当前所在位置:主页 > 动态 >

陶瓷内生纹饰3D打印机的模型设计

发布日期:2020-11-04 18:33 作者:br88冠亚官网

  陶瓷内生纹饰3D打印机的模型设计。陶瓷内生纹饰 3D 打印机的模型设计 叶何 【摘 要】摘 要 陶瓷打印技术是陶瓷产业发展到一定阶段的产物,笔者在陶瓷 喷绘打印技术的基础上提出了一种基于 CT 切片技术的内生纹饰 3D 打印技术, 通

  陶瓷内生纹饰 3D 打印机的模型设计 叶何 【摘 要】摘 要 陶瓷打印技术是陶瓷产业发展到一定阶段的产物,笔者在陶瓷 喷绘打印技术的基础上提出了一种基于 CT 切片技术的内生纹饰 3D 打印技术, 通过分层叠加打印可将图案的 3D 感更加生动的表现出来,与传统的喷绘打印 相比,内生纹饰 3D 打印机可打印出更加复杂的图案和形状[1]。 【期刊名称】陶瓷 【年(卷),期】2017(000)009 【总页数】3 【关键词】关键词 内生纹饰 陶瓷打印 3D 打印 随着时代的发展,人们对陶瓷的需求量在不断上升,观念也由之前的建筑装饰 逐渐转变到艺术研究层面,陶瓷市场的竞争越来越激烈,低端产品的拓展空间 在日趋萎缩,逐渐开始向高端产品方向拓展,人们生活水平在不断提高的同时, 消费取向也由普通瓷砖向色彩更为丰富、图案更为精细的瓷砖方向发展[2~3]。 目前市场上各种陶瓷产品上的纹饰都是表面喷绘的。这类产品普遍存在的问题 是:产品表面的纹饰会随着釉面背景的蚀化而变得模糊、破损,如图 1 所示, 原本色彩鲜艳的纹饰经过一段时间后会变得黯然失色。 1 设计原理 笔者介绍了一种陶瓷内生纹 3D 打印机的结构模型,根据设计原理可打印出内 嵌在陶瓷素坯底釉中的内生纹饰图案,这种纹饰不会像普通表面喷绘图案那样 会随釉面背景的蚀化而变得模糊、破损。这是一种采用增材制造的方式将设计 好的纹饰分层打印嵌入至陶瓷坯体中,与坯体融为一体,经烧结打磨后这种艺 术陶瓷具有很好的 3D 效果,且不会因蚀化而失去其观赏性。 2 总体架构设计 图 2 为陶瓷内生纹 3D 打印机系统总体架构示意图。系统主要由 5 大模块构成, 即:釉料喷头模块,负责喷印覆盖在纹饰表面的釉质;色料喷头模块,负责从 控制器中得到纹饰的位置及对应的颜色,再对有纹饰的地方进行喷印;步进电 机控制模块,在控制系统的指挥下通过步进电机 1 控制喷头上下运动,通过步 进电机 2 和步进电机 3 控制搭载素坯的平台在 XY 平面内运动;陶瓷 3D 切片 提取模块,主要根据用户设计的陶瓷模型进行 CT 扫描并建立分层数据;喷料 颜色管理模块,根据用户设计的图案通过控制色料喷头喷出所需颜色的彩料。 图 3 为喷头模块和固定支架,6 个喷头分别盛放 6 种不同颜色的基色。 3 系统工作过程 图 4 为系统各功能模块关系图。通过外接输入设备将打印模型输入存储器,控 制器调用 CT 切片分析模块到模型的分层数据,再将图案分层打印在位于移动 平台的陶瓷素坯上。具体过程为:陶瓷素坯在导轨丝杆的带动下从左至右运动, 当素坯最右边的部分到达喷头正下方后,喷头模块开始工作,在素坯的相应位 置开始喷出色料或釉料,色料喷头由装有 6 种不同基色的料材组成。当需要某 种基色时,电机带动色料喷头旋转至于釉料喷头相对应的位置,在 X、Y 方向 步进电机的协调配合下在第一层控制喷头喷出釉料,釉料在素坯上形成第一层 喷垫的釉底,与此同时在预设计图案的位置喷出色料混合在釉料中形成第一层 纹饰。同理,经过 n 层喷垫以后完成整个釉底的铺垫,由于釉是分层式配料, 纹饰将全部内饰在釉底之中。 如,某陶瓷表面纹饰厚度为 1.0 mm,如分成 5 层喷制成形,则每层喷制的厚 度为 0.2 mm。在无花纹的地方喷釉料,在有花纹的地方则其系统的控制下同 时喷出色料与釉料混合物。最终制成的纹饰像内生于釉底之中,并与釉底浑然 为一体。 4 关键技术 根据系统总体架构,本课题涉及 4 个方面的技术问题:喷头控制系统,通过上位机 获取纹饰每一层的颜色数据,通过控制釉料喷头与色料喷头联合工作来喷出每 一层相对应的料材,通过旋转喷头,能根据颜色数据模型定位到需要的色料喷 头。导轨控制系统, 素坯在导轨的带动下在二维平面工作,通过 X、Y 方向步进 电机的联合协调工作来将素坯带到系统计算出的位置;纹饰 CT 切片,对纹饰的三 维模型进行切片式扫描获得纹饰在每一层的数据;模拟仿真系统,对获取的模型切 片数据进行模拟仿真,包括作业过程仿真、空间碰触仿真等,以判定和确认作 业过程的合理性和有效性。 5 结语 由于早期西方国家的技术封锁,我国对陶瓷 3D 打印技术的研究起步较晚,自 从国内引进陶瓷喷墨印刷机后,我国开始在陶瓷喷印技术上开始逐步提升,随 着相关技术的突破,陶瓷打印技术在国内逐渐成熟[4~5]。笔者正是在这种背 景下提出了基于内生纹饰的打印技术,通过将纹饰嵌入在釉底之中使陶瓷产品 表现出更强的抗蚀性能,本模型在实际应用中具有一定实用价值。 参考文献 1 叶何,王兴波.陶瓷内生纹饰 3D 打印机:中国,CN205344114U,2016-06-29 2 张柏清,刘继武,田涛.陶瓷喷墨打印设备的发展前景展望.全国性科技核心期刊 ——陶瓷,2012(4):23~25 3 王志华.3D 喷墨打印带来陶瓷行业新革命.中国印刷,2015(8):79~83 4 王超.3D 打印技术在传统陶瓷领域的应用进展.中国陶瓷,2015(12):6~11 5 夏雪.浅谈我国 3D 打印陶瓷材料及产业化发展.全国性科技核心期刊——陶 瓷,2017(5):9~12 基 金 项 目 : 广 东 省 省 级 科 技 计 划 项 目 ( 项 目 编 号 : 2015A010104011 及 2015A030401105),佛山市科技创新项目(项目编号:2016AG100311),佛 山科学技术学院研究生自由探索基金资助项目。 【 文 献 来 源 】


br88冠亚官网
br88冠亚官网