，现阶段3D打印机能实现单独材质的应用，但无法实现多个材质的混合使用，也无法实现叠加状态。在切片操作时，可进行分区添加材质属性，同时解决3D打印数字陶瓷雕塑的材质复刻问题。如此一来，不仅具备造型的完整性，而且经过切片的优化升级，能够使工艺陶瓷雕塑3D打印数字化出现具有不可预见性的材质自由，更具有随机性，从而创造出更具个性化和无可替代的视觉感受。

最后针对支撑优化升级的策略进行推断与总结：首先，在过往的实践中，支撑添加的方式主要有两种，包括手动添加与自动添加，二者各有各的优势。手动添加的弊端就是速度过慢，但位置可以自由变换，精准调整支撑位置，确保模型在打印的過程中不会弯曲形变。自动添加速度很快，但位置不精准，模型在打印的过程中经常出现不完整的现象，甚至出现只打印了一个底板的情况。那么，两种添加方式是否可以融合，优化两者的优点，以规避各自支撑方式的不足，这是值得思考的。其次，优化支撑连接粘合点。在打印过程结束、整理模型时常常会出现焊接点过于牢固，以至于在去掉支撑的环节浪费了很多的时间和人力，同时在修补模型中需要打磨精修，大大增加了工作量，在优化支撑中是否可以转换成另一种方式去添加。再次，添加支撑与模型形成不一样的材质，这一点是在研究实践过程中需要考虑的问题。通过放置两种材质的料槽形成材质属性上的差别，让支撑与模型表面形成反差，以及质地不同的情况，这样能够有效降低后期修理模型的时间，减少不必要的劳作。当两种材质形成反差，去掉支撑的过程将会非常顺利，不会出现将模型损坏的情况，从而确保模型的完整性。

总而言之，优化支撑材质分区管理是比较有效的打印方式，介于切片与支撑的优化策略，在工艺陶瓷雕塑3D打印数字操作过程中实现两者交互、并行的优化方案。基于打印技术的更新迭代速度，在未来的工艺陶瓷雕塑3D数字化打印领域，将会有更高的发展潜力和迭代空间。

参考文献：

[1]董方方，杜爽，廖飞等.基于骨架提取的弯管类结构无支撑3D打印混合切片方法[J/OL].计算机集成制造系统：1-16[2023-10-25].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.5946.TP.20220613.0846.006.html.

[2]朱元杰.多自由度切片无支撑微光刻3D打印技术研究[D].华南理工大学，2022.

[3]雷聪蕊.多材料3D打印切片算法研究及软件开发[D].陕西科技大学，2022.

[4]]袁野.连续碳纤维增强复合材料3D打印轨迹规划研究[D].江南大学，2022.

[5]王琛，张佳音.熔融沉积3D打印切片软件参数设置要点[J].软件，2021，42（05）：81-83.

[6]刘磊.面向无支撑3D打印的五轴FDM系统关键技术研究[D].南京航空航天大学，2020.

作者简介：

张佳萌（1991—），男，汉族，福建泉州人。毕业于鲁迅美术学院雕塑系。2018年参与国家艺术基金3D打印数字雕塑项目，2023年创立“佳萌3D打印数字陶瓷雕塑工作室”。