陶瓷3D打印技术在现代陶瓷制作中的应用微探

谢璇

摘要：文章首先介绍了陶瓷3D打印技术，包括陶瓷3D打印技术的分类和陶瓷3D打印技术的概念;接着阐述了在现代陶瓷制作中陶瓷3D打印技术的具体应用，并分别分析了在现代陶瓷制作的装饰、成型和材料方面的具体应用;最后详细分析了在现代陶瓷制作中陶瓷3D打印技术的优势，包括造型自由、技能要求、简化工序和快速成型四方面。这些优势让3D打印技术作为一种代替传统陶瓷制备的新技术手段逐渐广泛应用。

关键词：陶瓷3D打印;现代陶瓷;制作;应用

0引言

陶瓷是我国具有悠久历史的文化元素之一，陶瓷制品不仅具有观赏价值，其实用性也较强，因此陶瓷制品在各行各业中应用广泛。传统形式的陶瓷制作流程比较复杂，工序较多，但是现代陶瓷制作利用3D打印技术简化了制造流程，缩短了制作时间，这让传统陶瓷文化和工艺在传承的同时还得到升华和发展。相关研究人员和技术人员使用现代先进的技术手段进行设计，利用3D打印技术进行制造和加工，可以生产出颜色丰富、造型独特、功能性强的陶瓷产品，满足各行业和不同受众对陶瓷产品的需求。

1陶瓷3D打印技术

1.1陶瓷3D打印技术的分类

从制作工艺的层面来分析，陶瓷3D打印技术可以分为两类：直接成型法和逐层粘接法。将黏合剂和陶瓷粉末充分混合，然后制作成所需的陶瓷浆料，将黏合的陶瓷浆料通过施压经喷头挤出来，从而有效黏合前一层的陶瓷浆料，将这一步骤一直重复，直到得到与设计完全相符的、成型的陶瓷制品为止，这是陶瓷3D打印的直接成型法。现代陶瓷3D打印的直接成型法是通过计算机控制备料和操作的过程，这样能够使得制作出来的陶瓷质量更好、更精细。逐层黏结法是先平铺准备好的陶瓷粉末，然后把黏合剂沿着设定好的路径在陶瓷粉末上用喷头进行喷射，接着将陶瓷粉末再铺到已经喷好的混合浆料上，一次一次重复，形成设计好的模型，得到需要的三维陶瓷物体，最后将表面的陶瓷粉末擦除。不过相较于直接成型法来说，这种方式比较烦琐，且更耗费时间。

1.2陶瓷3D打印技术的概念

陶瓷3D打印技术属于3D打印技术的细化分类，在本质上与3D打印技术原理相同。陶瓷3D打印技术的原材料一般选择陶瓷浆料或者陶瓷粉末，基础是数字模型文件，再通过一层一层重复打印的形式来构建设计好的陶瓷制品，这是一种能够满足现代需要的新型陶瓷制作技术。现代化陶瓷3D打印技术相较于传统陶瓷的制作工艺而言，可以有效降低陶瓷制品制作的成本，陶瓷制作的工艺流程也被简化，制作工艺对陶瓷设计的禁锢也被打破，这样设计出的造型独特新颖的陶瓷制品不止出现在图纸上，而是能够制造出实物来。

2 在现代陶瓷制作中陶瓷3D打印技术的应用

2.1现代陶瓷制作的装饰方面

在现代陶瓷的制作方面，陶瓷3D打印技术一般采用直接成型的模式进行装饰，利用泥浆自身纹理线条鲜明的特定属性，将其一层一层进行堆积。在这一过程中，为了陶瓷制品视觉效果更好，通过对挤出泥浆的出孔大小进行控制来得到不同粗细的泥浆造型，这样得到的陶瓷制品在纹理上也有所不同。在进行塑造、制作的过程中，泥浆的承受能力没有固定的支撑会产生一部分形变，这是陶瓷制品藝术效果呈现的特有方式，能够将类似产品呈现出不同的艺术效果。

2.2现代陶瓷制作的成型方面

注浆成型、拉胚成型、泥条盘筑以及捏塑成型等是传统的陶瓷成型工艺。一般来说在传统陶瓷制作时，为制造出具有复杂造型的陶瓷制品，需要消耗较大的金钱成本和时间成本，但是也很难保证复杂造型的成功概率，这些传统的陶瓷制作成型工艺大多只用于简单三维的陶瓷制品制备。现代陶瓷3D打印技术打破了传统陶瓷塑造条件的限制，更有利于具有镂空结构或造型复杂的陶瓷制品的制作，使得陶瓷制品能够自由化成型，且成型的陶瓷制品完全符合设计预期。传统的陶瓷成型工艺的学习需要耗费很长时间，短则几个月长则几年，而现代陶瓷3D打印技术仅利用特定App就能够对需要塑造的陶瓷制品进行预设，还可以根据需求更改形态样式和模型数据参数等，让非陶瓷成型制造专业人员也能够制作其需要的、专属的、符合预期的陶瓷制品。

2.3现代陶瓷制作的材料方面

长石、石英、黏土和其他矿石原料都是制作传统陶瓷的材料，制作时主要原材料一般选用黏土，黏土能够让陶瓷具有一定形状，同时让泥坯的注浆稳定性和泥坯可塑性变得更强，这样才能够获得具有最大堆积密度和干胚强度的胚体。现代陶瓷3D打印技术会让陶瓷的制备工艺和原料的性能都能有效改善。传统陶瓷工艺在陶瓷原料的制作工艺上包括陈腐、练泥、球磨、淘洗以及粉碎等，相较于传统陶瓷工艺而言现代陶瓷3D打印选用陶瓷粉末作为原材料，陶瓷原料的选取限制性也降低，使得原料制备的流程变得更加简单，并不需要太多烦琐的制造工艺。一般来说3D陶瓷的打印原材料是羟基磷灰石、氧化锆、硅酸铝以及氧化铝等。在制造陶瓷时需要将黏合剂添加到陶瓷粉末中才能优化材料的可塑性和流动性，虽然在这一过程中添加了黏合剂，但是由于在陶瓷烧制的过程中黏合剂能够得到充分挥发和分解，所以并不会明显地影响陶瓷制品的品质。

3在现代陶瓷制作中陶瓷3D打印技术的优势

3.1造型自由

现代陶瓷制作中陶瓷3D打印技术能够制作内部结构或外部形状复杂的陶瓷制品，并不会受到工艺的限制。传统陶瓷制备的过程中有可能会出现的塌陷问题，因为3D打印技术是逐层打印的，也可以有效避免。

3D打印让设计师的设计思路和想法能够得到展示，打破了传统陶瓷制作工艺对陶瓷产品造型设计方面的限制，能够设计、制造出更多内部镂空、造型复杂精美的陶瓷工艺制品。

3.2技能要求

传统陶瓷制作对专业技能具有很高的要求，想要制造出高品质陶器，每一个步骤的制造工艺都需要匠人长时间学习才能够掌握。现代陶瓷3D打印技术能够有效降低陶瓷制作工艺的门槛，打破传统陶瓷工艺对陶瓷制品发展的限制，即使是没有陶瓷制作基础的人也能体验陶瓷的制作过程，能够将自己构想的陶瓷造型变为现实，通过App甚至还能将数字模型制作出来。

3.3简化工序

陶瓷3D打印并不需要像传统陶瓷制品的制造那样先选择原材料，再进行炼制、成型、装饰、烧制等多项程序，泥料的加工也不需要采用陈腐、练泥、压滤等工序。现代陶瓷3D打印技术在制作内部镂空陶瓷制品时，设计师只需要将设计好的立体陶瓷作品导入设备中，便可以将作品打印出来，这样能够减少陶瓷原材料的损耗，有效节省了人力、物力的成本，并缩短了整个制造时长。

3.4快速成型

相较于传统陶瓷制作过程中需要先制备原材料再进行烧制，需要消耗几个星期以上的时间来说，陶瓷3D打印技术制作陶瓷的过程只需要很短的时间，只用几个小时就可以将原材料烧制成成品陶瓷。陶瓷制品的成型进度缩短，陶瓷制品的成品与设计匹配更加契合，节约了陶瓷设计和制作的成本，陶瓷制作的模型也具有创造性、实验性和可修改性。

4结束语

将传统陶瓷文化与现代制造工艺互相结合是陶瓷3D打印技术存在的基本意义。这是陶瓷制作发展中全新的艺术形式，也为现代陶瓷制作提供了新的工艺技术和制造方法，将新的活力注入传统陶瓷文化中，这是对传统陶瓷文化的传承，也是对传统陶瓷制作工艺的升华。目前，现代陶瓷3D打印技术获得了受众的认可和喜爱，但仍旧受到打印机的结构、成本和原材料等方面的限制。所以陶瓷3D打印技术还需要进一步研究，需要不断完善，才能得到更好的发展。