外饰浮雕陶瓷煲胆整模滚压技术的研究

王建祥

摘 要 本文研究了外饰浮雕陶瓷煲胆采用整模滚压方式成型以替代注浆或分块模合成再成型的技术，进行了生产尝试并获得成功。

关键词 外饰浮雕陶瓷煲胆，整模滚压，软模技术。

0 前 言

电热慢炖锅（Slowcook）（见图1）是从九十年代开始盛行的一种家用厨房电器。从容积为0.5Qt的小件直至8Qt及以上的大件，满足不同人群及用途的需求。

而在慢炖锅的内胆配套瓷系列中，外饰浮雕的陶瓷煲胆（见图2）占有重要的地位。但陶瓷制品外饰浮雕后，从整模滚压成型工艺角度出发，其工作石膏模的翻制过程中，将因为浮雕凸起的存在而造成脱模困难或根本不可行。因此，从陶瓷工艺角度研究解决外饰浮雕陶瓷煲胆的整模滚压技术就显得十分必要了。

1 外饰浮雕陶瓷煲膽整模滚压的技术难点及解决办法

外饰浮雕陶瓷煲胆产品采用整模滚压成型生产要解决的技术关键，是如何成功翻制含有外饰浮雕的石膏模具。也就是说，要正常进行整模滚压外饰浮雕的陶瓷煲胆的生产，因产品外表面饰有高度约3 mm左右的浮雕凸起，正常情况下石膏模根本无法翻制出来（工作模具因有浮雕凸起而无法从主模中正常脱出）。如果生产不了带有浮雕图案（内凹）的石膏模具，则成型外饰浮雕的陶瓷煲胆也就成为一句空话。为此，如何翻制出含有内凹型设定浮雕图案的石膏模具，是外饰浮雕陶瓷煲胆整模滚压成型课题的主要技术攻关点。经过多方查证，资料参考和充分讨论，我们拟采用树脂材料翻制含有浮雕图案的软模，再通过软模的浮雕定型和软模在受力状态下可任意变形的特点，即以软模为载体来解决这个工艺难题的总体思路。

2 用树脂软模为载体来翻制外饰浮雕陶瓷煲胆石膏模具的具体工艺方法

在传统石膏主模上先翻制工作用树脂软模，利用收缩率很小（0.5/10 000）的进口高分子树脂材料制作的工作软模（见图3）和工作模墩（见图4），然后再利用工作软模和工作模墩来翻制石膏工作模（见图5），从而解决外饰浮雕陶瓷煲胆的工作石膏模翻制难题。

以下是工作软模试制等过程的具体介绍：

2.1工艺流程（见图6）

2.2试制过程

（1）浮雕石膏主模及石膏凹模的制作

为了确保浮雕图案的清晰度和浮雕凸起的高度，试制浮雕石膏主模过程分两步进行。第一，在造型车上用高强石膏粉翻制无浮雕图案的主模（考虑图纸尺寸和产品收缩率，这也是无浮雕煲胆产品的正常造型过程）预留浮雕部分空间；第二，用粘稠的可塑泥料制成各种浮雕图案，以手工方式将浮雕图案贴敷于要求有浮雕的部位，制成含浮雕石膏主模。这时，我们可以利用此含浮雕石膏主模翻制出含浮雕石膏凹模（将石膏模起出后，把粘贴上去的浮雕凸起物从石膏模中小心起出，就成就了一只含凹状浮雕的浮雕凹模）。

（2）树脂模墩的翻制

一般陶瓷生产中，用硫磺制作模墩。但因硫磺模墩硬脆，用此模墩翻制大件陶瓷煲胆模具，使用20～50次，表面会出现裂纹，因此无法适应大规模连续生产的要求。为满足生产实际，我们从选用树脂原料入手，分别挑选了6种材料进行试验，最后确定选取2#树脂引入添加剂，混合制成模墩，表面光洁，可连续使用一个月纹丝不动，完全可满足大批量规模化生产。

在翻制树脂模墩过程中，经常碰到难以脱模的问题。我们分析后认为其主要原因是树脂在固化过程中产生热量，减弱了原有润滑剂的作用所造成。为解决这个问题，通过试验，我们在石膏凹模中除了涂一层蜡外，在涂蜡之前先在石膏凹模上涂一层虫胶漆，待稍干后，再涂一层封填剂。这样改进后，大大缓解了脱模难的问题。

（3）工作软模的试制

从上面的流程图可以看出，浮雕石膏凹模和树脂模墩为制作工作软模提供了基础条件。把浮雕石膏凹模与树脂模墩合在一起，用螺杆夹紧固定，注入软模材料，静置，让软模材料（混合树脂）在里面固化。浮雕陶瓷煲胆的工作软模具有以下特性：

（a）有一定的弹性，便于脱模。

（b）硬度在50～70D，保证浮雕陶瓷煲胆产品的规整度。

（c）热变形温度不低于80℃，能够经受石膏加水后在较密闭状态下产生的热量集中影响，而使局部产生约70～80℃的较高温度环境而不轻易产生明显的膨胀变形，以免影响工作模尺寸。

大家知道，材料的性能决定了工作软模的特性。为了保证工作软模的品质，关键在于选取硬度适中、具有低收缩率、热变形温度比较高（大于80℃）的材料作为工作软模的材料。经过多次试验调整，我们选用收缩率较小（0.5/10000）、硬度较高（70D）、热变形温度为90℃的进口高分子聚合物树脂材料，并引入配套的稀释剂和固化剂来改善树脂的性能。同时要求调制好的树脂材料注入时必须要保持一定的温度以增加其流动性（基本标准是在半小时内，3公斤树脂材料能全部填充到整个凹模模腔内），这样制成的工作软模经24小时冷却固化后再起模，其表面无气泡，材质弹性好，软硬适中，浮雕形态饱满清晰，完全能满足批量生产的软模要求。

众所周知，热胀冷缩是材料的固有特性。一方面，翻制石膏模过程中会产生大量的热量，使工作软模受热膨胀，尽管其变化比较微小；另一方面，工作软模有一定的弹性。为此，我们从制作工艺方面进行创新，综合利用软模的这两种特性：即当用软模翻制石膏工作模时，利用软模的弹性，让其紧紧地套在模墩上，翻制石膏模时产生热量使软模稍微膨胀而不因此产生大的变形；在连续使用20次左右时，软模表面温度会超过80℃，此时会感受到软模套至模墩上时会有微小间隙，此时说明这个软模需要冷却了，可调用另一个尚未使用或已经冷却的相同规格软模来继续生产。这样，翻制出来的工作石膏模尺寸基本一致，为生产规整度好的浮雕陶瓷煲胆打下坚实基础。

3 外饰浮雕陶瓷煲胆采用整模滚压成型方式与其他成型方法的优劣对比

从表1可以看出，不论是生产效率（影响效益），还是成品规整度（影响产品质量），还是过程消耗（影响成本），整模滚压技术都具有不可替代的明显优势。

4 结论和问题

外饰浮雕陶瓷煲胆整模滚压技术已在我司得到成功应用，累计投产的浮雕种类有编织、树叶、旋涡、树苗、卷草花、橄栏枝、斜纹、九星等十几种，包括各种器型（圆型、椭圆型）等计100多万件。效果良好。

浮雕凸起高度受到限制，最高凸起一般不超过3mm。对于浮雕高度超过3mm的产品，鉴于软模弹性方面的限制，还不大能适用于规模化生产。

因为软模材料受热会变形的致命缺陷，决定了翻制模具的生产效率受制于此。虽然说可以通过多增加同规格工作软模个数来解决，但软模材料本身也是价格不菲的材料，除非万不得已，一般也不能大量预备。

参 考 文 献

[1]黄玉媛，梁妙玲.精细化工配方常用原料手册[M].广东科技出版社.1998.

[2]李家驹.陶瓷工艺学[M].轻工业出版社.2006.