发泡陶瓷在浮雕文化产品中的应用

2021-12-07陆成龙戴永刚张国焘

湖北理工学院学报 2021年6期

陆成龙，戴永刚，张国焘

(1.湖北理工学院 a.矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室，b.先进材料制造与固废资源化协同技术湖北省工程研究中心，湖北黄石 435003；2.广东金意陶陶瓷集团有限公司，广东佛山528031；3.华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州 510641)

发泡陶瓷是矿山尾矿、工业固废等生产原料添加特殊发泡剂后，经高温烧结形成的新型建筑材料，具有轻质、高强、节能的优良性能[1]。目前，我国已经具备了利用高硅铝固废制备发泡陶瓷产品的成熟技术，能够消纳大量固体废弃物，使其变废为宝，生产新型绿色建材，保护环境[2]。但是，发泡陶瓷的生产成本远高于同类产品(发泡陶瓷的生产成本约为1 000 元/m3，加气混凝土的生产成本约为400 元/m3)。这一价格劣势极大地阻碍了发泡陶瓷行业的进一步发展。

随着发泡陶瓷产品性能改善，其在装饰领域的应用也正在延伸，由最初的遮体向后来的修饰部分转化，衍生出了以修饰为主的各种装饰[3-4]。因此，将发泡陶瓷浮雕文化墙应用于公园主题文化展示、高校宣传、市政建设、企业文化、别墅室内装饰等诸多场景，拥有巨大的市场潜力。相对传统石雕工艺，利用发泡陶瓷板制作的轻量化浮雕文化墙更环保、更轻质、便于运输、易于雕刻，且使用发泡陶瓷组合形成文化墙能够大大缩短工期[5-6]。发泡陶瓷浮雕文化产品的价格为800元/m2，传统石雕文化产品的价格通常为2 000～3 000元/m2，对比之下发泡陶瓷浮雕文化产品价格优势明显。

1 发泡陶瓷浮雕文化产品简介

基于浮雕文化墙对低价和立体质感的需求，设计了一款“万里长城”发泡陶瓷质定制浮雕文化墙，实物尺寸为7.04 m×3.00 m。“万里长城”发泡陶瓷浮雕文化产品主要由发泡陶瓷板、金属框架和木板基材组成。金属框架的一面固定在稳定的墙面上，另一面由木质基板覆盖。木质基板朝外的一面粘贴发泡陶瓷板，在发泡陶瓷板的外表面雕刻立体的文字和图案。

2 发泡陶瓷浮雕文化产品的制作

2.1 产品的图样设计

以“万里长城”为设计蓝图，通过精细的雕刻工艺，呈现出立体的装饰效果。根据“万里长城”发泡陶瓷浮雕文化墙的设计图进行尺寸和大小分割，其分块设计图如图1所示。

图1 “万里长城”发泡陶瓷浮雕文化墙的分块设计图(单位：mm)

在设计图制作完毕后，使用“北京精雕”软件进行精雕设计，针对图形外观、大小、建模、上色、描线脚本进行设计，采用单线雕刻、轮廓切割、区域粗雕刻、残料补加工、区域修边等加工方法。“万里长城”发泡陶瓷浮雕文化墙的精雕设计图如图2所示。

图2 “万里长城”发泡陶瓷浮雕文化墙的精雕设计图

2.2 产品的雕刻

根据“万里长城”发泡陶瓷浮雕文化墙的精雕图，选用8号与10号金刚砂刀头，设置进刀速度，进刀深度视材料厚度、图案图形而定，正确计算完路径并保存成不同文件后，输入设备中进行雕刻。

2.3 产品的安装

金属框架的主视图和A-A视图如图3所示。“万里长城”发泡陶瓷浮雕文化墙的正面立体视图和背面立体视图如图4所示。“万里长城”发泡陶瓷浮雕文化墙的填充结构示意图如图5所示。根据雕刻文化墙的大小以及施工现场的实际情况，进行金属框架结构的设计。金属框架一面装有3块木质基板，覆盖整个金属框架。木质基板朝外的一面粘贴有若干块发泡陶瓷板，相邻的发泡陶瓷板之间使用陶瓷粘合剂进行粘合。木质基板与金属框架之间通过螺栓连接和粘胶连接的组合方式连接。金属框架的另一面与基础墙面贴合，墙面与木质基板之间填充有保温材料。