数字化技术在陶瓷产品设计中的应用分析

宋 楠 周爱民

兰州理工大学设计艺术学院 甘肃兰州 730050

数字化技术优势比较明显，表现力强，且功能多样，广泛运用于各行业中。在艺术领域中引入数字化技术，能够将作品深层次的艺术性得以彰显[1]。现阶段，陶瓷产品设计引入数字化技术，不仅可提高设计效率，而且还能够丰富设计手法，滋生更多的创意，迎合现代社会人们的审美。

一、数字化技术在陶瓷产品设计中的应用优势

（一）提供了系统的工作流程

陶瓷产品设计时，不只是要考虑实用性，还需关注产品的艺术感、审美价值，确保实用与审美功能完美结合[2]。一般而言，陶瓷产品设计分为形体结构造型、贴花造型两种。其中，形体结构造型重点在于迎合日常使用所需，贴花造型设计则是为了满足艺术审美。传统设计手法中需单独绘制每一个物体，使得产品设计联系性、系统性比较匮乏，一旦出现问题则无法秀发。而引入数字化技术，可先开展平面造型设计，修改后再生成立体实物，对装饰效果进行直观呈现，并可利用数字化平台对成品进行模拟预览。

（二）提高了陶瓷产品设计的效率

以数字化技术为核心创建而成的陶瓷产品设计数字化平台，无需再使用传统手工绘制设计方法[3]。这样的设计中不再进行重复性劳动，并利用强大的数字技术，可随意调动或修改陶瓷设计中的文字、纹样、图片等，也可自由地变换与更改造型版式设计。在初稿与修改稿中，设计人员可任意切换，对比各种设计版式的优劣点。如此，在陶瓷设计中巧妙地利用数字化技术，不仅能够实现高效设计，并在数字化平台中直观地展示设计方案，对设计方案进行优化。设计效率的提高，为陶瓷产品大规模生产创设了条件，可提高整个工艺流程。同时，数字化技术利用电脑进行制图，同传统手工制图相比，其不仅更加高效，精度更精确，而且设计效果色彩更加丰富、逼真。

二、数字化设计方式的工作流程

借助数字化技术开展台次设计，建立数字模型至关重要[4]。设计工作人员通过模型，可对作品造型特征进行直观的审视，迅速优化设计方案，为生产制造提供更详细、更全面的生产数据，并予以强有力的技术保障。设计人员在三维模型创建过程中，一般需通过以下四个阶段：

1.前期准备阶段

基于前期设计概念草图，设计人员绘制陶瓷产品三视图[5]。这里，尺寸的标准并不严格，为接下来模型制造提供参照。

2.设计实施阶段

基于具体设计要求，设计人员选择使用三维软件开展制作[6]。其中，Rhino建模软件比较常见，主要用于产品外观模型的制作。对于三维模型而言，前期三维图尤为关键，结合陶瓷产品具体造型，选择相对应的建模工具。由于造型方面的差异，其建模方法也存在不同，选取具体建模方式时应对造型特征予以重点考虑的同时，设计人员建模思维也是不可忽视的因素，只有对设计目的进行合理的表达，不管是哪一种建模思维都是科学、可取的。

3.设计方案优化阶段

针对具体设计方案，设计人员还需开展评价活动，以此来对方案模型进行优化[7]。这里，造型、釉色、材质、装饰是关注的重点，并进行效果模拟，开展高度数据验算活动，并选择使用直观、视觉感强的表达方式，可高效率地评选出最佳设计方案，有力地保障了最终方案的确定。在这一环节，设计人员能够借助渲染器制作产品效果图，对产品的效果进行模拟。这里，渲染器主要有Key Shot、V—Ray for Rhino。例如，接种Key Shot模拟钧瓷窑变的效果（见图1）。

图1 模拟钧瓷窑变效果

4.设计深入阶段

这是生产环节的最后准备阶段，设计人员需进一步完善所评选出的最佳方案，基于数字化三维模型，精准地计算出产品制造所需要的泥料体积、成型制品与烧成品的收缩比等方面，并完成选用成型工艺、制作模具、模拟演示流水线等工作。

三、数字化技术在陶瓷产品设计中的具体应用

（一）Rhino建模软件在陶瓷设计中的应用

Rhino建模软件是一种典型的建模软件，广泛运用于工业设计中，主要适用于比较圆润的实体建模，如陶瓷制品，使用这一软件建立模型。借助Rhino建模软件的表面建模功能，可制作出陶瓷制品外形模型，虽然形状特别复杂，但是也能够呈现建模的整个过程。大多数陶瓷制品都是回转式，以回转为核心，组合、拆分、穿插各曲面。这里，Rhino建模软件中拥有各种旋转模具，能够积极吻合陶瓷模具的需求，在模具上画下一根弧形形状的轮廓，顺着中间的轴线进行不停的转动，如此便可轻松地完成同拉坯不相上下的产品。陶艺造型较为多样，如具象、抽象、几何、人物等。对Rhino建模软件各种工具及插件功能进行把握，并灵活地使用，这是陶瓷产品构建的关键环节。Rhino建模软件中插件T—spline能够把模型同多边形模型完美、无缝隙地融合。著名设计师科拉尼设计了一套“泪滴”式的陶瓷茶具（图2），其造型十分独特，表面形状多样，对曲率的要求特别高。这里，陶瓷制品曲率是其手感的主要影响因素，对此可选择Rhino软件中表面处理这一典型技术。Rhino软件的曲面加工工具可保证曲面能够顺利地成型，且表面十分光顺。对于双曲面、自由曲面等陶瓷造型，传统设计方法难以实现，而借助Rhino软件便可轻松解决。

图2 “泪滴”式的陶瓷茶具

（二）3D打印技术在陶瓷设计中的应用

3D打印机能够迅速地堆积、黏合、迅速烧结、固化物料，并将其打印成三维产品，广泛运用于工业制造中，可使用各种材质打印产品，迎合各行业的实际需求。如航空航天行业，有的机械零件则是由3D打印机制造而成。在艺术设计、工业制作中，3D打印技术发展前景广阔。以往，因材料的限制，3D打印技术难以直接制造成品。然而，目前技术日益成熟，使得3D打印技术广泛运用于各行业。著名设计师斯蒂芬·霍斯金则使用3D打印技术制造了陶瓷产品，开展了一系列创新实验，最终获得了成功。Stephen Hoskins打印的材料十分特别，选择使用粉末的形态，利用激光烧结技术，印刷出造型复杂的陶瓷坯体，这一陶瓷成型技术较为独特。打印出的成品还要通过二次的加工与处理，尤其是粗坯的表层，需对其进行光滑处理，然后再根据设计方案上色、上釉或者是喷漆，最终获得陶瓷制品。在手工捏、拉坯、注塑等环节，时间与精力往往花费较多。注塑成型环节中，每一个看起来比较简单的茶壶，往往需做四五个模子，并灌浆和脱模，然后粘连各零件，从而形成独特形状。斯蒂芬·霍斯金尝试以3D打印技术制造出“自动上釉”的陶瓷产品，无需二次处理便能够获得完整的陶瓷产品。这一独特的陶瓷工艺，可激发陶瓷艺术家手工艺术的创作积极性。

四、结语

总之，在陶瓷产品设计中引入数字化技术，为其注入了强有力的生命力。借助这一技术的独特优势，可降低设计成本，也可提高设计效率与质量，这完全符合陶瓷现代化发展所需。在设计各环节中引入数字化技术，使得设计人员对设计工艺进行优化，不仅满足产品基本的使用功能，而且还能够呈现出最佳的艺术效果，助力于陶瓷产业的发展。