Rapid prototyping of a complex model for the manufacture of plaster molds for slip casting ceramic

Abstract

Computer assisted designing (CAD) is well known for several decades and employed for ceramic manufacturing almost since the beginning, but usually employed in the first part of the projectual ideation processes, neither in the prototyping nor in the manufacturing stages. The rapid prototyping machines, also known as 3D printers, have the capacity to produce in a few hours real pieces using plastic materials of high resistance, with great precision and similarity with respect to the original, based on unprecedented digital models produced by means of modeling with specific design software or from the digitalization of existing parts using the so-called 3D scanners. The main objective of the work is to develop the methodology used in the entire process of building a part in ceramics from the interrelationship between traditional techniques and new technologies for the manufacture of prototypes. And to take advantage of the benefits that allow us this new reproduction technology. The experience was based on the generation of a complex piece, in digital format, which served as the model. A regular 15 cm icosahedron presented features complex enough not to advise the production of the model by means of the traditional techniques of ceramics (manual or mechanical). From this digital model, a plaster mold was made in the traditional way in order to slip cast clay based slurries, freely dried in air and fired and glazed in the traditional way. This experience has shown the working hypothesis and opens up the possibility of new lines of work to academic and technological levels that will be explored in the near future. This technology provides a wide range of options to address the formal aspect of a part to be performed for the field of design, architecture, industrial design, the traditional pottery, ceramic art, etc., which allow you to amplify the formal possibilities, save time and therefore costs when drafting the necessary and appropriate matrixes to each requirement.

Projeto assistido por computador (CAD) é bem conhecido por várias décadas e empregado na fabricação cerâmica desde o início, mas usualmente empregado na primeira parte dos processos na concepção do projeto, nem na prototipagem, nem nas fases de fabricação. As máquinas de prototipagem rápida, também conhecidas como impressoras 3D têm a capacidade de produzir, em poucas horas, peças utilizando materiais plásticos de alta resistência, com grande precisão e similaridade com relação ao original, com base em modelos digitais inéditos produzidos por meio de modelagem com softwares de projeto específico ou a partir da digitalização das peças existentes, utilizando os chamados scanners 3D. O principal objetivo deste trabalho é desenvolver a metodologia utilizada em todo o processo de construção de uma parte em cerâmica da inter-relação entre as técnicas tradicionais e novas tecnologias para a fabricação de protótipos. E para aproveitar os benefícios que nos permitem esta nova tecnologia de reprodução. A experiência baseou-se na geração de uma peça complexa, em formato digital, que serviu como modelo. Um icosaedro regular de 15 cm, complexo o suficiente para não sugerir a produção do modelo por meio das técnicas tradicionais cerâmicas (manual ou mecânica). A partir deste modelo digital, um molde de gesso feito na maneira tradicional para colagem por barbotina de massas à base de argila, secagem livre ao ar, queimada e esmaltada de maneira tradicional. Esta experiência mostrou a hipótese de trabalho e abre a possibilidade de novas linhas de trabalho a níveis acadêmicos e tecnológicos que serão explorados em um futuro próximo. Esta tecnologia oferece uma grande variedade de opções para lidar com o aspecto formal de uma peça a ser executada no campo do projeto, arquitetura, projeto industrial, a cerâmica tradicional, a arte cerâmica, etc., que permitem ampliar as possibilidades formais, economizar tempo e, portanto, os custos na elaboração das matrizes necessárias e adequadas para cada exigência.