数字化陶艺实验室建设方案

李盛年

（山东大学 工程训练中心，山东 济南 250002）

中国陶瓷历史悠久，从最初的实用性发展到观赏性再到反应人的一个思想性。陶瓷出现在人们生活的每一个角落。通过陶艺的学习，了解陶艺的发展历史和设计方法，掌握陶艺的制作技术。陶瓷3D打印技术是在传统陶艺的基础之上发展而来，利用先进的软件设计理念结合陶瓷3D打印成型设备，在注重传统的同时，加以现代设计方法和现代加工工艺的引导，这样可以达到以传统陶艺熏陶学生、培养学生美感，又可以让学生接触、学习建模和陶瓷打印技术，了解传统工艺、现代设计方法、现代加工技术，并且融合起来产生很好的效果。

传统陶艺教学活动可启迪同学的创造性思维，提高同学的设计和动手能力，培养他们的创新意识。但是传统陶艺在制作造型曲线较复杂的作品时成本较高、批量制作复杂，多样化造型受设备影响较大、增加设备购买量；同时对于复杂造型采用组装制作，组装耗费的时间和成本就较高；最重要的一点是，传统陶艺对个体的技术水平要求较高，制作周期长。

而当在传统技艺的基础上加入3D陶瓷打印、微波速干、速烧等数字化技术后以上的这些问题可以迎刃而解。利用陶瓷3D打印技术打制造型曲线较复杂的作品时成本不会增加，复杂造型不比简单造型消耗更多的时间、成本和技术能力。3D陶瓷打印技术不管造型多复杂都可以通过分层打印一次成型，例如造型外立面的凹凸字、不规则的曲线等等。相比较传统工艺例如拉坯或者模具制作的工艺对于复杂造型必须采用组合制作法，将各分段造型粘结组合成型，3D陶瓷打印技术可以大大降低制作的时间、成本及对人工的技术要求。可以多样化打制不同造型的陶瓷，可以把人的设想造型完全复制出来，不受人工和专用设备的制约。3D陶瓷打印的造型设计想象空间巨大，打制造型的能力完全超越人工和造型工具的制约，例如拉坯机只能制作回转体的造型，他可以打开巨大的设计想象空间制作出手工及陶艺专用设备无法完成的奇艺造型。 数字化陶艺实验室是由普通陶艺工作室融入陶瓷打印设备、速干、速烧设备，结合现代的设计工具组合起来的具有设计、手工和自动制作、施釉、烧制、展示等项目的综合教学创新实验室。

首先，数字化陶艺实验室的硬件建设：（1）拉坯机；（2）泥板机；（3）真空炼泥机；（4）喷釉箱；（5）陶瓷 3D 打印系统；（6）水分测量仪；（7）计算机；（8）三维建模软件；（9）微波极速干燥箱；（10）微波智能快速烧成炉。集合了传统设备与现代制造、设计方法并且融合到一起。

其次，数字化陶艺实验室的功能区域合理划分：分别是泥料储藏区、陶瓷备料区、理论教学区、程序设计区、拉坯操作区、陶瓷3D打印区、手工制作区、作品干燥区、施釉区、窑烧区、作品展示区，每个区域它们各自有不同的工作属性，但又是相互串联密不可分。各单位承担的详细功能介绍如下：

1.泥料储藏区。制作陶瓷造型所需泥料必须是在一定含水率和粘性的状态下。储藏区必须设立在较独立的一个空间内，最好是保持房间湿度不见阳光，防止材料水分蒸发。

2.陶瓷备料区。作用就是准备为传统陶艺例如拉坯成型、泥条盘筑、手捏塑、泥板成型所需的泥料，注浆工艺所需的泥浆，陶瓷3D打印系统所需的抽真空的罐装陶瓷原料。调整它们的含水量及其粘度以达到使用标准。

3.理论教学区。承担理论教学任务，配置多媒体设备等。

4.设计区。包含传统陶艺造型设计区和陶瓷3D打印程序设计区两部分。科技水平的不断提高加快了陶瓷行业的提升步伐，陶瓷设计的发展从传统设计手段逐渐融入高科技技术并且稳步发展，传统陶瓷作品的设计是要绘制许多的草稿来进行对比、选择，是一种耗时、低效、工作强度较高的设计方法，而采用现代设计方法三维建模软件等，在设计中的各个阶段都有很好的辅助能力，在造型推演、结构细化、真实感的表现等方面得心应手。

5.拉坯操作区。主要进行拉坯成型，拉坯成型是陶瓷史上一个伟大的变革，从最初的人工驱动的辘轳成型到现在的以电驱动的拉坯机，用这种成型方法制作的器型更精致、规整。

6.陶瓷3D打印区 。主要由陶瓷3D打印机、供泥装置、数显空气压缩机组成。陶瓷3D打印技术是以数字模型为依据，使用含水率较高的陶瓷泥料，以分层打印的方式来形成陶瓷造型。

7.手工制作区。主要进行手捏塑、泥条盘筑、模具注浆等纯手工制作。

8.作品干燥区。陶瓷制品的干燥，半成品的摆放区域。

9.施釉区。进行坯体施釉的区域，施釉方法一般分为浸釉、淋釉、喷釉、画釉。

10.窑烧区。配置微波极速干燥箱、微波智能快速烧成炉。可以大大节省时间，从作品干燥、施釉、烧制完成，可以在几小时内完成比传统设备节约十几倍的时间。

11.作品展示区。展示区的存在是为同学交流做准备，好的创意、好的作品会引起大家的关注。

把现代的设计方法应用到陶瓷设计中，用传统工艺结合现代加工技术（陶瓷3D打印）创作陶瓷造型，丰富了陶瓷实验室的学习内容。