CN108582416B - 一种大中型陶瓷器制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开的一种大中型陶瓷器制造方法，与传统的方法相比，采用本发明提供的方法，大中型陶瓷器陶瓷坯体的外表面修平、精雕处理和/或彩绘处理、上釉等后续处理工艺与陶瓷器外轮廓面的制得属于相差特定时空间隔的同时异步处理，克服传统工艺那样需要上一处理工序完成后才逐一进行后续工艺，能够做到大量节省工时与精致艺术效果兼顾。另外，采用该方法可以完成复杂造型，非常适合大中型尺寸艺术造型陶瓷器的制造。同时极大丰富了大中型陶瓷的造型范围，大幅降低了大型艺术瓷的制造成本。

Description

一种大中型陶瓷器制造方法

技术领域

本发明涉及陶瓷成型技术领域，更具体地说，涉及一种大中型陶瓷器制造方法。

背景技术

陶瓷的成型有多种方法，成熟应用于批量生产的有人工拉坯法、辊压成型法、灌浆成型法、高压注浆成型法、干粉压制成型法等多种生产方式。干粉压制成型仅适合于板状陶瓷产品的生产；辊压成型适合作小型圆形横截面产品的生产，并且对产品最大、最小横截面直径的配合有特殊要求；高压注浆成型可以快速批量生产特定形状的复杂陶瓷构件，其产品大小受到瓷件强度和模具材质、复杂程度及加工尺寸的限制，无法用来生产大尺寸及结构复杂的陶瓷件；灌浆成型法受石膏模具强度及脱模过程的限制，也只能用于中等尺寸陶瓷件成型，同时为确保瓷坯内应力释放，石膏模具吸水的速度要严格控制，导致石膏模具成型时间相对较长，批量生产存在所需的模具数目较多，占用场地大等问题，石膏模具还存在结构复杂、寿命短、模具成本高、废弃物多的问题，造成该种成型方法成本的攀升；人工拉坯方法方便灵活，能够制作各种尺寸和精美程度的瓷坯，其弊病是完全以来工人师傅的“技艺”水平，产品品质受主观因素影响较大，同时生产环境恶劣，劳动强度大、效率低下，单件成本高。

由于上述原因，大尺寸、大高度陶瓷器件，如高度超过一米的装饰性大花瓶、大缸、大型器皿、大型瓷柱等的生产，目前仍然依赖于人工制作，需要具备丰富经验的工匠师傅在对要成型的瓷器进行分段并部分半机械化拉坯后手工对接这些已成型部分；即便如此，其成品率或者成品的美观程度、艺术水准都会大受影响。同时，当前阶段市场上大受欢迎的花式造型，个性化造型或者具有雕塑造型效果的大型陶瓷器的品质、产量及售价，也由于相同原因而大受影响，导致目前的陶瓷器产业完全无法满足该方面的需求。

综上所述，陶瓷行业需要开发一种自动化程度高、成型速度快、适应性强，应用范围广的制造新方法，更好满足传统陶瓷行业发展的需要。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是如何节省工时以及适应性，为此，本发明提供了一种大中型陶瓷器制造方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大中型陶瓷器制造方法，包括：

A、根据预先存储的模型沿设定路径堆积条状瓷泥或陶泥形成固定厚度的堆积层，而后按相同方式在上述堆积层基础上自下而上堆积多层堆积层的方式制得陶瓷坯体；

B、步骤A中堆积所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步修平处理；

C、修平所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步精雕处理和/或彩绘处理；

D、精雕处理和/或彩绘处理所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步上釉处理。

优选地，上述大中型陶瓷器制造方法中，所述步骤A中，对前一堆积层加速硬化处理后，再在该堆积层之上堆积当前堆积层并压紧；或者

在前一堆积层的堆积面上涂上层间结合促进剂后，在该前一堆积层的堆积面上堆积当前堆积层并压紧。

优选地，上述大中型陶瓷器制造方法中，所述压紧为依靠挤出瓷泥或陶泥时的挤压力压紧，或者使用辊轮压紧，或者使用震动夯实。

优选地，上述大中型陶瓷器制造方法中，所述加速硬化处理为涂刷固化剂固化、可见光或紫外光激发的光固化、红外光烘烤干燥、热风吹烘、蒸汽吹烘或常温风吹，所述层间结合促进剂为粘结剂或固化剂。

优选地，上述大中型陶瓷器制造方法中，所述堆积多层堆积层的方式制得的陶瓷坯体放置于托盘上；

单一堆积层堆积过程中，托盘受预先存储模型的控制绕自身轴线旋转，喷嘴在通过所述托盘的轴线的弧形面或平面内来回移动的同时受控输出堆积所需瓷泥或陶泥完成该堆积层的堆积，堆积过程中所述喷嘴的移动轨迹平行于所述堆积层；

所述步骤B、步骤C和步骤D处理的堆积层与所述步骤A处理的堆积层彼此保持固定距离；所述喷嘴的轴线始终与所述堆积层。

优选地，上述大中型陶瓷器制造方法中，单一堆积层堆积过程中，所述喷嘴到所述堆积层的距离保持恒定，直至堆积完该层后，将该距离增加一个堆积层厚度进行新一堆积层的堆积；

所述大中型陶瓷器有唯一横截面且为中空结构时，托盘旋转一周过程中，所述喷嘴匀速提升一个层高或者沿所述陶瓷坯体的横截面的外轮廓线匀速移动一个层高，所述喷嘴的轴线始终与所述堆积层垂直，或者始终与所述陶瓷坯体的纵剖面的外轮廓线相切。

优选地，上述大中型陶瓷器制造方法中，所述喷嘴相对于堆积层的相对运动速率为V时，所述喷嘴中喷出泥条的线速度v与该速率定值V的关系为：

式中：h为堆积层的层高；r为喷嘴内径或挤出泥条的半径。

优选地，上述大中型陶瓷器制造方法中，所述喷嘴出泥口的横截面为圆形、椭圆形、矩形、梯形、鼓形、X形、三角形、六边形中任一种，或者是一个以上同一种、或者是多种横截面组成的阵列；所述喷嘴的纵剖面为直线、折线或曲线；

当所述喷嘴为一个以上横截面组成的阵列时，h为所述阵列所含一个以上横截面在堆积面法线方向上对应的总跨度，r则是所述阵列在所述托盘半径方向上的总跨度。

优选地，上述大中型陶瓷器制造方法中，所述步骤B中外表面修平的方式为刮刀刮抹平、砂轮磨削修平或辊轮辊压修平；

所述抹平为仅依靠刮抹刀具被动刮平或抹平，或者是使用相对于堆积层运动方向作逆向旋转的光滑刮抹轮主动抹平；当外形修平的方式为砂轮磨削修平时，砂轮为球形或椭球型，所述球形或椭球型的球面半径小于所述陶瓷坯体轮廓线或模型表面凹陷细节的最小曲率半径；

当外形修平的方式为辊压修平时，辊轮为表面光滑或者表面雕有凸起或凹陷图案的圆柱形或椭球型的压花辊轮；修平的宽度不小于所述层高。

优选地，上述大中型陶瓷器制造方法中，所述步骤C进行精雕处理时，所述精雕处理方式为选择区域性压花、砂轮精磨、钻头钻雕或激光雕刻，所述精雕的位置及雕刻进刀量受预先存储模型以外的独立模型中对应控制量的控制；

所述步骤C进行彩绘处理时，所述彩绘处理方式为以彩色色釉为墨水的彩笔涂绘或喷笔喷绘，所述涂绘彩笔的涂绘坐标及彩笔的颜色，所述喷笔喷绘的喷涂坐标、喷墨量亦受所述模型对应控制量的控制。

优选地，上述大中型陶瓷器制造方法中，所述步骤D上釉处理的方式为流淌施釉、压缩空气喷涂、静电喷涂或喷墨打印。

本发明还公开了一种大中型陶瓷器制造的工艺，包括：

A、根据预先存储的模型沿设定路径堆积条状瓷泥或陶泥形成固定厚度的堆积层，而后按相同方式在上述堆积层基础上自下而上堆积多层堆积层的方式制得陶瓷坯体；

B、步骤A中堆积所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步修平处理；

C、修平所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对堆积层对最外围同步进行上釉处理；

D、上釉所述堆积层的最外围的同时，对向下间隔若干堆积层对最外围同步进行精雕处理和/或彩绘处理。

从上述的技术方案可以看出，采用本发明中大中型陶瓷器制造方法与传统的方法相比，采用本发明提供的方法，大中型陶瓷器陶瓷坯体外轮廓面的制得与后续的外表面修平、精雕处理和/或彩绘处理以及上釉处理等工艺之间的空间跨度为若干层堆积层，时间跨度上根据相邻两工序根据器型尺寸及喷嘴、精修、精雕工具的间隔尺寸，相邻工序间仅间隔数分钟至十数分钟，相属于同时异步处理，而不是陶瓷坯体完成之后再进行后续工艺，因此可以做到大量节省工时与精致艺术效果兼顾。另外，采用该方法适合针对复杂造型，或者将原先陶瓷器型调整尺寸后进行无障碍快速制造，也很适合大中型尺寸艺术造型陶瓷器的制造。同时极大丰富了大中型陶瓷的适用器型，大幅降低了大型艺术瓷的制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种大中型陶瓷器制造方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种大中型陶瓷器制造方法各步骤分布图；

图3和图4为本发明实施例所提供的喷嘴的打印过程中的位置结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的另一种大中型陶瓷器制造方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明采用的成型方法，其本质是远古时期就为人类广泛应用与陶器生产的“泥条盘筑法”，著名的仰韶文化及半坡文化，所产彩陶类器具，就有不少采用泥条盘筑法制作，其中以仰韶文化使用泥条盘筑法尤为娴熟，陶器艺术价值不凡。泥条盘筑法为古人所广泛采用，其根本原因是该方法手法简单，工艺稳定可靠，表现艺术效果丰富多彩。好的彩陶所表现出的艺术水平能将艺术家精湛的技艺表现得淋漓尽致，其代价则是恶劣的工作环境和长时间艰辛劳动。另外，泥条盘筑法制成的坯体，泥条之间的缝隙可以在后期的处理中通过其他手法进行消弭，最终得到外壁光滑或特殊装饰条纹的效果。消除叠层的影响后，以特定矿物颜料在陶坯壁上作画或书写，烧成后就能得到特殊效果的“彩陶”。

本发明采用类似于现代熔融沉积成型法(FDM)3D打印的方法，使用泥条堆积制作陶瓷器的坯体，是泥条盘筑法结合现代3D打印技术得到的全新陶瓷成型方法，该方法一方面使人们能得到远高于手工泥条盘筑法陶瓷器精细程度的“精陶”，另一方面所制得的陶瓷器艺术表现效果异常丰富多彩，应有尽有，充分满足现代人“个性化”消费的需求，第三方面还可以解放劳动者于繁重的劳动和恶劣的工作环境。

然而泥条3D打印方法本身也有着明显的技术缺陷：使用该方法打印出的作品，其表面精致程度强烈依赖于3D打印切片时采用的喷嘴直径和层高，显然，喷嘴直径越大，单层内打印路径所能表现出的细节就越少，尺寸小于针径大小的细节，会直接被忽略掉而无法通过打印动作进行表现，而即使是打印机并未忽略的许多细节，由于打印耗材在挤出后由于其堆积的方式无法准确控制，或者由于耗材输送的滞后性而导致粘滞、拖拽造成的变形，最终影响到打印产品的精致度；更致命的问题则是打印过程中由于耗材输送情况的不稳定，很容易造成打印品外观分层、断层、积料、气孔、局部堆料、拖拽痕迹等明显缺陷，直接造成打印作品品质严重降低甚至是打印失败。

本发明分析了基于传统陶瓷器，特别是陶瓷容器的外观形状较为简单的特点，比如其横截面一般为单一圆形或简单几何图形，较少有复杂凸起或凹陷外形，很适合采用坯体转动、打印头横向简单移动的打印过程，该过程与传统手工拉坯法很接近，不同之处在于拉坯法采用外力矫正泥团形状，而本发明借助FDM成型过程这种“外力”盘筑泥条，同时本发明结合了“拉坯法精修坯体”的理念，先借助拉坯使用的“外力”压实泥条，配合使用专用粘结剂来增加相邻泥条盘层的结合力，使坯体更加坚实；然后利用与盘筑部件保持固定相对位置的热风或红外加热器，加速坯体的干硬过程，促使坯体今早具备“修坯”具备的强度，而后对陶瓷坯体进行的修整处理可以有效去除3D打印的层纹，减轻产品精致度对于低打印层高的依赖，同时有效消除打印过程中由于缺料、积料、料中夹杂气泡等造成的层状或层内缺陷有极佳的整修效果。为此，本发明的核心在于提供一种大型陶瓷器的成型方法，以提高陶瓷成型速度以及适应性。

为此，本发明的核心在于提供一种大型陶瓷器的成型方法，以全面兼顾大型陶瓷成型的速度、成品率、精致度和成本。

此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参阅图1，该大中型陶瓷器制造方法，包括：

步骤S1、根据预先存储的模型沿设定路径堆积条状瓷泥或陶泥形成固定厚度的堆积层，而后按相同方式在上述堆积层基础上自下而上堆积多层堆积层的方式制得陶瓷坯体。

具体的，在前一堆积层的堆积面上堆积当前堆积层时可按照常规操作进行堆积；对前一堆积层加速硬化处理后，再在该堆积层之上堆积并压紧当前堆积层；或者在前一堆积层的堆积面上涂上层间结合促进剂后，在该前一堆积层的堆积面上堆积并压紧当前堆积层。其中，能够实现加速硬化处理的方式很多，例如涂刷固化剂固化、可见光或紫外光照射固化、红外光烘烤干燥、热风吹烘、蒸汽吹烘或常温风吹。层间结合促进剂的作用是增强相邻的堆积层粘结力，避免后续处理时分层开裂破坏；可以通过提供粘结力或者增加被粘接物的强度来实现，具体化的结合促进剂为粘结剂或固化剂。所述压紧为依靠挤出瓷泥或陶泥时的挤压力压紧，或者使用辊轮压紧，或者使用震动夯实。

如图3所示，制得陶瓷坯体过程中，所述堆积多层堆积层的方式制得的陶瓷坯体放置于托盘上；

单一堆积层堆积过程中，托盘受预先存储模型的控制绕自身轴线旋转，喷嘴在通过所述托盘的轴线的弧形面或平面内来回移动的同时受控输出堆积所需瓷泥或陶泥完成该堆积层的堆积，堆积过程中所述喷嘴的移动轨迹平行于所述堆积层。

后续工艺所对应的堆积层与所述步骤S1处理的堆积层彼此保持固定的距离；所述喷嘴的轴线始终与所述堆积层垂直(如图3)，或者始终与所述陶瓷坯体的纵剖面的外轮廓线相切(图4)。

进一步的，单一堆积层堆积过程中，所述喷嘴到所述堆积层的距离保持恒定，直至堆积完该层后，将该距离增加一个堆积层厚度进行新一堆积层的堆积；

所述大中型陶瓷器有唯一横截面且为中空结构时，托盘旋转一周过程中，所述喷嘴匀速提升一个层高或者沿所述陶瓷坯体的横截面的外轮廓线匀速移动一个层高(图4)。

所述喷嘴相对于堆积层的相对运动速率为V时，所述喷嘴中喷出泥条的线速度v与该速率定值V的关系为：

式中：h为堆积层的层高；r为喷嘴内径或挤出泥条的半径。可以保证陶瓷坯体制造过程中不会断料、缺料、积料而导致制造缺陷或造成坯体报废。

所述喷嘴出泥口的横截面为圆形、椭圆形、矩形、梯形、鼓形、X形、三角形、六边形中任一种，或者是一个以上同一种、或者是多种横截面组成的阵列；所述喷嘴的纵剖面为直线、折线或曲线；当所述喷嘴为一个以上横截面组成的阵列时，h为所述阵列所含一个以上横截面在垂直于堆积面方向上对应的总跨度，r则是所述阵列在所述托盘半径方向上的总跨度。

步骤S2、步骤S1中堆积所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步修平处理。

外形修整的方式为刮刀刮削修平、砂轮磨削修平或辊轮辊压修平。当外形修平的方式为砂轮磨削修平时，砂轮为球形或椭球型，所述球形或椭球型的球面半径小于所述陶瓷坯体轮廓线或模型表面凹陷细节的最小曲率半径；

当外形修平的方式为辊压修平时，辊轮为表面光滑、或者表面雕有凸起或凹陷图案的圆柱形或椭球型的压花辊轮；修平的宽度不小于所述层高。

步骤S3、修平所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步精雕处理和/或彩绘处理。

精雕的完成采用主动的方式，即约束精雕刀头或彩绘笔与打印头的机构位置与打印头相对固定的前提下，采用独立于堆积模型代码以外的精雕代码控制精雕头在特定位置伸出并动作，在已经整修完成的坯胎体上留下即定位置的雕痕，这些雕痕整体上组成特定画面，达到修饰效果。

所述彩绘处理方式为以彩色色釉浆为墨水的彩笔涂绘或喷笔喷绘，所述涂绘彩笔的涂绘坐标及彩笔的颜色，或者所述喷笔喷绘的喷涂位置及喷墨量亦受所述模型对应控制量的控制。彩绘工序的完成方式与精雕类似，同一件打印件上可以只有彩绘，可以只有精雕，或者两者都有，具备和传统陶瓷艺术品一致的艺术表现效果。

步骤S4、精雕处理和/或彩绘处理所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步上釉处理。上釉处理的方式为流淌施釉、压缩空气喷涂或静电喷涂。只要选择上釉量合适，坯体干燥程度适当，就能够达到坯体自动上釉的效果。

与传统的方法相比，采用本发明提供的方法，大中型陶瓷器陶瓷坯体外轮廓面的制得与后续的外表面修平、精雕处理和/或彩绘处理以及喷釉处理等工艺之间相差若干堆积层，属于同时异步处理，即同时进行所有步骤，而不是陶瓷坯体完成之后再进行后续工艺，因此可以大量节省工时；本发明提供的方法有效吸纳了传统泥条盘筑法的工艺优点，产品精致度高，艺术效果佳。另外，采用该方法可以针对复杂造型，极大丰富了大中型陶瓷的造型；适合将原先陶瓷器型调整尺寸后进行无障碍快速制造，便捷实现大中型尺寸艺术造型陶瓷器的制造。基于机械化和自动化，大幅降低了大型艺术瓷的制造成本。

随着堆积持续进行，自执行加速硬化处理、修平、精雕/彩绘、施釉的上述工具可以无阻碍放下时开始，自上而下以热风枪/红外光源—打印头—压实轮—修坯辊轮/砂轮/刮刀—精雕或彩绘—喷釉的顺序分别对正在旋转以及堆积的坯体进行处理，使其坯体同堆积层依次相差数个堆积层层高的步骤逐渐完成堆积—干燥—修坯—装饰—施釉这一系列工作。

显而易见，上述所有步骤的工作与堆积工作同步进行，仅相差数层的时差而已，因此尽管堆积成型本身需要占用较长时长，不过所有步骤完成所需实践并未较传统工艺过程长：耗费总时长和传统机械拉坯—干燥—坯体对接、修坯—干燥—上釉的流程相比反而大幅降低。

另一方面，本发明基于传统泥条盘筑法，本身就可以完成较其他常规拉坯法更加丰富的陶瓷器造型，如方形、多边形、多面体形等，还有部分的凹陷体造型、大长径比造型、浮雕造型、整体雕刻造型也能通过本方案一次完成，且完成上述多个工作流程因为同时完成在空间上只需占用成型装置的占地面积，省去了传统陶瓷工厂完成所有工序所需的70％以上运输周转通道和80％以上的暂时停放面积，以及50％左右的用于吊装搬运中间品的吊装和搬运设备和所需人力资源。

当前阶段，多家研究和生产机构采用了基于泥条耗材的3D打印法的陶瓷成型工艺，然而这些方法由于泥条挤出顺畅程度低或受控性差、机械行程偶发性顿挫或震动、泥条内夹等原因，很容易导致打印缺陷，严重影响到成品的质量和艺术效果。本发明提供的方法能够彻底摆脱泥条3D打印方法造成的层纹问题、大部分的出料缺陷导致的外观受损问题，并能借助独立且同步的精雕、辊压修饰纹络、彩绘等作业完成以往需要依靠人力的大部分工作，人力成本方面的节约效果显著，同时工作环境会有大幅度优化改善。

更重要的是，本发明针对性地传统泥条3D打印过程自动忽略掉尺度小于挤出头尺寸的细节的问题进行了改进：采用独立于泥条盘筑过程以外的精雕过程能够良好解决该问题：首先对加速固化的坯体进行修平处理，然后采用独立的模型代码控制精雕组件对需要体现细节的部位进行同步的精雕处理，这样不仅能够得到顺滑的坯体表面，还能根据需求和坯体的承受情况得到尽可能精细的表面细节；最后，对于大型雕塑类陶瓷造型，按照本发明提供的方法，完全可以在堆积内部填充或内表面时配制较高的堆积速度，仅在堆积、修平、精雕或压花最外围时根据坯体承受能力选择比较安全的堆积、修平和精雕/雅化速度，做到高精密度条件下的高成型速率。

请参阅图2，为了适应不同的工艺需求，本发明还公开了另外一种大中型陶瓷器制造方法，包括：

步骤S1、根据预先存储的模型沿设定路径堆积条状瓷泥或陶泥形成固定厚度的堆积层，而后按相同方式在上述堆积层基础上自下而上堆积多层堆积层的方式制得陶瓷坯体。

具体的，在前一堆积层的堆积面上堆积当前堆积层时可按照常规操作进行堆积；对前一堆积层加速硬化处理后，再在该堆积层之上堆积当前堆积层并压紧；或者在前一堆积层的堆积面上涂上层间结合促进剂后，在该前一堆积层的堆积面上堆积当前堆积层并压紧。其中，能够实现加速硬化处理的方式很多，例如涂刷固化剂固化、可见光或紫外光照射固化、红外光烘烤干燥、热风吹烘、蒸汽吹烘或常温风吹。该层间结合促进剂的作用是加速相邻的堆积层粘结，该层间结合促进剂为粘结剂或固化剂。所述压紧为依靠挤出瓷泥或陶泥时自身的挤压力压紧，或者使用辊轮压紧，或者使用震动夯实。

制得陶瓷坯体过程中，所述堆积多层堆积层的方式制得的陶瓷坯体放置于托盘上；

如图3和图4所示，制得陶瓷坯体过程中，所述堆积多层堆积层的方式制得的陶瓷坯体放置于托盘上；

单一堆积层堆积过程中，托盘受预先存储模型的控制绕自身轴线旋转，喷嘴在通过所述托盘的轴线的弧形面或平面内来回移动的同时受控输出堆积所需瓷泥或陶泥完成该堆积层的堆积，堆积过程中所述喷嘴的移动轨迹平行于所述堆积层。

后续工艺所对应的堆积层与所述步骤S1处理的堆积层彼此保持固定的距离；所述喷嘴的轴线始终与所述堆积层垂直。

进一步的，单一堆积层堆积过程中，所述喷嘴到所述堆积层的距离保持恒定，直至堆积完该层后，将该距离增加一个堆积层厚度进行新一堆积层的堆积；

所述大中型陶瓷器有唯一横截面且为中空结构时，托盘旋转一周过程中，所述喷嘴匀速提升一个层高或者沿所述陶瓷坯体的横截面的外轮廓线匀速移动一个层高，所述喷嘴的轴线始终与所述堆积层垂直，或者始终与所述陶瓷坯体的纵剖面的外轮廓线相切。

所述喷嘴相对于堆积层的相对运动速率为V时，所述喷嘴中喷出泥条的线速度v与该速率定值V的关系为：

式中：h为堆积层的层高；r为喷嘴内径或挤出泥条的半径。足以保证陶瓷坯体制造过程中不会断料、缺料、积料而导致制造缺陷或造成坯体报废。

所述喷嘴出泥口的横截面为圆形、矩形、梯形、鼓形、X形和三角形中任一种，或者是一个以上同一种、或者是多种横截面组成的阵列；所述喷嘴的纵剖面为直线、折线或曲线；当所述喷嘴为一个以上横截面组成的阵列时，h为所述阵列所含一个以上横截面在垂直于堆积面方向上对应的总跨度，r则是所述阵列在所述托盘半径方向上的总跨度。

步骤S2、步骤S1中堆积所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步修平处理。

外形修整的方式为刮刀刮削修平、砂轮磨削修平或辊轮辊压修平。当外形修平的方式为砂轮磨削修平时，砂轮为球形或椭球型，所述球形或椭球型的球面半径小于所述陶瓷坯体轮廓线或模型表面凹陷细节的最小曲率半径；

当外形修平的方式为辊压修平时，辊轮为表面光滑、或者表面雕有凸起或凹陷图案的圆柱形或椭球型的压花辊轮；修平的宽度不小于所述层高。

步骤S3、修平所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步上釉处理。上釉处理的方式为流淌施釉、压缩空气喷涂或静电喷涂。只要选择上釉量合适，坯体干燥程度适当，就能够达到坯体自动上釉的效果。

步骤S4、上釉处理所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步精雕处理和/或彩绘处理。

精雕的完成采用主动的方式，即约束精雕刀头或彩绘笔与打印头的机构位置与打印头相对固定的前提下，采用独立于模型Gcode以外的另一套类2维图形Gcode代码控制精雕头在特定位置伸出并动作，在已经整修完成的坯胎体上留下即定位置的雕痕，这些雕痕整体上组成特定画面，达到修饰效果。

所述彩绘处理方式为以彩色色釉为墨水的彩笔涂绘或喷笔喷绘，所述涂绘彩笔的涂绘坐标及彩笔的颜色，或者所述喷笔喷绘的喷涂位置及喷墨量亦受所述模型对应控制量的控制。彩绘工序的完成方式与精雕类似，同一件打印件上可以只有彩绘，可以只有精雕，或者两者都有，具备和传统陶瓷艺术品几乎一致的艺术表现效果。

本发明能达到的有益效果：

1、能够完成丰富多彩的陶瓷器皿类瓷坯的成型工作，迅速满足各种个性化陶瓷器皿定制的需要；

2、泥条直径以及堆积层高不再影响表面精度，合理层高下大幅提高打印效率，单台设备产量成倍提高；这是因为本发明采用了独立于堆积系统之外的受模型代码控制的精雕系统，在经修平处理的粗坯挤出上能够直接再现堆积过程受泥条直径及堆积层高过大而自动忽视掉的细节，做到堆积速度和精度双管齐下。

3、创新性采用堆积面为非水平面，而是适时与打印器型横截面相切的堆积方向，大大改善了打印器皿类陶瓷器界面半径发生突然变化时支撑性差、层间结合力弱而产生的易坍塌、易变形、干燥/烧成易开裂的残次品现象，大大提升了成品率；

4、打印坯体逐层堆积后逐层热风干燥，坯体结构组成均匀，打印过程中伴随适中速度的脱水，坯体收缩应力小，坯体整体应力集中情况明显改善，结构强度高，后续过程不易变形、开裂，成品率高。

5、一次性完成精雕、彩绘和上釉工作，艺术化和效率化生产的完美统一，使艺术化、个性化陶瓷创作摆脱对于艺术家的依赖，表面不再因为打印层纹而遭受诟病，打印成品率高，缺陷率低；

6、同时省去中间环节和中产产品流转时间和流转所需场地、道路等设施，缩短工艺流程，大幅降低设备投资。

7、借助计算机辅助设计(CAD)技术能够轻易实现调整、改良、开发新产品及量产，大大增加陶瓷生产厂家的生产灵活性，更好满足市场的需求。

实施例1

某艺术陶瓷厂实用本发明方法生产横截面为客户定制正八边形的宝葫芦形酒缸，每一侧面有不同绘画或浮雕造型，缸身及缸口设计有浮雕葫芦叶子等浮雕装饰，生产工艺为：传统拉坯法生产缸底，然后无须保养直接在缸底上快速成型，耗时12.5h得到修坯、精雕以及上釉完成的酒缸坯体，40℃、90％相对湿度保养12h后热风干燥6h烧成，共计耗时40h得到定制宝葫芦艺术造型精品酒缸，售价1200～1500元。

对比实施例1

某陶缸厂实用当地产陶泥为原料制备500斤容量酒缸，在拉坯车间采用半机械拉坯分别制作缸身、缸后、缸底，累计耗时0.5h，然后吊装至养护区静置养护，48h之后运输各部分到拼装车间进行吊装拼接，之后自然干燥24h后人工修坯并浇灌上釉，耗时0.25h，得到酒缸坯体继续自然干燥48h热风干燥6h后烧成，共计耗时127h，所得圆形横截面酒缸产品为中低档产品，销售价300～450元之间。

实施例2

使用8mm喷嘴模仿竹编造型“编织”出竹篮纹路的器形外表面，器形轮廓为”天圆地方”，耗时9.25h，40℃90％相对湿度保养12h后热风干燥6h后烧成，共计耗时37h得到“竹条编织”的订制化酒缸产品，售价1800元。

对比例2

为达到实施例1的艺术效果，人工拉坯并拍打修平得到”天圆地方”造型的素坯，耗用时人工工时15h，拉坯后在外表面贴塑或雕塑法做出“编织”效果，耗时人工工时30h，共计4个工作日，其余工序与对比实施例1相同，耗时120h，所得“条编织”的订制化酒缸产品，售价1800元，其中人工成本接近1000元。

实施例3

某艺术陶瓷厂原先依靠人工加半机械精雕法生产一艺术雕塑，由于市场差异化原因，该雕塑缩减至原尺寸2/3后更受市场欢迎，该生产厂家采用本发明的新工艺同时生产原尺寸雕塑产品和缩小尺寸的新雕塑产品，消耗工时分别为旧工艺的2/3和1/6，总销售额和利润分别较原先增加1.5倍和2.7倍。

由此可见，采用本发明实施例的方法能够节省时间，减少人工以及制造成本，同时能够大幅度提升产品价值。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，包括：

A、根据预先存储的模型沿设定路径堆积条状瓷泥或陶泥形成固定厚度的堆积层，而后按相同方式在上述堆积层基础上自下而上堆积多层堆积层的方式制得陶瓷坯体；

B、步骤A中堆积所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步修平处理；

C、修平所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步精雕处理和/或彩绘处理；

D、精雕处理和/或彩绘处理所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步上釉处理；

其中，所述堆积多层堆积层的方式制得的陶瓷坯体放置于托盘上；

单一堆积层堆积过程中，托盘受预先存储模型的控制绕自身轴线旋转，喷嘴在通过所述托盘轴线的弧形面或平面内来回移动的同时受控输出所需瓷泥或陶泥以完成该堆积层的堆积，堆积过程中所述喷嘴的移动轨迹平行于所述堆积层；

所述步骤B、步骤C和步骤D处理的堆积层与所述步骤A处理的堆积层彼此保持固定距离。

2.如权利要求1所述大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，所述步骤A中，对前一堆积层加速硬化处理后，再在该堆积层之上堆积当前堆积层并压紧；或者

在前一堆积层的堆积面上涂上层间结合促进剂后，在该前一堆积层的堆积面上堆积当前堆积层并压紧。

3.如权利要求2所述大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，所述压紧为依靠挤出瓷泥或陶泥时的挤压力压紧，或者使用辊轮压紧，或者使用震动夯实。

4.如权利要求2所述大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，所述加速硬化处理为涂刷固化剂固化、可见光或紫外光激发的光固化、红外光烘烤干燥、热风吹烘、蒸汽吹烘或常温风吹，所述层间结合促进剂为粘结剂或固化剂。

5.如权利要求1所述大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，单一堆积层堆积过程中，所述喷嘴到所述堆积层的距离保持恒定，直至堆积完该层后，将该距离增加一个堆积层厚度进行新一堆积层的堆积；

所述大中型陶瓷器有唯一横截面且为中空结构时，托盘旋转一周过程中，所述喷嘴匀速提升一个层高或者沿所述陶瓷坯体的横截面的外轮廓线匀速移动一个层高，所述喷嘴的轴线始终与所述堆积层垂直，或者始终与所述陶瓷坯体的纵剖面的外轮廓线相切。

6.如权利要求5所述大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，所述喷嘴相对于堆积层的相对运动速率为V时，所述喷嘴中喷出泥条的线速度v与该速率定值V的关系为：

式中：h为堆积层的层高；r为喷嘴内径或挤出泥条的半径。

7.如权利要求6所述的大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，所述喷嘴出泥口的横截面为圆形、椭圆形、矩形、梯形、鼓形、X形、三角形或六边形中任一种，或者是一个以上同一种、或者是多种横截面组成的阵列；所述喷嘴的纵剖面为直线、折线或曲线；

当所述喷嘴为一个以上横截面组成的阵列时，h为所述阵列所含一个以上横截面在堆积面法线方向上对应的总跨度，r则是所述阵列在所述托盘半径方向上的总跨度。

8.如权利要求5所述的大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，所述步骤B中外表面修平的方式为刮平、削平、砂轮磨削修平或辊轮辊压修平；

所述刮平为仅依靠刮抹刀具被动刮平或抹平，或者是使用与堆积层相对转动方向作逆向旋转的光滑刮抹轮主动抹平；当外形修平的方式为砂轮磨削修平时，砂轮为球形或椭球型，所述球形或椭球型的球面半径小于所述陶瓷坯体轮廓线或模型表面凹陷细节的最小曲率半径；

当外形修平的方式为辊压修平时，辊轮为表面光滑或者表面雕有凸起或凹陷图案的圆柱形或椭球型的压花辊轮；修平的宽度不小于所述层高。

9.如权利要求1所述的大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，所述步骤C进行精雕处理时，所述精雕处理方式为选择区域性压花、砂轮精磨、钻头钻雕或激光雕刻，所述精雕的位置及雕刻进刀量受所述预先存储模型以外的独立精雕模型中对应控制量的控制；

所述步骤C进行彩绘处理时，所述彩绘处理方式为以彩色色釉为墨水的彩笔涂绘或喷笔喷绘，所述涂绘彩笔的涂绘坐标及彩笔的颜色、所述喷笔喷绘的喷涂坐标、喷墨量亦受所述预先存储模型以外的独立彩绘模型中对应控制量的控制。

10.如权利要求1所述的大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，所述步骤D上釉处理的方式为流淌施釉、压缩空气喷涂、静电喷涂或喷墨打印。

11.一种大中型陶瓷器制造方法，其特征在于，包括：

A、根据预先存储的模型沿设定路径堆积条状瓷泥或陶泥形成固定厚度的堆积层，而后按相同方式在上述堆积层基础上自下而上堆积多层堆积层的方式制得陶瓷坯体；

B、步骤A中堆积所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对最外围进行同步修平处理；

C、修平所述堆积层的最外围的同时，向下间隔若干堆积层对堆积层对最外围同步进行上釉处理；

D、上釉所述堆积层的最外围的同时，对向下间隔若干堆积层对最外围同步进行精雕处理和/或彩绘处理；

其中，所述堆积多层堆积层的方式制得的陶瓷坯体放置于托盘上；

单一堆积层堆积过程中，托盘受预先存储模型的控制绕自身轴线旋转，喷嘴在通过所述托盘轴线的弧形面或平面内来回移动的同时受控输出所需瓷泥或陶泥以完成该堆积层的堆积，堆积过程中所述喷嘴的移动轨迹平行于所述堆积层；

所述步骤B、步骤C和步骤D处理的堆积层与所述步骤A处理的堆积层彼此保持固定距离。

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