數(shù)字化技術(shù)在陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

宋 楠 周愛民

蘭州理工大學(xué)設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院 甘肅蘭州 730050

數(shù)字化技術(shù)優(yōu)勢(shì)比較明顯，表現(xiàn)力強(qiáng)，且功能多樣，廣泛運(yùn)用于各行業(yè)中。在藝術(shù)領(lǐng)域中引入數(shù)字化技術(shù)，能夠?qū)⒆髌飞顚哟蔚乃囆g(shù)性得以彰顯[1]?，F(xiàn)階段，陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)引入數(shù)字化技術(shù)，不僅可提高設(shè)計(jì)效率，而且還能夠豐富設(shè)計(jì)手法，滋生更多的創(chuàng)意，迎合現(xiàn)代社會(huì)人們的審美。

一、數(shù)字化技術(shù)在陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）提供了系統(tǒng)的工作流程

陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，不只是要考慮實(shí)用性，還需關(guān)注產(chǎn)品的藝術(shù)感、審美價(jià)值，確保實(shí)用與審美功能完美結(jié)合[2]。一般而言，陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)分為形體結(jié)構(gòu)造型、貼花造型兩種。其中，形體結(jié)構(gòu)造型重點(diǎn)在于迎合日常使用所需，貼花造型設(shè)計(jì)則是為了滿足藝術(shù)審美。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手法中需單獨(dú)繪制每一個(gè)物體，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)聯(lián)系性、系統(tǒng)性比較匱乏，一旦出現(xiàn)問(wèn)題則無(wú)法秀發(fā)。而引入數(shù)字化技術(shù)，可先開展平面造型設(shè)計(jì)，修改后再生成立體實(shí)物，對(duì)裝飾效果進(jìn)行直觀呈現(xiàn)，并可利用數(shù)字化平臺(tái)對(duì)成品進(jìn)行模擬預(yù)覽。

（二）提高了陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率

以數(shù)字化技術(shù)為核心創(chuàng)建而成的陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化平臺(tái)，無(wú)需再使用傳統(tǒng)手工繪制設(shè)計(jì)方法[3]。這樣的設(shè)計(jì)中不再進(jìn)行重復(fù)性勞動(dòng)，并利用強(qiáng)大的數(shù)字技術(shù)，可隨意調(diào)動(dòng)或修改陶瓷設(shè)計(jì)中的文字、紋樣、圖片等，也可自由地變換與更改造型版式設(shè)計(jì)。在初稿與修改稿中，設(shè)計(jì)人員可任意切換，對(duì)比各種設(shè)計(jì)版式的優(yōu)劣點(diǎn)。如此，在陶瓷設(shè)計(jì)中巧妙地利用數(shù)字化技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高效設(shè)計(jì)，并在數(shù)字化平臺(tái)中直觀地展示設(shè)計(jì)方案，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)計(jì)效率的提高，為陶瓷產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)創(chuàng)設(shè)了條件，可提高整個(gè)工藝流程。同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)利用電腦進(jìn)行制圖，同傳統(tǒng)手工制圖相比，其不僅更加高效，精度更精確，而且設(shè)計(jì)效果色彩更加豐富、逼真。

二、數(shù)字化設(shè)計(jì)方式的工作流程

借助數(shù)字化技術(shù)開展臺(tái)次設(shè)計(jì)，建立數(shù)字模型至關(guān)重要[4]。設(shè)計(jì)工作人員通過(guò)模型，可對(duì)作品造型特征進(jìn)行直觀的審視，迅速優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，為生產(chǎn)制造提供更詳細(xì)、更全面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并予以強(qiáng)有力的技術(shù)保障。設(shè)計(jì)人員在三維模型創(chuàng)建過(guò)程中，一般需通過(guò)以下四個(gè)階段：

1.前期準(zhǔn)備階段

基于前期設(shè)計(jì)概念草圖，設(shè)計(jì)人員繪制陶瓷產(chǎn)品三視圖[5]。這里，尺寸的標(biāo)準(zhǔn)并不嚴(yán)格，為接下來(lái)模型制造提供參照。

2.設(shè)計(jì)實(shí)施階段

基于具體設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員選擇使用三維軟件開展制作[6]。其中，Rhino建模軟件比較常見，主要用于產(chǎn)品外觀模型的制作。對(duì)于三維模型而言，前期三維圖尤為關(guān)鍵，結(jié)合陶瓷產(chǎn)品具體造型，選擇相對(duì)應(yīng)的建模工具。由于造型方面的差異，其建模方法也存在不同，選取具體建模方式時(shí)應(yīng)對(duì)造型特征予以重點(diǎn)考慮的同時(shí)，設(shè)計(jì)人員建模思維也是不可忽視的因素，只有對(duì)設(shè)計(jì)目的進(jìn)行合理的表達(dá)，不管是哪一種建模思維都是科學(xué)、可取的。

3.設(shè)計(jì)方案優(yōu)化階段

針對(duì)具體設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)人員還需開展評(píng)價(jià)活動(dòng)，以此來(lái)對(duì)方案模型進(jìn)行優(yōu)化[7]。這里，造型、釉色、材質(zhì)、裝飾是關(guān)注的重點(diǎn)，并進(jìn)行效果模擬，開展高度數(shù)據(jù)驗(yàn)算活動(dòng)，并選擇使用直觀、視覺感強(qiáng)的表達(dá)方式，可高效率地評(píng)選出最佳設(shè)計(jì)方案，有力地保障了最終方案的確定。在這一環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員能夠借助渲染器制作產(chǎn)品效果圖，對(duì)產(chǎn)品的效果進(jìn)行模擬。這里，渲染器主要有Key Shot、V—Ray for Rhino。例如，接種Key Shot模擬鈞瓷窯變的效果（見圖1）。

圖1 模擬鈞瓷窯變效果

4.設(shè)計(jì)深入階段

這是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的最后準(zhǔn)備階段，設(shè)計(jì)人員需進(jìn)一步完善所評(píng)選出的最佳方案，基于數(shù)字化三維模型，精準(zhǔn)地計(jì)算出產(chǎn)品制造所需要的泥料體積、成型制品與燒成品的收縮比等方面，并完成選用成型工藝、制作模具、模擬演示流水線等工作。

三、數(shù)字化技術(shù)在陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

（一）Rhino建模軟件在陶瓷設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

Rhino建模軟件是一種典型的建模軟件，廣泛運(yùn)用于工業(yè)設(shè)計(jì)中，主要適用于比較圓潤(rùn)的實(shí)體建模，如陶瓷制品，使用這一軟件建立模型。借助Rhino建模軟件的表面建模功能，可制作出陶瓷制品外形模型，雖然形狀特別復(fù)雜，但是也能夠呈現(xiàn)建模的整個(gè)過(guò)程。大多數(shù)陶瓷制品都是回轉(zhuǎn)式，以回轉(zhuǎn)為核心，組合、拆分、穿插各曲面。這里，Rhino建模軟件中擁有各種旋轉(zhuǎn)模具，能夠積極吻合陶瓷模具的需求，在模具上畫下一根弧形形狀的輪廓，順著中間的軸線進(jìn)行不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，如此便可輕松地完成同拉坯不相上下的產(chǎn)品。陶藝造型較為多樣，如具象、抽象、幾何、人物等。對(duì)Rhino建模軟件各種工具及插件功能進(jìn)行把握，并靈活地使用，這是陶瓷產(chǎn)品構(gòu)建的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Rhino建模軟件中插件T—spline能夠把模型同多邊形模型完美、無(wú)縫隙地融合。著名設(shè)計(jì)師科拉尼設(shè)計(jì)了一套“淚滴”式的陶瓷茶具（圖2），其造型十分獨(dú)特，表面形狀多樣，對(duì)曲率的要求特別高。這里，陶瓷制品曲率是其手感的主要影響因素，對(duì)此可選擇Rhino軟件中表面處理這一典型技術(shù)。Rhino軟件的曲面加工工具可保證曲面能夠順利地成型，且表面十分光順。對(duì)于雙曲面、自由曲面等陶瓷造型，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法難以實(shí)現(xiàn)，而借助Rhino軟件便可輕松解決。

圖2 “淚滴”式的陶瓷茶具

（二）3D打印技術(shù)在陶瓷設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3D打印機(jī)能夠迅速地堆積、黏合、迅速燒結(jié)、固化物料，并將其打印成三維產(chǎn)品，廣泛運(yùn)用于工業(yè)制造中，可使用各種材質(zhì)打印產(chǎn)品，迎合各行業(yè)的實(shí)際需求。如航空航天行業(yè)，有的機(jī)械零件則是由3D打印機(jī)制造而成。在藝術(shù)設(shè)計(jì)、工業(yè)制作中，3D打印技術(shù)發(fā)展前景廣闊。以往，因材料的限制，3D打印技術(shù)難以直接制造成品。然而，目前技術(shù)日益成熟，使得3D打印技術(shù)廣泛運(yùn)用于各行業(yè)。著名設(shè)計(jì)師斯蒂芬·霍斯金則使用3D打印技術(shù)制造了陶瓷產(chǎn)品，開展了一系列創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，最終獲得了成功。Stephen Hoskins打印的材料十分特別，選擇使用粉末的形態(tài)，利用激光燒結(jié)技術(shù)，印刷出造型復(fù)雜的陶瓷坯體，這一陶瓷成型技術(shù)較為獨(dú)特。打印出的成品還要通過(guò)二次的加工與處理，尤其是粗坯的表層，需對(duì)其進(jìn)行光滑處理，然后再根據(jù)設(shè)計(jì)方案上色、上釉或者是噴漆，最終獲得陶瓷制品。在手工捏、拉坯、注塑等環(huán)節(jié)，時(shí)間與精力往往花費(fèi)較多。注塑成型環(huán)節(jié)中，每一個(gè)看起來(lái)比較簡(jiǎn)單的茶壺，往往需做四五個(gè)模子，并灌漿和脫模，然后粘連各零件，從而形成獨(dú)特形狀。斯蒂芬·霍斯金嘗試以3D打印技術(shù)制造出“自動(dòng)上釉”的陶瓷產(chǎn)品，無(wú)需二次處理便能夠獲得完整的陶瓷產(chǎn)品。這一獨(dú)特的陶瓷工藝，可激發(fā)陶瓷藝術(shù)家手工藝術(shù)的創(chuàng)作積極性。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，在陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)中引入數(shù)字化技術(shù)，為其注入了強(qiáng)有力的生命力。借助這一技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可降低設(shè)計(jì)成本，也可提高設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量，這完全符合陶瓷現(xiàn)代化發(fā)展所需。在設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)中引入數(shù)字化技術(shù)，使得設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行優(yōu)化，不僅滿足產(chǎn)品基本的使用功能，而且還能夠呈現(xiàn)出最佳的藝術(shù)效果，助力于陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。