技术与艺术一体化设计系统开发与第三代简一大理石的研制＊

李志林 杨君之 梁燕珍

（1佛山市简一陶瓷有限公司 广东 佛山 528000）（2佛山市金甲环保科技有限公司 广东 佛山 528000）

前言

佛山是世界上最大的建筑陶瓷生产基地，是中国建筑陶瓷的领头羊。然而，与世界发达国家相比，仍然存在有很大的差距。产品价格就是其中一个重要方面的体现。在国际市场上，目前佛山生产的墙地砖只有意大利、西班牙等国家同类产品的二分之一到三分之一。产品设计是产品价值提升的重要手段，但模仿和抄袭别人的产品一直是国内陶瓷企业产品生产的主流，目前市场上有至少超过70%以上的产品是靠模仿和相互抄袭生产的，而仅有不到30%的产品属于自主设计的。近年来，随着中国企业越来越多地参与世界贸易，许多陶瓷企业不但注重新产品的研发，而且已经意识到产品自主设计的重要性。

自主设计在国内大多数企业中仍处于起步阶段，产品设计着重于追求单一的外观效果，缺乏考虑生产、应用等综合因素，特别是节能减排因素。而且设计程序和人员的配合不对应，设计过程的技术、美观、应用3大部分相互脱节（见图1）。因此，经常造成产品功能过剩，或者缺乏文化个性，或者与应用环境不相称等情况。

针对这些情况，笔者总结了近年来企业产品设计的经验，分析和学习了意大利同行在产品设计方面的方法，凭着对市场的锐觉和勇于创新的精神，在企业原有设计的基础上，研发出了一套产品自主设计的快速工作体系——技术与艺术一体化设计系统，实现能够科学地对产品功能、工艺方法、应用环境、节能减排、色彩造型、文化内涵等因素的进行优选和设定。并计划将“第三代简一大理石”作为该系统的第一个实践范例，利用该设计系统完成产品系列的设计和研发任务。

图1 目前陶瓷企业产品设计体系

1 设计系统的开发思路

“技术与艺术一体化设计系统”主要由系统硬件、标准化平台、工作软件、设计机构4大部分组成（见图2）。

图2 “技术与艺术一体化设计系统”的构成

图3 “技术与艺术一体化设计系统”的工作原理

设计系统的核心是将技术设计、艺术设计、应用设计等诸多因素进行综合考虑，然后获得最佳的产品方案后再付之研制，这样不但可有效地提高新产品研发的效率，更重要的是能够有效地利用资源，使产品和生产过程的节能减排因素得到充分的优化。

图4 设计系统能够同时综合考虑和处理诸多因素

2 设计系统的开发与建立

除了在原有设计体系基础上进行调整、补充完善之外，关键需要完成以下3个方面的重点工作。

2.1 系统的整体设计

本项目系统的整体设计遵循“大理石开发1234原则”，明确了产品的高端定位和节能减排要求，对产品的技术和艺术因素进行事前控制，从而实现对原材料选择、生产过程控制、应用环境配合的最大优化。本项目设计系统除了配备必要的硬件以外，还需要通过标准化平台建立、设计软件的开发、管理程序的制定、设计人员的分工配合等方面，构成了整体工作系统。

2.2 色标库的建立

标准化平台是本项目实施的重要环节之一。在目前企业的研发中，由于釉料、颜料没有标准化，颜色和配方也没有标准化，每次对色都要重新调整配方，效率很低，浪费资源，而且同批次产品往往对不上原有的颜色，不但造成产品色号多，而且造成产品图案容易失真。另一方面，由于陶瓷颜料煅烧后的颜色与原态颜色不一样，在没有标准化和电脑记录在案的情况下，设计人员、研发人员往往需要凭自己的经验判断产品的色彩，也是造成设计失真的重要原因之一。

通过选择标准化程度高、产品稳定的供应商，实现釉用原料、釉用颜料的第一道标准化，再根据产品类别确立基础釉料配方，以及制作色标（3 000～5 000个）和颜色配方，输入电脑系统建成色标库，设计人员只需要调用电脑素材就可以获得色彩和配方的结果（见图5）。

图5 色标库建立示意图

2.3 设计软件的开发

本项目的另一个创新点就是自主开发了“JJ－设计1号”应用软件，虽然未能实现完全依靠电脑完成产品设计工作，但相对传统的设计方式，已经有了突破性的进步。

“JJ－设计1号”是在通用设计软件的基础上，专门针对陶瓷产品设计而开发的，不但具有3D－MAX、CAD、CRW等功能，而且可以将图片立体化（见图6）。

图6 “JJ－设计1号”软件主要功能

3 实施效果

“技术与艺术一体化设计系统”的成功开发，为新产品的研发提供了重要的技术支持。利用本项目的技术，我们同时研发了“第三代简一大理石”系列产品，实现了技术创新、自主设计、产品研发同步推进的科研思路。

表2 “第三代简一大理石”设计研发效果

“第三代简一大理石”仿真度很高，将天然石材厚重的质感、自然的肌理、柔和的通体、活而有序的纹理等特性表现得淋漓尽致，获得了“不是天然，胜似天然”的美学效果。

通过“技术与艺术一体化设计系统”，我们从原料、工艺、配方以及整个生产过程都建立了全面的、系统的变形控制技术与管理标准，使第三代简一大理石平整度完全达到了天然石材的水平，实现了无缝铺贴，整体铺贴效果迈上了一个新台阶。

“第三代简一大理石”在获得独特装饰效果的同时，较好地实现了节能减排，生产过程冷加工废弃物减少约15%，综合能耗降低了10%以上。

4 生产工艺流程

图7 “第三代简一大理石”生产流程图

5 原料组成及配方

5.1 坯用原料

坯用原料的化学组成如表3所示。

表3 部分坯用原料化学成分（质量%）

5.2 坯料配方

坯料的化学组成如表4所示。

表4 坯料化学成分（质量%）

5.3 釉用原料

釉用原料的化学组成如表5、表6所示。

表5 部分主要釉用原料化学成分（质量%）

表6 主要釉料配方组成（质量%）

6 主要工艺参数

6.1 浆料制备工序

表7 浆料工艺参数

6.2 粉料制备工序

表8 粉料工艺参数

6.3 冲压成形工序

表9 成形工艺参数

6.4 釉料制备工序

表10 釉浆工艺参数

6.5 干燥工序

表11 干燥工艺参数

6.6 施釉工序

表12 施釉工艺参数

6.7 烧成工序

表13 烧成工艺参数

7 产品标准及性能

经检测，产品各项指标符合GB／T 4100－2006标准，放射性符合GB 6566－2001标准中A类装饰材料要求（详见产品质量检验报告）。

表14 产品主要性能指标

8 结语

“技术与艺术一体化设计系统”的研发成功，突破了传统产品设计的局限，实现了技术、艺术设计因素的事前控制和最大优化，有效地提高了企业的产品自主设计能力，实现了企业科技创新发展的战略意图。

“第三代简一大理石”质感明亮，装饰效果丰富多彩、自然流畅，在防污、防滑性能上取得了质的提升。产品同时具有非常独特的视觉效果，质感丰润又透明交融，颜色明亮华丽，且层次感强，具有立体层次效果，更便于与不同色彩的家具饰品搭配，成为天然石材在室内使用的替代品。其既可以适用于室内地面、内墙铺贴，也可以适用于外墙装饰，应用场合非常广泛。

1 杨辉，黄仲明.保持陶瓷企业在质量管理体系有效运行的几个关键因素.全国性建材核心期刊——陶瓷，2012（10）：11～13

2 孙庆利.Excel在三元系统代数配料改进法中的应用.全国性建材核心期刊——陶瓷，2010（6）：30～32