根據(jù)陶瓷薄磚的成型特點(diǎn)對陶瓷壓磚機(jī)進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化的研究

謝越林+蘇龍保+邱昭午

摘 要：隨著能源資源的日益枯竭以及環(huán)境的持續(xù)惡化，陶瓷行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展遭遇嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。陶瓷薄磚是一種能源節(jié)約型產(chǎn)品，在其成型過程中具有低能耗、低污染的顯著特點(diǎn)，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。正因如此，業(yè)內(nèi)紛紛看好陶瓷磚薄型化的發(fā)展前景，業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)開始致力于陶瓷薄磚生產(chǎn)裝備以及成型技術(shù)的開發(fā)，并不斷實(shí)現(xiàn)突破，取得了長足進(jìn)步。本文根據(jù)陶瓷薄磚的成型特點(diǎn)，介紹了利用陶瓷壓磚機(jī)進(jìn)行薄磚壓制生產(chǎn)時需要克服的若干關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：陶瓷壓磚機(jī)；陶瓷薄磚；精準(zhǔn)控制；精確填料

1 前言

中國是世界陶瓷生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國，為世界陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)是典型的“三高”行業(yè)（高能耗、高消耗、高污染）。隨著國家環(huán)保政策的大力實(shí)施，節(jié)能環(huán)保已成為行業(yè)的發(fā)展主題，隨之而來的是陶瓷薄磚閃亮登場。目前尚未有一項(xiàng)權(quán)威的薄磚行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)同厚度小于5.5 mm的陶瓷磚可定義為薄磚。常規(guī)陶瓷墻地磚厚度一般在10 mm以上，如果在保證其使用性能不變的條件下，厚度為3.8～4.8 mm的陶瓷薄磚，比傳統(tǒng)的陶瓷磚減少50%以上礦物材料及能源的消耗，重量減少2/3，運(yùn)輸成本減少40%以上。從目前我國陶瓷磚年產(chǎn)量的數(shù)量級來看，薄型建筑陶瓷磚對于節(jié)約能源和資源，改善環(huán)境污染，提高行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，意義重大。

2 陶瓷薄磚的成型方法

陶瓷薄磚的成型方法主要有兩種，分別是皮帶干壓成型和模具干壓成型。2007年蒙娜麗莎公司推出皮帶干壓技術(shù)進(jìn)行陶瓷薄板的生產(chǎn)，其使用的主要設(shè)備有科達(dá)研制的MODUL6800雙活塞大噸位壓機(jī)、“魔術(shù)師”布料系統(tǒng)、高效節(jié)能輥道窯等先進(jìn)的陶瓷薄板生產(chǎn)配套裝備。在生產(chǎn)超大規(guī)格薄型陶瓷板時，該套成型裝備具有一定優(yōu)勢，但由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣并非容易。然而隨著技術(shù)的提升與改進(jìn)，模具干壓成型技術(shù)，已逐漸發(fā)展成陶瓷薄磚生產(chǎn)過程中使用范圍最廣的成型技術(shù)。陶瓷薄磚的模具干壓成型方法與傳統(tǒng)陶瓷磚成型方法原理相同，均使用陶瓷壓磚機(jī)和模具進(jìn)行磚坯的壓制。但為滿足薄磚成型更為嚴(yán)苛的技術(shù)要求，在陶瓷壓磚機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制技術(shù)以及磚坯的轉(zhuǎn)移技術(shù)等方面都必需進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新和提升。由于模具干壓成型方法能很好的適應(yīng)各種大、中、小規(guī)格陶瓷薄磚的生產(chǎn)，品種規(guī)格豐富，因此更有利于薄磚的產(chǎn)業(yè)化推廣。

3 陶瓷壓磚機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新

近年來，恒力泰公司陸續(xù)推出了YP7200L和YP5009等型號陶瓷薄磚自動液壓機(jī)，并開始致力于陶瓷薄磚的產(chǎn)業(yè)化推廣。通過對機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制算法等技術(shù)的創(chuàng)新，上述型號壓磚機(jī)具備了壓制陶瓷薄磚的能力，在主機(jī)結(jié)構(gòu)以及控制技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 壓機(jī)主體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

薄磚的厚度較普通陶瓷磚明顯要小，在磚坯壓制時所造成的厚度誤差，在成品上顯得容易被放大。由此，對壓磚機(jī)的抗偏載能力、動梁撓度、動梁運(yùn)動軌跡對工作臺面的垂直度等技術(shù)指標(biāo)均具有更嚴(yán)格的要求。為滿足薄磚壓制對壓磚機(jī)的性能要求，YP系列壓磚機(jī)在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上作了大量創(chuàng)新。其中，外置式主缸結(jié)構(gòu)（專利號：ZL200620064089.9）、四桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和YP3500型壓磚機(jī)的新型外觀設(shè)計(jì)等技術(shù)的創(chuàng)新使用使橫梁的強(qiáng)度、剛度和抗偏載能力均得到較大的提高，從而有效地保證了動梁的運(yùn)行精度。圖1為外置式主缸結(jié)構(gòu)示意圖。與傳統(tǒng)的法蘭式結(jié)構(gòu)相比，高壓區(qū)的缸壁沒有任何截面突變和安裝螺栓孔，大大減小了主缸的應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高了主缸的抗疲勞強(qiáng)度。

3.2 壓制力控制技術(shù)的優(yōu)化

壓制力的大小取決于坯體所要求的壓強(qiáng)大小和坯體尺寸的大小。壓制力不足會造成磚坯強(qiáng)度不夠，但過高的成形壓力不僅無益于坯體強(qiáng)度和致密度的提高，反而會引起無謂的能量損耗，使坯體產(chǎn)生過壓層裂紋的缺陷。因陶瓷薄磚厚度小，其對壓力的均勻性、加壓保壓時間以及排氣時間的大小等更為敏感，要求更高。為確保壓磚機(jī)高、中、低壓制力輸出更加準(zhǔn)確，使磚坯成型過程中升壓柔和，受壓均勻，恒力泰公司開發(fā)出一種壓力實(shí)時精準(zhǔn)控制模式。

由圖2可知，當(dāng)主缸壓力達(dá)到起控點(diǎn)壓力時，進(jìn)入壓力閉環(huán)控制階段并開始曲線關(guān)閥；當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時，閥的開度剛好減小至設(shè)定的保持開度，從而實(shí)現(xiàn)壓力的精準(zhǔn)控制。滿足了薄磚壓制時對壓磚機(jī)的低壓和高壓壓制的更嚴(yán)格的要求。

3.3 動梁的精準(zhǔn)控制模式

相對于普通陶瓷磚，陶瓷薄磚的厚度大為減小，其填料深度亦相應(yīng)變小，在壓機(jī)動梁快速升降和排氣時因沖擊所造成的粉料流失，對磚坯厚度誤差的影響相對更大。為適應(yīng)薄磚工藝的更高要求，動梁在快速升降時必須動作柔順、沖擊小。恒力泰公司研發(fā)了動梁運(yùn)動拋物線控制模式，如圖3所示。

由圖3可知，動梁在下降過程由下降加速段、下降快速段與下降減速段三部分組成。當(dāng)上模芯接近粉料面時，動梁控制進(jìn)入下降減速曲線段，此時閥芯開度減小，動梁速度放緩，從而實(shí)現(xiàn)柔順加壓。同時，在動梁加壓排氣過程中采用了更為精細(xì)化的位移控制，保證了大型薄型磚坯在壓制過程中排氣動作準(zhǔn)確可靠。由此，穩(wěn)定的低壓壓制力再配以精準(zhǔn)的排氣動作，便可以解決因排氣不徹底而造成的坯體夾層難題，從而使大規(guī)格薄型磚坯的質(zhì)量更好，生產(chǎn)效率更高。

4 新型的布料方法和坯體轉(zhuǎn)移技術(shù)

4.1 保證磚坯質(zhì)量的布料推坯方法

傳統(tǒng)陶瓷磚的布料方式是利用布料設(shè)備中的格柵將粉料推到模腔中的，此方法難以保證粉料鋪設(shè)的均勻性。對于厚度較大的陶瓷磚影響相對較小，而對于厚度較薄的陶瓷薄磚則有很大影響。傳統(tǒng)陶瓷磚成型之后由布料設(shè)備中的推坯裝置將其推到滾臺上。大型陶瓷薄磚由于其表面積大，成型后與下模芯接觸面存在較大接觸力。推動時會在磚坯下表面產(chǎn)生較大摩擦阻力，造成磚坯破碎。采用分段變速布料方法，保證粉料鋪設(shè)的均勻性，采用推吸結(jié)合的推坯方法進(jìn)行磚坯的轉(zhuǎn)移，保證磚坯質(zhì)量。

4.2 避免陶瓷薄磚坯體損傷的出坯方法

傳統(tǒng)陶瓷磚坯體成型后，頂出裝置將其從模具?？蛑许敵?。而大型陶瓷薄磚，由于其表面積較大、厚度薄，采用頂出方式出坯難以保證其受力均勻，會造成磚坯損壞現(xiàn)象。為解決這一問題，采用模框先下降，模芯再頂出的方法，能有效避免磚坯損傷。

5 結(jié)語

陶瓷磚的薄型化已成為行業(yè)的發(fā)展趨勢。若要實(shí)現(xiàn)薄磚的大規(guī)模推廣，除了要有政策的引導(dǎo)，以及人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變外，更關(guān)鍵的是生產(chǎn)裝備技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。皮帶干壓與模具干壓成型方法為目前國內(nèi)陶瓷薄磚主要的成型技術(shù)，其中，模具干壓成型技術(shù)具備將薄磚大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣的優(yōu)勢。本文詳細(xì)介紹了恒力泰壓磚機(jī)在主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制技術(shù)以及磚坯的轉(zhuǎn)移技術(shù)等方面所做的多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。通過這些技術(shù)的提升，使陶瓷壓磚機(jī)具備了生產(chǎn)薄磚的能力。

摘 要：隨著能源資源的日益枯竭以及環(huán)境的持續(xù)惡化，陶瓷行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展遭遇嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。陶瓷薄磚是一種能源節(jié)約型產(chǎn)品，在其成型過程中具有低能耗、低污染的顯著特點(diǎn)，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。正因如此，業(yè)內(nèi)紛紛看好陶瓷磚薄型化的發(fā)展前景，業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)開始致力于陶瓷薄磚生產(chǎn)裝備以及成型技術(shù)的開發(fā)，并不斷實(shí)現(xiàn)突破，取得了長足進(jìn)步。本文根據(jù)陶瓷薄磚的成型特點(diǎn)，介紹了利用陶瓷壓磚機(jī)進(jìn)行薄磚壓制生產(chǎn)時需要克服的若干關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：陶瓷壓磚機(jī)；陶瓷薄磚；精準(zhǔn)控制；精確填料

1 前言

中國是世界陶瓷生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國，為世界陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)是典型的“三高”行業(yè)（高能耗、高消耗、高污染）。隨著國家環(huán)保政策的大力實(shí)施，節(jié)能環(huán)保已成為行業(yè)的發(fā)展主題，隨之而來的是陶瓷薄磚閃亮登場。目前尚未有一項(xiàng)權(quán)威的薄磚行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)同厚度小于5.5 mm的陶瓷磚可定義為薄磚。常規(guī)陶瓷墻地磚厚度一般在10 mm以上，如果在保證其使用性能不變的條件下，厚度為3.8～4.8 mm的陶瓷薄磚，比傳統(tǒng)的陶瓷磚減少50%以上礦物材料及能源的消耗，重量減少2/3，運(yùn)輸成本減少40%以上。從目前我國陶瓷磚年產(chǎn)量的數(shù)量級來看，薄型建筑陶瓷磚對于節(jié)約能源和資源，改善環(huán)境污染，提高行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，意義重大。

2 陶瓷薄磚的成型方法

陶瓷薄磚的成型方法主要有兩種，分別是皮帶干壓成型和模具干壓成型。2007年蒙娜麗莎公司推出皮帶干壓技術(shù)進(jìn)行陶瓷薄板的生產(chǎn)，其使用的主要設(shè)備有科達(dá)研制的MODUL6800雙活塞大噸位壓機(jī)、“魔術(shù)師”布料系統(tǒng)、高效節(jié)能輥道窯等先進(jìn)的陶瓷薄板生產(chǎn)配套裝備。在生產(chǎn)超大規(guī)格薄型陶瓷板時，該套成型裝備具有一定優(yōu)勢，但由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣并非容易。然而隨著技術(shù)的提升與改進(jìn)，模具干壓成型技術(shù)，已逐漸發(fā)展成陶瓷薄磚生產(chǎn)過程中使用范圍最廣的成型技術(shù)。陶瓷薄磚的模具干壓成型方法與傳統(tǒng)陶瓷磚成型方法原理相同，均使用陶瓷壓磚機(jī)和模具進(jìn)行磚坯的壓制。但為滿足薄磚成型更為嚴(yán)苛的技術(shù)要求，在陶瓷壓磚機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制技術(shù)以及磚坯的轉(zhuǎn)移技術(shù)等方面都必需進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新和提升。由于模具干壓成型方法能很好的適應(yīng)各種大、中、小規(guī)格陶瓷薄磚的生產(chǎn)，品種規(guī)格豐富，因此更有利于薄磚的產(chǎn)業(yè)化推廣。

3 陶瓷壓磚機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新

近年來，恒力泰公司陸續(xù)推出了YP7200L和YP5009等型號陶瓷薄磚自動液壓機(jī)，并開始致力于陶瓷薄磚的產(chǎn)業(yè)化推廣。通過對機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制算法等技術(shù)的創(chuàng)新，上述型號壓磚機(jī)具備了壓制陶瓷薄磚的能力，在主機(jī)結(jié)構(gòu)以及控制技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 壓機(jī)主體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

薄磚的厚度較普通陶瓷磚明顯要小，在磚坯壓制時所造成的厚度誤差，在成品上顯得容易被放大。由此，對壓磚機(jī)的抗偏載能力、動梁撓度、動梁運(yùn)動軌跡對工作臺面的垂直度等技術(shù)指標(biāo)均具有更嚴(yán)格的要求。為滿足薄磚壓制對壓磚機(jī)的性能要求，YP系列壓磚機(jī)在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上作了大量創(chuàng)新。其中，外置式主缸結(jié)構(gòu)（專利號：ZL200620064089.9）、四桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和YP3500型壓磚機(jī)的新型外觀設(shè)計(jì)等技術(shù)的創(chuàng)新使用使橫梁的強(qiáng)度、剛度和抗偏載能力均得到較大的提高，從而有效地保證了動梁的運(yùn)行精度。圖1為外置式主缸結(jié)構(gòu)示意圖。與傳統(tǒng)的法蘭式結(jié)構(gòu)相比，高壓區(qū)的缸壁沒有任何截面突變和安裝螺栓孔，大大減小了主缸的應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高了主缸的抗疲勞強(qiáng)度。

3.2 壓制力控制技術(shù)的優(yōu)化

壓制力的大小取決于坯體所要求的壓強(qiáng)大小和坯體尺寸的大小。壓制力不足會造成磚坯強(qiáng)度不夠，但過高的成形壓力不僅無益于坯體強(qiáng)度和致密度的提高，反而會引起無謂的能量損耗，使坯體產(chǎn)生過壓層裂紋的缺陷。因陶瓷薄磚厚度小，其對壓力的均勻性、加壓保壓時間以及排氣時間的大小等更為敏感，要求更高。為確保壓磚機(jī)高、中、低壓制力輸出更加準(zhǔn)確，使磚坯成型過程中升壓柔和，受壓均勻，恒力泰公司開發(fā)出一種壓力實(shí)時精準(zhǔn)控制模式。

由圖2可知，當(dāng)主缸壓力達(dá)到起控點(diǎn)壓力時，進(jìn)入壓力閉環(huán)控制階段并開始曲線關(guān)閥；當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時，閥的開度剛好減小至設(shè)定的保持開度，從而實(shí)現(xiàn)壓力的精準(zhǔn)控制。滿足了薄磚壓制時對壓磚機(jī)的低壓和高壓壓制的更嚴(yán)格的要求。

3.3 動梁的精準(zhǔn)控制模式

相對于普通陶瓷磚，陶瓷薄磚的厚度大為減小，其填料深度亦相應(yīng)變小，在壓機(jī)動梁快速升降和排氣時因沖擊所造成的粉料流失，對磚坯厚度誤差的影響相對更大。為適應(yīng)薄磚工藝的更高要求，動梁在快速升降時必須動作柔順、沖擊小。恒力泰公司研發(fā)了動梁運(yùn)動拋物線控制模式，如圖3所示。

由圖3可知，動梁在下降過程由下降加速段、下降快速段與下降減速段三部分組成。當(dāng)上模芯接近粉料面時，動梁控制進(jìn)入下降減速曲線段，此時閥芯開度減小，動梁速度放緩，從而實(shí)現(xiàn)柔順加壓。同時，在動梁加壓排氣過程中采用了更為精細(xì)化的位移控制，保證了大型薄型磚坯在壓制過程中排氣動作準(zhǔn)確可靠。由此，穩(wěn)定的低壓壓制力再配以精準(zhǔn)的排氣動作，便可以解決因排氣不徹底而造成的坯體夾層難題，從而使大規(guī)格薄型磚坯的質(zhì)量更好，生產(chǎn)效率更高。

4 新型的布料方法和坯體轉(zhuǎn)移技術(shù)

4.1 保證磚坯質(zhì)量的布料推坯方法

傳統(tǒng)陶瓷磚的布料方式是利用布料設(shè)備中的格柵將粉料推到模腔中的，此方法難以保證粉料鋪設(shè)的均勻性。對于厚度較大的陶瓷磚影響相對較小，而對于厚度較薄的陶瓷薄磚則有很大影響。傳統(tǒng)陶瓷磚成型之后由布料設(shè)備中的推坯裝置將其推到滾臺上。大型陶瓷薄磚由于其表面積大，成型后與下模芯接觸面存在較大接觸力。推動時會在磚坯下表面產(chǎn)生較大摩擦阻力，造成磚坯破碎。采用分段變速布料方法，保證粉料鋪設(shè)的均勻性，采用推吸結(jié)合的推坯方法進(jìn)行磚坯的轉(zhuǎn)移，保證磚坯質(zhì)量。

4.2 避免陶瓷薄磚坯體損傷的出坯方法

傳統(tǒng)陶瓷磚坯體成型后，頂出裝置將其從模具?？蛑许敵觥６笮吞沾杀〈u，由于其表面積較大、厚度薄，采用頂出方式出坯難以保證其受力均勻，會造成磚坯損壞現(xiàn)象。為解決這一問題，采用模框先下降，模芯再頂出的方法，能有效避免磚坯損傷。

5 結(jié)語

陶瓷磚的薄型化已成為行業(yè)的發(fā)展趨勢。若要實(shí)現(xiàn)薄磚的大規(guī)模推廣，除了要有政策的引導(dǎo)，以及人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變外，更關(guān)鍵的是生產(chǎn)裝備技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。皮帶干壓與模具干壓成型方法為目前國內(nèi)陶瓷薄磚主要的成型技術(shù)，其中，模具干壓成型技術(shù)具備將薄磚大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣的優(yōu)勢。本文詳細(xì)介紹了恒力泰壓磚機(jī)在主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制技術(shù)以及磚坯的轉(zhuǎn)移技術(shù)等方面所做的多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。通過這些技術(shù)的提升，使陶瓷壓磚機(jī)具備了生產(chǎn)薄磚的能力。

摘 要：隨著能源資源的日益枯竭以及環(huán)境的持續(xù)惡化，陶瓷行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展遭遇嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。陶瓷薄磚是一種能源節(jié)約型產(chǎn)品，在其成型過程中具有低能耗、低污染的顯著特點(diǎn)，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。正因如此，業(yè)內(nèi)紛紛看好陶瓷磚薄型化的發(fā)展前景，業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)開始致力于陶瓷薄磚生產(chǎn)裝備以及成型技術(shù)的開發(fā)，并不斷實(shí)現(xiàn)突破，取得了長足進(jìn)步。本文根據(jù)陶瓷薄磚的成型特點(diǎn)，介紹了利用陶瓷壓磚機(jī)進(jìn)行薄磚壓制生產(chǎn)時需要克服的若干關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：陶瓷壓磚機(jī)；陶瓷薄磚；精準(zhǔn)控制；精確填料

1 前言

中國是世界陶瓷生產(chǎn)和消費(fèi)第一大國，為世界陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)是典型的“三高”行業(yè)（高能耗、高消耗、高污染）。隨著國家環(huán)保政策的大力實(shí)施，節(jié)能環(huán)保已成為行業(yè)的發(fā)展主題，隨之而來的是陶瓷薄磚閃亮登場。目前尚未有一項(xiàng)權(quán)威的薄磚行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)同厚度小于5.5 mm的陶瓷磚可定義為薄磚。常規(guī)陶瓷墻地磚厚度一般在10 mm以上，如果在保證其使用性能不變的條件下，厚度為3.8～4.8 mm的陶瓷薄磚，比傳統(tǒng)的陶瓷磚減少50%以上礦物材料及能源的消耗，重量減少2/3，運(yùn)輸成本減少40%以上。從目前我國陶瓷磚年產(chǎn)量的數(shù)量級來看，薄型建筑陶瓷磚對于節(jié)約能源和資源，改善環(huán)境污染，提高行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，意義重大。

2 陶瓷薄磚的成型方法

陶瓷薄磚的成型方法主要有兩種，分別是皮帶干壓成型和模具干壓成型。2007年蒙娜麗莎公司推出皮帶干壓技術(shù)進(jìn)行陶瓷薄板的生產(chǎn)，其使用的主要設(shè)備有科達(dá)研制的MODUL6800雙活塞大噸位壓機(jī)、“魔術(shù)師”布料系統(tǒng)、高效節(jié)能輥道窯等先進(jìn)的陶瓷薄板生產(chǎn)配套裝備。在生產(chǎn)超大規(guī)格薄型陶瓷板時，該套成型裝備具有一定優(yōu)勢，但由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣并非容易。然而隨著技術(shù)的提升與改進(jìn)，模具干壓成型技術(shù)，已逐漸發(fā)展成陶瓷薄磚生產(chǎn)過程中使用范圍最廣的成型技術(shù)。陶瓷薄磚的模具干壓成型方法與傳統(tǒng)陶瓷磚成型方法原理相同，均使用陶瓷壓磚機(jī)和模具進(jìn)行磚坯的壓制。但為滿足薄磚成型更為嚴(yán)苛的技術(shù)要求，在陶瓷壓磚機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制技術(shù)以及磚坯的轉(zhuǎn)移技術(shù)等方面都必需進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新和提升。由于模具干壓成型方法能很好的適應(yīng)各種大、中、小規(guī)格陶瓷薄磚的生產(chǎn)，品種規(guī)格豐富，因此更有利于薄磚的產(chǎn)業(yè)化推廣。

3 陶瓷壓磚機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新

近年來，恒力泰公司陸續(xù)推出了YP7200L和YP5009等型號陶瓷薄磚自動液壓機(jī)，并開始致力于陶瓷薄磚的產(chǎn)業(yè)化推廣。通過對機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制算法等技術(shù)的創(chuàng)新，上述型號壓磚機(jī)具備了壓制陶瓷薄磚的能力，在主機(jī)結(jié)構(gòu)以及控制技術(shù)的優(yōu)化創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 壓機(jī)主體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

薄磚的厚度較普通陶瓷磚明顯要小，在磚坯壓制時所造成的厚度誤差，在成品上顯得容易被放大。由此，對壓磚機(jī)的抗偏載能力、動梁撓度、動梁運(yùn)動軌跡對工作臺面的垂直度等技術(shù)指標(biāo)均具有更嚴(yán)格的要求。為滿足薄磚壓制對壓磚機(jī)的性能要求，YP系列壓磚機(jī)在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上作了大量創(chuàng)新。其中，外置式主缸結(jié)構(gòu)（專利號：ZL200620064089.9）、四桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和YP3500型壓磚機(jī)的新型外觀設(shè)計(jì)等技術(shù)的創(chuàng)新使用使橫梁的強(qiáng)度、剛度和抗偏載能力均得到較大的提高，從而有效地保證了動梁的運(yùn)行精度。圖1為外置式主缸結(jié)構(gòu)示意圖。與傳統(tǒng)的法蘭式結(jié)構(gòu)相比，高壓區(qū)的缸壁沒有任何截面突變和安裝螺栓孔，大大減小了主缸的應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高了主缸的抗疲勞強(qiáng)度。

3.2 壓制力控制技術(shù)的優(yōu)化

壓制力的大小取決于坯體所要求的壓強(qiáng)大小和坯體尺寸的大小。壓制力不足會造成磚坯強(qiáng)度不夠，但過高的成形壓力不僅無益于坯體強(qiáng)度和致密度的提高，反而會引起無謂的能量損耗，使坯體產(chǎn)生過壓層裂紋的缺陷。因陶瓷薄磚厚度小，其對壓力的均勻性、加壓保壓時間以及排氣時間的大小等更為敏感，要求更高。為確保壓磚機(jī)高、中、低壓制力輸出更加準(zhǔn)確，使磚坯成型過程中升壓柔和，受壓均勻，恒力泰公司開發(fā)出一種壓力實(shí)時精準(zhǔn)控制模式。

由圖2可知，當(dāng)主缸壓力達(dá)到起控點(diǎn)壓力時，進(jìn)入壓力閉環(huán)控制階段并開始曲線關(guān)閥；當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時，閥的開度剛好減小至設(shè)定的保持開度，從而實(shí)現(xiàn)壓力的精準(zhǔn)控制。滿足了薄磚壓制時對壓磚機(jī)的低壓和高壓壓制的更嚴(yán)格的要求。

3.3 動梁的精準(zhǔn)控制模式

相對于普通陶瓷磚，陶瓷薄磚的厚度大為減小，其填料深度亦相應(yīng)變小，在壓機(jī)動梁快速升降和排氣時因沖擊所造成的粉料流失，對磚坯厚度誤差的影響相對更大。為適應(yīng)薄磚工藝的更高要求，動梁在快速升降時必須動作柔順、沖擊小。恒力泰公司研發(fā)了動梁運(yùn)動拋物線控制模式，如圖3所示。

由圖3可知，動梁在下降過程由下降加速段、下降快速段與下降減速段三部分組成。當(dāng)上模芯接近粉料面時，動梁控制進(jìn)入下降減速曲線段，此時閥芯開度減小，動梁速度放緩，從而實(shí)現(xiàn)柔順加壓。同時，在動梁加壓排氣過程中采用了更為精細(xì)化的位移控制，保證了大型薄型磚坯在壓制過程中排氣動作準(zhǔn)確可靠。由此，穩(wěn)定的低壓壓制力再配以精準(zhǔn)的排氣動作，便可以解決因排氣不徹底而造成的坯體夾層難題，從而使大規(guī)格薄型磚坯的質(zhì)量更好，生產(chǎn)效率更高。

4 新型的布料方法和坯體轉(zhuǎn)移技術(shù)

4.1 保證磚坯質(zhì)量的布料推坯方法

傳統(tǒng)陶瓷磚的布料方式是利用布料設(shè)備中的格柵將粉料推到模腔中的，此方法難以保證粉料鋪設(shè)的均勻性。對于厚度較大的陶瓷磚影響相對較小，而對于厚度較薄的陶瓷薄磚則有很大影響。傳統(tǒng)陶瓷磚成型之后由布料設(shè)備中的推坯裝置將其推到滾臺上。大型陶瓷薄磚由于其表面積大，成型后與下模芯接觸面存在較大接觸力。推動時會在磚坯下表面產(chǎn)生較大摩擦阻力，造成磚坯破碎。采用分段變速布料方法，保證粉料鋪設(shè)的均勻性，采用推吸結(jié)合的推坯方法進(jìn)行磚坯的轉(zhuǎn)移，保證磚坯質(zhì)量。

4.2 避免陶瓷薄磚坯體損傷的出坯方法

傳統(tǒng)陶瓷磚坯體成型后，頂出裝置將其從模具?？蛑许敵?。而大型陶瓷薄磚，由于其表面積較大、厚度薄，采用頂出方式出坯難以保證其受力均勻，會造成磚坯損壞現(xiàn)象。為解決這一問題，采用?？蛳认陆?，模芯再頂出的方法，能有效避免磚坯損傷。

5 結(jié)語

陶瓷磚的薄型化已成為行業(yè)的發(fā)展趨勢。若要實(shí)現(xiàn)薄磚的大規(guī)模推廣，除了要有政策的引導(dǎo)，以及人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變外，更關(guān)鍵的是生產(chǎn)裝備技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。皮帶干壓與模具干壓成型方法為目前國內(nèi)陶瓷薄磚主要的成型技術(shù)，其中，模具干壓成型技術(shù)具備將薄磚大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣的優(yōu)勢。本文詳細(xì)介紹了恒力泰壓磚機(jī)在主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制技術(shù)以及磚坯的轉(zhuǎn)移技術(shù)等方面所做的多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。通過這些技術(shù)的提升，使陶瓷壓磚機(jī)具備了生產(chǎn)薄磚的能力。