數(shù)字成型技術(shù)在德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中的運用

陳名昭

(泉州工藝美術(shù)職業(yè)學院，福建 泉州 362500）

1 德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中數(shù)字成型技術(shù)現(xiàn)狀

德化陶瓷產(chǎn)業(yè)可以追溯到宋元時期，已有千年的歷史。據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，德化陶瓷早在宋元時期就遠輸海外，奠定了德化陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)。到明代，以“階級窯”為代表的窯爐技術(shù)革新和“個體制坯、合股辦窯”的分工方式孕育了德化陶瓷工藝的頂峰——德化觀音瓷塑，也奠定了德化陶瓷在中國陶瓷史，甚至是世界陶瓷史上獨特的地位。清代德化窯生產(chǎn)陶瓷的品種有了鮮明的改變，從生產(chǎn)佛教人物形象的瓷塑轉(zhuǎn)向日用瓷器。到了清末民初，民族資產(chǎn)階級的社會地位逐漸提高，中國民族工業(yè)得到進一步的發(fā)展，在這階段，德化改良場開始試制石膏模型，由陶車改為石膏模型注漿法，并建倒焰實驗室改進光面品種及手工業(yè)彩繪。時至今日，德化每家每戶的生活都與陶瓷生產(chǎn)密切相關(guān)，它已融入德化人的血液中，成為生活甚至是生命的一部分。

傳統(tǒng)的陶瓷制作高度依賴工匠的個人技藝，德化工匠在成長過程中耳濡目染，在父輩口手相傳中繼承了高超的技藝，為德化陶瓷的發(fā)展提供了大量的能工巧匠。但傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)業(yè)工匠培養(yǎng)周期長、當下年輕人不愿意進入傳統(tǒng)制造業(yè)等原因使得這種傳統(tǒng)學徒模式日漸式微，也為德化陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展留下了隱患，當下的德化陶瓷產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出工匠年齡結(jié)構(gòu)偏大、工藝水平良莠不齊等問題。

21世紀的今天，文化產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)迎來重大變化，數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的文化領(lǐng)域出現(xiàn)爆發(fā)式的增長，驅(qū)使了數(shù)字文化時代的來臨，我國文化產(chǎn)業(yè)開始向“數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)”轉(zhuǎn)型發(fā)展。我國高度重視3D打印技術(shù)，將其列入《中國制造2025》、《“十三五”先進制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，工信部、科技部也有很多專項資金扶持。數(shù)字成型技術(shù)作為新興制造技術(shù)，對傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響，是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù)。全球3D打印正火熱發(fā)展，中國數(shù)字成型技術(shù)起步較晚，近年來也得到快速發(fā)展。數(shù)字成型技術(shù)的許多優(yōu)勢是傳統(tǒng)制造業(yè)無法替代的，它與傳統(tǒng)制造業(yè)的關(guān)系是相互補充、相互優(yōu)化的。

在陶瓷成型領(lǐng)域中運用數(shù)字成型技術(shù)目前尚在起步階段，在今天的瓷都德化，3D打印和3D精雕早已悄然走進傳統(tǒng)陶瓷工業(yè)。德化縣現(xiàn)有能夠承接3D打印業(yè)務(wù)的注冊公司51個，主要從事陶瓷雕塑模型和日用陶瓷產(chǎn)品母型打樣的工作，德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中現(xiàn)有精雕業(yè)務(wù)的注冊公司9個，主要借助精雕技術(shù)雕刻陶瓷表面浮雕與產(chǎn)品造型等數(shù)字成型手段，可見數(shù)字成型技術(shù)在德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中的運用已經(jīng)初具規(guī)模，具有極大的市場前景。

在數(shù)字技術(shù)爆炸的年代，數(shù)字成型技術(shù)結(jié)合陶瓷制造不僅僅是德化陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展與更新的必然途徑，小地方大產(chǎn)業(yè)，也是地方經(jīng)濟發(fā)展的重要條件。

2 德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中數(shù)字成型技術(shù)的運用

德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中數(shù)字成型技術(shù)的運用主要有兩大類：3D打印技術(shù)與3D精雕技術(shù)，3D打印技術(shù)多用于成型，3D精雕技術(shù)多用于裝飾。

2.1 3D打印技術(shù)

目前運用于陶瓷產(chǎn)業(yè)中的3D打印技術(shù)主要有光固化成型（簡稱SLA）、熔融沉積成型（簡稱FDM）和選擇性激光燒結(jié)（簡稱SLS）。其中熔融沉積成型技術(shù)表面堆積紋較大，多以陶泥3D打印的形式運用于陶瓷特色裝飾產(chǎn)品等領(lǐng)域，不適合日用陶瓷與瓷塑的批量生產(chǎn)；選擇性激光燒結(jié)技術(shù)成本較高，多用于特種陶瓷與精密配件；在德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中運用最多的是光固化成型技術(shù)。

光固化成型制作工藝成熟，使用的耗材為光敏樹脂，成本相對較低，打印精度高，制作的模型表面光潔，能夠達到傳統(tǒng)制瓷工藝所不能達到的工整、對稱的效果，在德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中主要運用于陶瓷產(chǎn)品設(shè)計論證和模種制作。3D打印可以將軟件中設(shè)計的模型打印成光敏樹脂模型，進而直觀地論證陶瓷產(chǎn)品的合理性。規(guī)整的器型（如日用陶瓷器皿）可直接翻制石膏模具，不規(guī)整的器型（如雕塑、工藝品）可切割分模后翻制石膏模具，隨后的注漿、接坯、搽水、燒成等步驟與傳統(tǒng)制瓷工藝相同。

2.2 3D精雕技術(shù)

精雕技術(shù)是利用CNC數(shù)控雕刻機雕刻硬質(zhì)材質(zhì)的加工手段，不同于3D打印的“增材”，精雕采用的是“減材”，具有精度高、耗材成本低等特點，但對機床操控者有較高的技術(shù)要求。精雕技術(shù)在德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中運用廣泛，主要用于平面浮雕、圓器浮雕、三維雕刻的石膏模加工中，市場上主流的數(shù)控雕刻機有單軸、三軸聯(lián)動和五軸聯(lián)動三種，單軸雕刻機專門制作平面浮雕與平面切割；三軸聯(lián)動雕刻機可實現(xiàn)x、y、z三軸聯(lián)動，能夠兼具平面浮雕、圓器浮雕和簡單的三維雕塑制作等功能，在德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中運用最廣，主要用于日用陶瓷模種制作；五軸聯(lián)動雕刻機在三軸雕刻機功能的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)一個圓點位置的全方位加工，便于在弧面上進行雕刻，適合制作雕塑類型的三維雕刻。

3D精雕技術(shù)精度能夠達到0.001 mm，制作的模種表面光潔，符合陶瓷批量生產(chǎn)的標準，同時所使用的耗材為陶瓷行業(yè)常用的石膏材料，成本低且加工工藝成熟，便于在陶瓷行業(yè)中推廣使用。當前3D精雕技術(shù)在德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中主要有模種精雕與模具精雕兩個方向。

模種精雕運用于日用陶瓷和雕塑的各類模種制作，平面類陶瓷產(chǎn)品如平盤、浮雕，日用陶瓷壺嘴、把手等配件，雕塑上的裝飾貼片等可使用數(shù)控雕刻機的平面精雕模式雕刻石膏模種；圓器浮雕和簡單的三維雕塑可使用三軸聯(lián)動數(shù)控雕刻機的立體旋轉(zhuǎn)雕刻石膏模種。雕刻好的石膏模種需要翻制成石膏模具后投入生產(chǎn)，其余的陶瓷生產(chǎn)步驟與傳統(tǒng)制瓷工藝相同。

模具精雕需結(jié)合陶瓷生產(chǎn)工藝中翻模工藝，根據(jù)陶瓷分模的需要，在電腦軟件中制作模具模型，編撰成刀路文件導入數(shù)控雕刻機，使用數(shù)控雕刻機的平面精雕模式雕刻石膏模具。用同樣的方法，可以制作陶瓷生產(chǎn)行業(yè)中常用的兩開模（左右開模）、三開模（左右下開模）、四開模（左右上下開模）等。雕刻好的模具可直接合模注漿，省去了陶瓷生產(chǎn)工藝中“翻模”的步驟，能夠保留更高的還原度。由于該方法不僅要求操作人員精通軟件操作，還要熟悉陶瓷生產(chǎn)工藝中分模、翻模等工藝，對操作人員的要求較高，因此僅有少數(shù)企業(yè)在實際陶瓷生產(chǎn)中使用。

3 數(shù)字成型技術(shù)在德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中的推廣意義

3.1 效果更直觀

運用數(shù)字技術(shù)制作日用陶瓷、雕塑陶瓷能夠極大地提升設(shè)計與創(chuàng)作的效率，在數(shù)字軟件中觀察角度不受任何限制，可以任意縮放，能夠720°全方位觀察產(chǎn)品的各個細節(jié)。同時可以在渲染軟件中模擬陶瓷產(chǎn)品的不同釉色、裝飾、燈光和陳列場景，在設(shè)計論證階段就能夠為產(chǎn)品提供直觀的展示畫面，使其更符合預期效果。同時，比起傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)工藝復雜而漫長的打樣過程，運用3D打印技術(shù)能夠快速將電腦制作的模型打印成實物，進而可以直觀地論證產(chǎn)品尺度與使用功能的合理性。

3.2 優(yōu)化陶瓷生產(chǎn)效率

在陶瓷產(chǎn)業(yè)中運用數(shù)字成型技術(shù)，從時間和空間上均有其優(yōu)勢。

（1）節(jié)約時間，提高效率

運用數(shù)字技術(shù)在日用陶瓷產(chǎn)品的設(shè)計論證階段就能夠直觀地看到產(chǎn)品的展示效果，很大程度上提高了設(shè)計效率；在雕塑類陶瓷產(chǎn)品的創(chuàng)作中，Zbrush等數(shù)字雕塑軟件可以省去傳統(tǒng)雕塑制作中打支架、堆大型、干燥等必要環(huán)節(jié)，制作過程更加迅速便捷。以頭像雕塑為例，原本泥塑需要三到七天的制作環(huán)節(jié)，運用了數(shù)字雕塑技術(shù)可以在一天內(nèi)完成，縮短了創(chuàng)作時間，更便于捕捉創(chuàng)作者稍縱即逝的靈感。就陶瓷生產(chǎn)程序的角度而言，在陶瓷生產(chǎn)中運用數(shù)字軟件結(jié)合3D打印、3D精雕等成型技術(shù)是一次巨大的技術(shù)變革。運用數(shù)字成型技術(shù)進行日用陶瓷生產(chǎn)，傳統(tǒng)日用陶瓷生產(chǎn)中圖紙繪制、手工制作模種等工序能夠被軟件建模、3D精雕、3D打印取代，并且提升了產(chǎn)品的精確度，從而達到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。同樣，在雕塑陶瓷生產(chǎn)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的泥塑能夠被軟件建模取代，軟件建模后可直接進行模具的3D精雕，省去了翻制模具的工序。

（2）節(jié)省空間，便于管理

在創(chuàng)作與設(shè)計中，數(shù)字技術(shù)對空間的限制較小，這一點在后疫情時代尤為明顯。相較泥稿、車削石膏等傳統(tǒng)打樣階段需要的空間、場地和耗材的限制，數(shù)字技術(shù)手段只需要一臺電腦就能完成建模，不論創(chuàng)作者身處何處都能夠進行遠程辦公。同時，數(shù)字文件也便于存儲，模型與模具不再需要一個倉庫用于儲存，而是轉(zhuǎn)換成計算機中的數(shù)據(jù)庫，便于分類查找。

（3）利于修改與再利用

傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)的模種制作多為泥塑或石膏車削完成，受到流程線性的限制。數(shù)字技術(shù)則采用的是非線性的制作流程，所有流程可逆，既可以從整體到細節(jié)，也可以從細節(jié)到整體，可以輕易地實現(xiàn)拉伸、縮放等在傳統(tǒng)陶瓷模種制作中不易實現(xiàn)的變動，能夠隨時自由地修改陶瓷產(chǎn)品的大小、形體和動態(tài)。同時，數(shù)字技術(shù)便于陶瓷產(chǎn)品的再設(shè)計或再創(chuàng)作，運用數(shù)字技術(shù)中整體復制和局部復制等功能，能夠?qū)υ械脑煨瓦M行拆分、復制、組合，從而嫁接、轉(zhuǎn)換成新的產(chǎn)品，結(jié)合3D掃描技術(shù)將經(jīng)典雕塑、經(jīng)典器型運用在文創(chuàng)陶瓷產(chǎn)品的設(shè)計中成為可能。

4 推動創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級

4.1 同質(zhì)化向差異化轉(zhuǎn)變

當前德化陶瓷產(chǎn)品形態(tài)以還原經(jīng)典器型、傳統(tǒng)雕塑為主流，其核心競爭力主要來源于工藝水平與價格優(yōu)勢，基于數(shù)字成型技術(shù)可復制性的特點，傳統(tǒng)陶瓷制造行業(yè)的這種仿古模式將受到?jīng)_擊。3D掃描與數(shù)字成型能夠比手工更加精確地還原經(jīng)典器型、傳統(tǒng)雕塑，因此重復以往佳作就變得失去了意義；同時，數(shù)字技術(shù)所帶來的全新語言表達系統(tǒng)也會區(qū)別于傳統(tǒng)泥塑的語言表達系統(tǒng)，這也將倒逼陶瓷產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新，促使陶瓷產(chǎn)品形態(tài)從同質(zhì)化向差異化進行轉(zhuǎn)變。另一方面，數(shù)字成型技術(shù)的普及也會促使具有差異化的手工產(chǎn)品價值進一步提升，德化陶瓷產(chǎn)業(yè)將形成以數(shù)字成型技術(shù)主導的工業(yè)產(chǎn)品為主，以手工制作的差異化產(chǎn)品為輔的新局面。

4.2 技術(shù)導向向創(chuàng)新導向轉(zhuǎn)變

基于數(shù)字成型技術(shù)精確度高的特點，德化陶瓷原本仰仗的技術(shù)與工藝上的優(yōu)勢將被更加精確的數(shù)字成型技術(shù)所取代。數(shù)字成型技術(shù)提高陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量，也促使傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)業(yè)進行產(chǎn)業(yè)升級，由技術(shù)導向向創(chuàng)新導向進行轉(zhuǎn)變。

4.3 聘請設(shè)計師向購買數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)變

數(shù)字成型技術(shù)的普及將催生出新的設(shè)計營銷方式，從企業(yè)角度來說，將由企業(yè)聘請個體設(shè)計師進行設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)之間共用數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫可以幫助企業(yè)進行數(shù)字文件交易與提供相關(guān)的設(shè)計服務(wù)；從設(shè)計師角度，越來越多的創(chuàng)作者使用NFT將過往廉價或免費的數(shù)字商品貨幣化，以此將數(shù)字文件與其創(chuàng)作者永久地聯(lián)系起來，創(chuàng)建一個可以被買賣的數(shù)字所有權(quán)證書；從政府角度需要加強版權(quán)保護相關(guān)政策與法規(guī)的落實，形成良性生態(tài)。

5 結(jié) 論

數(shù)字成型技術(shù)在德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中初具規(guī)模，運用前景廣闊。以3D打印技術(shù)與3D精雕技術(shù)為主的數(shù)字成型技術(shù)精度高、可復制性強、操作便捷等特性能夠提高陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量，極大地抵消了因過度依賴工匠的個人技藝導致產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊的現(xiàn)狀，同時數(shù)字成型技術(shù)能夠更直觀地呈現(xiàn)效果，有利于優(yōu)化陶瓷生產(chǎn)效率，便于修改與再利用，最終能夠推動德化陶瓷產(chǎn)業(yè)由同質(zhì)化向差異化、技術(shù)導向向創(chuàng)新導向的轉(zhuǎn)變，從而改變設(shè)計營銷業(yè)態(tài)，實現(xiàn)德化陶瓷產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級。從德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中數(shù)字成型技術(shù)運用的現(xiàn)狀看，還存在兩個問題：

首先，數(shù)字成型技術(shù)的操作人才缺口巨大。德化很多陶瓷企業(yè)認識到數(shù)字成型技術(shù)的市場前景，投入資金引進相關(guān)設(shè)備，卻難以招到使用設(shè)備的人。究其原因，在于數(shù)字成型技術(shù)對從業(yè)人員要求較高，不僅要掌握相關(guān)的陶瓷文化、陶瓷生產(chǎn)知識，還要具備軟件操作與技工實操能力。因此，在德化陶瓷產(chǎn)業(yè)中發(fā)展數(shù)字成型技術(shù)，加大相關(guān)人才培養(yǎng)力度與發(fā)展德化陶瓷文化教育同等重要。

其次，數(shù)字成型技術(shù)尚未對傳統(tǒng)陶瓷制造技術(shù)形成替代優(yōu)勢，現(xiàn)階段數(shù)字成型技術(shù)尚不成熟，存在原材料、設(shè)備成本高，加工時間較長等缺點，導致對成品質(zhì)量要求不高的企業(yè)不會優(yōu)先選擇數(shù)字成型技術(shù)。隨著數(shù)字成型技術(shù)日趨成熟與普及，加工成本與工期也會得以降低，數(shù)字成型技術(shù)的市場前景廣闊。