陶瓷產(chǎn)品設計中數(shù)字藝術的融入途徑研究

◇王 巖

進入21世紀以來，數(shù)字藝術因其多元性和藝術創(chuàng)新性受到了社會大眾的歡迎，其數(shù)字性和交互性鮮明地體現(xiàn)出了獨特的藝術特點，風格鮮明，能夠擴展藝術表現(xiàn)空間。可以說21世紀的數(shù)字藝術適逢其會，正趕上了數(shù)字技術和陶瓷技術發(fā)展提升的好機會。

數(shù)字藝術的表現(xiàn)力使得藝術交流更加便捷，呈現(xiàn)出更加豐富的選材內(nèi)容。陶瓷材料在工業(yè)生產(chǎn)、航空以及醫(yī)療等領域有著大規(guī)模的應用，有著較為特殊的物化性質(zhì)。數(shù)字藝術的表現(xiàn)題材也更加豐富，從二維維度向三維維度的跨越說明了表現(xiàn)形式和內(nèi)容的改變[1]。

劉雅麗認為，在科技發(fā)展的趨勢和市場需求的背景下，陶藝作品難以量產(chǎn)。造型很難拉坯等特點是陶瓷商業(yè)化的客觀阻力，因此要設計好物美價廉的陶藝作品也要借助數(shù)字化手段，革新傳統(tǒng)的手工拉坯成型工藝。3D打印技術是一項近年來崛起的實體造型成型技術，塑造成型效率較高，準確性強，打印操作的難度較低，已經(jīng)應用于產(chǎn)品設計的領域[2]。

一、概念界定

（一）數(shù)字藝術

數(shù)字藝術是數(shù)字科技和藝術審美相結合的新藝術形式。數(shù)字藝術和數(shù)碼藝術不同：數(shù)碼技術側(cè)重于將現(xiàn)實生活中的圖、文、聲、像等進行計算機識別，對被傳遞和加工的信號進行模擬；數(shù)字藝術是以數(shù)字科技發(fā)展和全新的傳媒工具為平臺，將人類的理性思維和藝術靈感融為一體的藝術，是一個跨多種學科的綜合性藝術表現(xiàn)形式。數(shù)字藝術具備交互性和綜合性，能夠鮮明地展現(xiàn)獨特的藝術表現(xiàn)形式[3]。

（二）傳統(tǒng)陶瓷成型工藝

傳統(tǒng)的陶瓷成型工藝大致分為以下五種。

第一，陶瓷工藝者直接對泥料進行塑造，保持造型天然的肌理和創(chuàng)作的痕跡，實物作品具體的造型可以根據(jù)陶瓷工藝者的審美和創(chuàng)作發(fā)揮來進行設計，一般是經(jīng)過揉、捏、按、壓來進行造型的最終展現(xiàn)。

第二，先進行泥條的捏制，之后將泥條進行盤旋疊壓以構筑成型，通過內(nèi)外木質(zhì)工具進行拍打，塑造出來任意大小的作品。該類工藝塑造出來的工藝品具有一定程度的局限性[4]。

第三，將泥條材料和拉坯機準備好，通過旋轉(zhuǎn)的力量來進行胚體形態(tài)的塑造。拉坯技法成型的胚體效率較高，能夠提高胚體的質(zhì)量。

第四，拍打軟泥板或者是硬泥板來進行結構的塑造，形成立體的造型。

第五，利用模具輔助成型，這是目前陶瓷量產(chǎn)的主要成型方法，成型效率較高，且造型一致性較高[5]。

（三）3D打印技術

3D打印技術是以數(shù)字模型為基礎的快速立體成型技術，是通過數(shù)據(jù)的處理將打印材料逐層進行堆積后形成實體造型的技術。不同于傳統(tǒng)制造工藝對材料進行削減的減法成型方式，3D打印技術成型的方式是逐層積累的加法成型方式，因此這種方式也被稱為增材制造。

3D打印機的工作原理與日常生活中普通的打印機類似，只不過普通的打印機是在二維的平面上使用紙張與墨水進行打印，而3D打印機可以使用金屬、塑料、陶瓷、纖維等材料。3D打印是通過對數(shù)字模型進行計算分析，將數(shù)據(jù)導入3D打印機中，由打印機將原料按照計算完成的路徑進行逐層的疊加，最終形成三維的實體造型[6-7]。

二、數(shù)字藝術在陶瓷產(chǎn)品設計中的融入途徑

陶瓷產(chǎn)品的設計，一般情況下分為以下幾個流程：針對材料進行陶瓷產(chǎn)品造型的設計、出效果圖、做好設計圖紙、實物模型的制作、進行設計的傳達[8]。在以上設計過程中，將數(shù)字藝術深入融合，使得陶瓷設計將理性思維和藝術思維融為一體。

（一）數(shù)字藝術在陶瓷產(chǎn)品設計中的運用

1.平面數(shù)字藝術

數(shù)字藝術在傳統(tǒng)形式上可以呈現(xiàn)更加數(shù)字化的表達，在陶藝技術的存取、加工和分發(fā)中更能夠在語言、文字和電子技術上展現(xiàn)出來審美價值，在陶瓷藝術品的規(guī)劃設計中能夠?qū)崿F(xiàn)科學分析。應用信息化的手段對藝術品的設計方案進行多角度的計算，使得數(shù)據(jù)對比設計生產(chǎn)中的陶瓷藝術品能夠和相關的資料圖紙進行整合，更加清晰準確地為陶藝加工人員提供設計數(shù)據(jù)和藝術品加工資料。

在設計效果圖上，CAD繪制的三視圖能夠?qū)υ镜氖止げ世L進一步升級，代替利用勾線筆、毛筆、排筆、顏料和調(diào)色板進行的色彩表達。利用3D Studio Max的造型技術可以完全進行產(chǎn)品設計的預見，在設計預案中如果需要進行修改，則可以重新恢復到原稿狀態(tài)。3D Studio Max能夠進行數(shù)據(jù)的存檔，在軟件中對修改命令進行改動，使得釉色、裝飾紋樣重新更改，達到設計者更加滿意的狀態(tài)，并且在修改過程中，部分變化也會使設計師產(chǎn)生新的設計靈感[9]。

在裝飾技法上，設計師能夠根據(jù)無數(shù)次的反復實踐和自身對事物的造型能力來總結新的完整的技術方法，構建新鮮的事物造型，通過3D Studio Max運用不同的繪畫工具處理作品設計的一系列環(huán)節(jié)。使用科學的方法，設計者能全面地通過數(shù)字科技來表達藝術構思，使得設計方案不斷完善。

2.三維數(shù)字藝術

陶瓷的可塑性較強，陶藝作品能夠呈現(xiàn)出來很強的不規(guī)則特性。根據(jù)現(xiàn)代陶藝概念設計要求的多種變換，要為陶瓷藝術的設計和創(chuàng)作提供多平臺的新工具。顯然，數(shù)字藝術可以在陶瓷藝術的設計上提供二維或者三維草圖曲線的研究方案，在內(nèi)部曲線的解析表達形式上也可以根據(jù)目前通用的標準來設立多種參數(shù)，提高創(chuàng)作的人機友好性，從曲線節(jié)點的相容性問題上進行曲面特性分析和重構。

三維數(shù)字藝術指的是通過Rhino、3D Studio Max等三維軟件進行的藝術創(chuàng)作。3D Studio Max軟件可以預先對陶藝設計效果進行展現(xiàn)，當發(fā)現(xiàn)作品中的缺陷和不足時方便對產(chǎn)品進行修改，對陶瓷作品的釉色和裝飾進行效果調(diào)整，不必依照傳統(tǒng)的陶瓷燒制方法進行燒制，節(jié)省了大量的材料和時間。Photoshop能夠針對陶瓷作品進行釉色的試驗和調(diào)整，用平面設計軟件模擬出來釉色色彩，呈現(xiàn)出來強烈的色彩表現(xiàn)力。設計者能夠根據(jù)3D建模和Photoshop來進行造型和效果的不斷嘗試，在設計時也可以輕松地進行模擬，還可以根據(jù)自己的想法來進行立體創(chuàng)造，將自己的創(chuàng)作理念和思維進行充分展示[10]。

（二）3D打印技術在陶瓷產(chǎn)品設計中的運用

3D打印技術可以實現(xiàn)陶瓷模型的制作。3D打印模具翻模成型，能夠完成真實陶瓷產(chǎn)品的制作。一般情況下，3D打印陶瓷有以下三種形式：陶瓷粉末與黏結劑結合；黏結劑覆蓋在陶瓷顆粒表面形成覆膜陶瓷；陶瓷粉末進行表面改性，與黏結劑混合[11]。

首先，3D打印技術整體是一個自動化的過程，需要依據(jù)初期計算機輔助設計的使用，在造型最開始的方案設計中會使用到計算機建立造型的三維模型設計，之后經(jīng)過了反復的修正和改進，可以通過切片軟件來進行模型分層，每一層都會根據(jù)代碼來計算路徑。目前，應用三維建模軟件時，通過模型建立、渲染呈現(xiàn)一個大致的效果圖和平面三視圖來進行圖紙的具體設計和模具的制作。陶瓷成型燒制花費的時間較多，成型的可調(diào)范圍也比較小。陶瓷3D打印技術主要是通過3D Studio Max來建立陶瓷產(chǎn)品模型，這是其首要一環(huán)，可通過不同的建模方法來制造不同的造型。使用3D掃描儀可以將現(xiàn)實中的物體通過掃描生成數(shù)字的三維模型，然后在計算中進行數(shù)據(jù)修改和造型的更新。

其次，建立好三維模型之后，3D模型的切片處理是首要的?？梢酝ㄟ^Cura、Slimplify 3D和Slic3r等軟件進行參數(shù)切片，不同的陶瓷造型適應不同的切片方式。單圈螺旋式的切片方式通常打印的速度較快，在造型的弧度較大和弧度變化較大的情況下，單層打印的泥料支撐力較小，整體的造型弧度變化范圍一般在45°到90°之間。多圈打印的切片方式通常是在打印完一圈之后，在內(nèi)部再次打印一圈或者多圈打印。這樣的打印方式會使陶瓷造型的壁厚增加，相應造型的強度也會得到提高，但是造型表面的肌理以及精細程度會受到一定程度的影響。支撐填充式的切片方式經(jīng)常用于結構變化較大的造型。使用這種方式，在后期陶瓷燒制過程中容易產(chǎn)生炸胚的現(xiàn)象，在起伏和懸空部位較容易出現(xiàn)坍塌。通過模型制備與切片處理，最終通過3D打印機打印成型，修正陶瓷造型設計[12-13]。

最后，在陶瓷作品打印成型時，打印機要在原點開始前運行打印，在方案設計的造型的第一層外部打印出來一圈泥條。設計者觀察出泥的具體形態(tài)來判斷打印機工作狀態(tài)是否穩(wěn)定。在正式打印成型的過程中對底部的打印進行一圈一圈的線條排列，之后堆疊形成立體造型，并通過降低打印速度來減少胚體的晃動[14]。

陶瓷3D打印工藝可以降低陶瓷成型對于手工技藝的依賴，豐富創(chuàng)作手段。通過豐富陶瓷設計者和藝術家的成型手段，3D打印技術能夠突破傳統(tǒng)手工成型工藝的限制，提升陶瓷產(chǎn)品從設計到成型的效率，擺脫傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)的工作重復性高、周期較長等問題。陶瓷3D打印工藝無法和工業(yè)化生產(chǎn)相比，可是3D打印技術能夠?qū)崿F(xiàn)個性化的小批量定制產(chǎn)品，從造型的制作到打印成型周期很短，能夠?qū)崿F(xiàn)效率的切實提高。雖然3D打印陶瓷市場發(fā)展前景較好，但在我國處于起步階段，受到原創(chuàng)力缺乏、產(chǎn)業(yè)鏈不健全等因素的制約。國內(nèi)的企業(yè)與高校正在積極地研制3D打印技術，包括對3D打印材料的成分和形態(tài)設計。要建立并完善3D打印零件的材料缺陷檢測方法，致力于形成涵蓋裝備材料和工藝的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

三、結語

陶瓷產(chǎn)品具備獨特的設計魅力。借助數(shù)字藝術，陶瓷產(chǎn)品設計脫離原本的圖紙設計表現(xiàn)，還可以進行造型裝飾模擬。本研究在國內(nèi)外學者研究的基礎之上肯定了數(shù)字藝術給現(xiàn)代陶瓷產(chǎn)品設計帶來的便利創(chuàng)作條件，尤其是3D打印技術在現(xiàn)代陶藝造型設計中的具體應用，形成了現(xiàn)代數(shù)字藝術的新創(chuàng)作手段。盡管現(xiàn)在的數(shù)字藝術還“很年輕”，硬件和軟件設備尚不能滿足現(xiàn)代陶藝的創(chuàng)作需求，但是在未來的創(chuàng)作中，數(shù)字藝術將會逐漸應用到陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)的各個領域，實現(xiàn)進一步的創(chuàng)新發(fā)展。