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常见的陶瓷成型工艺有哪些?BB贝博登录入口发布日期:2024-04-15 03:50:03 浏览次数:

  BB贝博登录入口随着社会的发展,传统陶瓷的手工捏塑法、轮制成型法、注浆法等已经无法满足现代社会的产量化、精细化需求,于是新的成型工艺诞生了。ZrO2 精细陶瓷材料成型工艺较为广泛使用的主要有下面9种(

  干压成型采用压力将陶瓷粉料压制成一定形状的坯体。其实质是在外力作用下,粉体颗粒在模具内相互靠近,并借内摩擦力牢固地结合起来,保持一定的形状。干压生坯中主要的缺陷为层裂,这是由于粉料之间的内摩擦以及粉料与模具壁之间的摩擦,造成坯体内部的压力损失。干压成型可用于制备陶瓷轴承,干压成型优点是坯体尺寸准确,操作简单,便于实现机械化作业;干压生坯中水分和结合剂含量较少,干燥和烧成收缩较小。它主要用来成型简单形状的制品,且长径比要小。模具磨损造成的生产成本增高是干压成型的不足之处。

  等静压成型是在传统干压成型基础上发展起来的特种成型方法。它利用流体传递压力,从各个方向均匀地向弹性模具内的粉体施加压力。由于流体内部压力的一致性,粉体在各个方向承受的压力都一样,因此能避免坯体内密度的差别。

  等静压成型的陶瓷结构件,等静压成型有湿袋式等静压和干袋式等静压之分。湿袋式等静压可以成型形状较为复杂的制品,但只能间歇作业。干袋式等静压可以实现自动化连续作业,但只能成型截面为方形、圆形、管状等简单形状的制品。等静压成型可以获得均匀致密的坯体,烧成收缩较小且各个方向均匀收缩,但设备较为复杂、昂贵,生产效率也不高,只适合生产特殊要求的材料。

  注浆成型过程与流延成型类似,不同的是其成型过程包括物理脱水过程和化学凝聚过程,物理脱水通过多孔的石膏模的毛细作用排除浆料中的水分,化学凝聚过程是因为在石膏模表面CaSO4的溶解生成的Ca2+提高了浆料中的离子强度,造成浆料的絮凝。

  在物理脱水和化学凝聚的作用下,陶瓷粉体颗粒在石膏模壁上沉积成型。注浆成型适合制备形状复杂的大型陶瓷部件,但坯体质量,包括外形、密度、强度等都较差,工人劳动强度大且不适合自动化作业。

  热压铸成型是在较高温度下(60~100℃)使陶瓷粉体与粘结剂(石蜡)混合,获得热压铸用的料浆,浆料在压缩空气的作用下注入金属模具,保压冷却,脱模得到蜡坯,蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯,素坯再经高温烧结成瓷。

  热压铸成型的生坯尺寸精确,内部结构均匀,模具磨损较小,生产效率高,适合各种原料。蜡浆和模具的温度需严格控制,否则会引起欠注或变形,因此不适合用来制造大型部件,同时两步烧成工艺较为复杂,能耗较高。

  流延成型是把陶瓷粉料与大量的有机粘结剂、增塑剂、分散剂等充分混合,得到可以流动的粘稠浆料,把浆料加入流延机的料斗,用刮刀控制厚度,经加料嘴向传送带流出,烘干后得到膜坯。

  潮州三环流延成型生产线此工艺适合制备薄膜材料,为了获得较好的柔韧性而加入大量的有机物,要求严格控制工艺参数,否则易造成起皮、条纹、薄膜强度低或不易剥离等缺陷。所用的有机物有毒性,会产生环境污染,应尽可能采用无毒或少毒体系,减少环境污染。

  凝胶注模成型技术是美国橡树岭国家实验室的研究者在20世纪90年代初首先发明的一种新的胶态快速成型工艺。其核心是使用有机单体溶液,该溶液能聚合成为高强度的、横向连接的聚合物-溶剂的凝胶BB贝博登录入口。

  陶瓷粉体溶于有机单体的溶液中所形成的浆料浇注在模具中,单体混合物聚合形成胶凝的部件。由于横向连接的聚合物-溶剂中仅有 10%~20%(质量分数)的聚合物,因此,易于通过干燥步骤去除凝胶部件中的溶剂。同时,由于聚合物的横向连接,在干燥过程中,聚合物不能随溶剂迁移。

  此方法可用于制造单相的和复合的陶瓷部件,可成型复杂形状、准净尺寸的陶瓷部件,而且其生坯强度高达 20~30Mpa 以上,可进行再加工。该方法存在主要问题是致密化过程中胚体的收缩率比较高,容易导致胚体变形;有些有机单体存在氧阻聚而导致表面起皮和脱落;由于温度诱导有机单体聚合工艺,引起温度剃度导致内应力存在使坯体开列破损等。

  直接凝固注模成型是由苏黎世联邦工学院开发的一种成型技术:将溶剂水、陶瓷粉体和有机添加剂充分混合形成静电稳定、低粘度、高固相含量的浆料,在其中加入可改变浆料 pH 值或增加电解质浓度的化学物质,然后将浆料注入到无孔模具中。

  工艺过程中控制化学反应的进行。使注模前反应缓慢进行,浆料保持低粘度,注模后反应加快进行,浆料凝固,使流态的浆料转变为固态的坯体。得到的生坯具有很好的机械性能,强度可以达到 5kPa。生坯经脱模、干燥、烧结后,形成所需要形状的陶瓷部件。

  它的优点为不需或只需少量的有机添加剂(小于 1%),坯体不需脱脂,坯体密度均匀,相对密度高 (55%~70%),可以成型大尺寸复杂形状陶瓷部件。它的缺点是添加剂价格昂贵,反应过程中一般有气体放出。

  注射成型早应用于塑料制品的成型和金属模的成型。此工艺是利用热塑性有机物低温固化或热固性有机物高温固化,将粉料与有机载体在专用的混练设备中混练,然后在高压下(几十到上百 MPa)注入模具成型。由于成型压力大,得到的坯体尺寸精确,光洁度高,结构致密;采用专门的成型装备,使生产效率大大提高。

  上世纪七十年代末八十年代初开始将注射成型工艺应用于陶瓷零部件的成型,该工艺通过添加大量有机物来实现瘠性物料的塑性成型,是陶瓷可塑成型工艺中普遍的一种。在注射成型技术中,除了使用热塑性有机物(如聚乙烯、聚苯乙烯),热固性有机物(如环氧树脂、酚醛树脂),或者水溶性的聚合物作为主要的粘结剂以外,还必须加入一定数量的增塑剂、润滑剂和偶联剂等工艺助剂,以改善陶瓷注射悬浮体的流动性,并保证注射成型坯体的质量。

  注射成型工艺具有自动化程度高、成型坯体尺寸精密等优点。但注射成型陶瓷部件的生坯中有机物含量多达 50vol%,在后续烧结过程要排除这些有机物需要很长时间,甚至长达几天到数十天,而且容易造成质量缺陷。

  为解决传统注射成型工艺中有机物加入量大、排除困难等问题,清华大学创造性的提出了陶瓷的胶态注射成型新工艺,自主开发了胶态注射成型样机,实现了瘠性陶瓷料浆的注射成型。

  其基本思路是将胶态成型同注射成型相结合,利用专有的注射设备与胶态原位凝固成型工艺所提供的新型固化技术来实现。这一新工艺,使用的有机物多不超过 4wt.%,利用水基悬浮体中少量的有机单体或有机化合物在注入模具后快速诱发有机单体聚合生成有机网络骨架,将陶瓷粉体均匀包裹其中,不但使排胶时间大为缩短,同时也大大降低了排胶开裂的可能性BB贝博登录入口。

  陶瓷的注射成型与胶态成型存在着巨大的差别,主要区别在于前者属于塑性成型的范畴,后者属于浆料成型即浆料没有可塑性,是瘠性料。胶态成型由于浆料没有塑性,无法采用传统的陶瓷注射成型的思路。如果胶态成型同注射成型相结合,即利用专有的注射设备与胶态原位成型工艺所提供的新型固化技术,实现陶瓷材料的胶态注射成型。

  陶瓷的胶态注射成型新工艺,既区别于一般的胶态成型,又区别于传统的注射成型,将既具有胶态原位凝固成型坯体均匀性好,有机物含量低的特色,又具有注射成型自动化程度高的优点,是胶态成型工艺的一种质的升华,将成为高技术陶瓷走向产业化的希望所在。

  最常见的陶瓷成型工艺有三大类:手工成型、拉坯成型与模具成型。手工制作中又可分为捏塑成型、泥条成型与泥板成型三种。

  一件作品常常可能需要结合捏塑、泥条、泥片、拉坯、模具等许多成型工艺才能完成。不同的艺术家有各自的工艺特色。

  在动手创作之前,有必要了解一下“状态与泥性”。黏土的烧成前可能有几种状态。除了粉状的陶瓷原料,通常陶瓷公司出售的黏土都是含有水分的。不同的制作工艺对黏土的含水量,即软硬度有不同要求。

  捏塑成型是最基本的陶瓷成型技法之一。将一小块泥团捏成一朵花、一只碗、一件动物或人物,是学习陶艺制作的第一步。

  专业陶艺家也可以用捏塑的方法做出许多复杂的造型。还有一些当代陶艺家用捏塑的方法创作大型作品,或者用捏塑的方法做成许多小部件,再拼配成一件大雕塑。

  捏塑是很有表现力的技法。捏塑时留下的指印,也可以形成十分有趣味的肌理效果。

  无论采用哪种成型工艺,陶瓷器皿或雕塑的坯体粘结通常是一项不可缺乏的步骤。首先需要知道,两件坯体粘结,坯体必须十分柔软,坯体的材料、温度应该十分接近。否则坯体在干燥与烧制过程中,因收缩不均而容易产生开裂。坯体粘结前必须适当补水。以下是坯体粘结部接触面处理的四步骤:

  先用带尖齿状的工具,如铁片、叉子或小钢丝刷,在两件半成品需要粘结的部位,划上密集的交叉线)涂水或泥浆

  用毛笔在粘结部位涂水或泥浆。泥浆的黏性较水更好一些。所以,做大件作品最好还是用泥浆粘结。

  将两件半成品的粘结部位对整、粘合在一起,并用工具挤压,推出两者之间的水分与气泡。

  然后搓一些细小的泥条将接缝凹下部位填满抹平,并反复挤压,直至两边连结处成为一个整体。

  泥条成型(又称盘筑)工艺是一种古老的陶瓷成型工艺。泥条成型不仅可以制作各种尺寸的圆形陶罐,也可以用来制作各种不规则的器皿或雕塑造型。根据创作对象的尺寸,搓成粗细均匀的泥条。将泥条按照设计的造型盘圈垂直重叠。水平状条纹可以用交叉方向的运动抹去,并用木片或其他工具将表面修光。也可以将内壁修光,将外壁的条纹留着作装饰。

  泥条成形法可以做小件作品,也可以做大件作品。作品的大小取决于泥条的粗细。也就是说,作品较小,泥条就搓得细一些;作品较大,泥条就搓得粗一些。如今,各地都有手动的或者电动的泥条机出售,可用机械方法替代手工制作泥条。

  泥片成型(又称板筑)是传统陶瓷成型技法之一。泥片成型颇似量体裁衣,也是最常用的雕塑或容器的手筑成形技法。一般来说,制作者可以用擀面棍滚压,用钢丝切割,或用木拍子拍打等方法取得泥片。根据所需的形状裁剪出不同形状的泥片,通过粘结、包卷、折叠、镶接等方法做出各种不规则造型。

  如今,各地均有泥片机出售,用机械方法替代擀面棍的作用,这种泥片机是制作大型作品的好帮手。(1)切割法

  是指用钢丝线或刀具,直接从泥团上割出厚薄均匀的泥片。由于直接切割的泥片质地非常松弛,必须经过拍打挤压以后,才能够保证坯体不会开裂。

  是用擀面杖将泥团滚压出厚度均匀的泥片。滚压时,在泥团两边放两条与泥片厚度相同的木条,可以帮助你控制泥片的厚度。滚压时可以从中间开始,向两边滚压。也可以使用泥板机,使用十分方便。

  这是一种传统陶瓷工艺。用木拍子将泥团拍打成泥片。拍打不仅可以修整与改变物体的形状,还可以增强黏土结构的致密度与强度。

  ①黏土的加法与减法:加法即堆贴,减法即镂挖。比方我们需要做一件浮雕,我们既可以用堆贴的方法做成高低起伏的效果;也可以用雕刻的方式做减法,把黏土刻去,做出高低起伏的效果。

  ② 雕塑挖空手法:先做出实心的雕塑,再把中间的泥料挖空。特别适合于小件人物头部雕塑。

  拉坯成型工艺也是一种古老的陶瓷成型方式。将湿软的泥土放在轮车(辘轳)上,借用轮车旋转的力量,用双手的压力将泥土改变为不同形状的圆形造型、简朴的容器或复杂的圆柱体造型。

  拉坯机上拉出来的可以是实用性器皿、瓶、碗、罐、盘之类;也可以是非实用性、不同形状的雕塑类造型。因此,不仅是器皿类陶艺家,一些雕塑类陶艺家也常使用手拉坯工艺制作一些配件。

  一般电动式拉坯机都配有手动的或脚踩式踏板无节变速器。脚踩的变速器与汽车的油门踏板相似。大部分拉坯机是可以调节转向的。但是,以惯用右手者为例,一般人都采用逆时针方向运转。

  土器、炻器与瓷器的材质不同,加工方法也有所不同。陶瓷材料决定制作工艺。一些泥料厂商会告诉你哪些是拉坯泥,哪些是雕塑泥。陶瓷材料被分为土器、炻器及瓷器三大类。一般来说,土器烧成温度较低,较为脆弱,使用者不多;在美国与日本,陶艺创作中使用最多的还是炻土。

  炻土中含有许多颗粒,并且黏性很强,拉坯时基本完成器皿的整体造型;瓷土的黏性较低,工艺难度较高,难以直接用来制作大型雕塑。瓷土拉坯时主要取得器皿的大体形状,等到坯体完全干燥以后,再用刀具里外上下修整坯(又称:利坯)。炻土拉坯不同,拉坯一般是一次完成,等待坯体半干时再用刀修足底。炻土中含有许多颗粒。完全干燥的坯体坚硬如骨头,无法修整。

  通过不断的练习,掌握了平衡,每个人都可能学会骑自行车。相同道理,反复的练习,对拉坯原理的理解,掌握了要领,每个人都可能学会拉坯技法。

  当然,要能够在转盘上自由地控制泥团,得心应手地拉出一件较复杂的大型作品,需要长时间的练习与掌握高难度的技术。

  一般来说,初学者拉坯一百件就可以有些体会了。真正要成为一个高手,恐怕要有十多年的拉坯经验。

  用于陶艺创作的模具可以由木材、塑料、橡胶、陶土、石膏等许多不同材料制成。前三种常用于食品加工,也可作陶艺创作的理想工具。

  陶模又称陶范。陶范就是以陶土为材料制作的模具。陶范的使用在中国具有悠久的历史。中国古代的青铜器以及后来的铜钱,都是使用陶范浇铸工艺。陶艺工作者根据不同的需要可以自己制作陶模,但是陶模只能用于印坯。

  石膏模具的最大优点是可以复制细微的凹凸起伏肌理。据称使用石膏模具批量制作陶瓷器物,源自于18世纪的英国,之后成为一种常用的陶瓷成型工艺。

  陶艺家为了制作方便,先将作品做成实心的泥坯雕塑,称为模种。然后再用石膏将之翻成模具。模具成型法可以分为印坯和注浆两种。印坯工艺常用于尺寸较大的作品,而注浆工艺常用于较小的作品。

  是指将湿软的泥团逐渐压入石膏模具内,以获得原先设计的造型。通过印坯取得坯体的基本形体,再进行组装、修整,做成空心的坯体,干燥后烧成陶瓷器物。

  又称灌浆,将陶瓷泥料调成有一定流动性的液体,将泥料注入石膏模,等待 10~30 分钟。待石膏吸收了一部分水分,泥浆逐渐固化成型以后,倒出多余的泥浆,将模具打开,再将石膏模具中的陶瓷坯体取出。等待时间越长,器物坯体越厚。这种工艺称为注浆。

  注浆工艺简便、生产成本较低,属于陶瓷行业中批量生产的主要生产工艺之一。注浆工艺常运用于大批量生产的陶瓷工艺礼品行业。

  常见的精密陶瓷成型工艺有干压、注塑、冷等静压成型等BB贝博登录入口。下面我为大家介绍下冷等静压成型。

  在常温下,将待成型的粉体置于高压容器中,根据流体学原理,利用液体不可压缩的性质,均匀的从各个方向传递压力。

  湿袋法等静压需提前进行模具塑性预压处理,密封后放入高压缸内。通常适用于大型和异形件的小规模生产,因为每次需要手工装卸湿袋,效率不高。

  干袋法等静压是将模具半固定,不浸泡在液体介质中,只需往模具中填料,然后上盖加压成型。可连续操作,适用于批量生产。

  技术门槛高,设备昂贵,工艺效率低,严重制约该技术的发展,所以使用该工艺生产的材料也相对昂贵。