巖板裝備技術(shù)比較分析

張柏清

摘 要： 本文綜述了國內(nèi)外巖板成形裝備和加工設(shè)備，分析了不同巖板成形裝備的工作原理、技術(shù)參數(shù)和特點，同時分析了巖板加工設(shè)備的性能特點和存在的問題，提出隨著加工工藝的升級，陶瓷企業(yè)組建巖板的加工中心非常必要。

關(guān)鍵詞：巖板，成形裝備，巖板加工

1 前 言

巖板（大板）作為陶瓷行業(yè)新型材料，2020年國內(nèi)已經(jīng)擁有超過100條生產(chǎn)線。它為建筑陶瓷行業(yè)打了一劑強心劑，為行業(yè)帶來了前所未有的發(fā)展機遇。作為陶瓷行業(yè)跨界進軍家居行業(yè)的當(dāng)紅產(chǎn)品，因其可替代石材、木材和玻璃等功能而擁有達(dá)千百億級的市場前景。巖板呈現(xiàn)大中小、薄厚的不同規(guī)格和巖板對加工性的高要求，為巖板裝備技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)。

巖板產(chǎn)品引入泛家居的概念，讓建筑陶瓷進入家具、地板、櫥柜、浴室柜、衣柜、淋浴房等家居行業(yè)，巖板的加工問題成為了行業(yè)痛點，越來越多的行業(yè)人士關(guān)注巖板的加工問題。巖板加工切割性能是巖板加工性能的重要體現(xiàn)，解決加工圓孔和異形孔的崩口質(zhì)量問題，使切割裂難題得到完美解決。不但要在工藝配方上做工作，更重要的是在巖板的加工工藝和加工機械上下功夫。

2 巖板成形裝備

2.1從火爆的巖板看成形裝備的發(fā)展

巖板（大板）具有規(guī)格尺寸大、厚薄不一、要求致密度高、且均勻一致、表面平整度好、表面光潔細(xì)膩、紋理通體等特點，對成形裝備提出了一系列的挑戰(zhàn)。相對而言，國外的巖板（大板）成形裝備起步早，有一定的優(yōu)勢，而中國的巖板（大板）成形裝備雖然起步晚，但進步快，形成了具有中國特色的巖板（大板）成形裝備。

2.1.1 SYSTEM大板壓機發(fā)展歷程

2000年Lamina 大板生產(chǎn)系統(tǒng)概念誕生;2002年Lamina 系統(tǒng)樣機在里米尼展會展出;2010年Lamina 可生產(chǎn)多種規(guī)格及厚度的大板;2012年Gea 壓制系統(tǒng)在里米尼展出;2013年GEA33000噸生產(chǎn)系統(tǒng)在西班牙德賽斯工廠安裝，2015年Gea2.0 生產(chǎn)系統(tǒng)誕生，可成形1600mm×5400mm，厚度為3mm～30mm，單機日產(chǎn)可達(dá)13000㎡。2016年Lamgea 生產(chǎn)系統(tǒng)面世，壓制次數(shù)最高可達(dá)180次/小時，單機日產(chǎn)能達(dá)19000㎡。坯體尺寸以1600mm×3200mm為主。2018年Lamgea推出了寬度達(dá)到1800mm，壓制模數(shù)為300mm/900mm、規(guī)格為1800mm×2700mm的寬體成形系統(tǒng)，同時余料全回收直接重復(fù)使用系統(tǒng)面世。

2.1.2薩克米Continua研發(fā)歷程

2003年秋，薩克米研發(fā)并推出Continua 連續(xù)輥壓成形工藝的生產(chǎn)線;2014年產(chǎn)品升級為 Continua+，能夠生產(chǎn)任何規(guī)格（寬度為1600mm和1800mm，縱向不限）和厚度的瓷板和瓷磚（厚度3 mm～30mm），可以進行表面?zhèn)€性化裝飾，也可做成通體磚，生產(chǎn)效率可與傳統(tǒng)瓷磚相媲美。2019年產(chǎn)品開始進入中國市場，短短一年多己有10多條生產(chǎn)線落地。

2.1.3西蒂貝恩特Supera壓機

2016年7月15日在佛山西蒂貝恩特高明基地舉辦了 Supera壓機介紹會，目前還沒有進入中國市場。

2.1.4國產(chǎn)巖板（大板） 科達(dá)、恒力泰壓機 研發(fā)歷程

2007年科達(dá)6800噸壓機在蒙娜麗莎投產(chǎn)，生產(chǎn)900mm×1800mm×5.5mm薄板;2016年2月 YP10000壓機在蒙娜麗莎投產(chǎn)，生產(chǎn)1200mm×2400mm×5.5mm薄板;2016年07月 KD10008在峨嵋金陶上線投產(chǎn);2017年03月 YP16800噸壓機在蒙娜麗莎投產(chǎn)，生產(chǎn)1350mm×2700mm大板;2017年03月 KD16008投放印度市場;2019年07月 HT36000在蒙娜麗莎上線運行;2020年05月 KD33000開始連續(xù)試壓;2020年10月恒力泰HB32000巖板壓機實驗室試制出2.1mm磚坯;2020年中國市場的巖板（大板）生產(chǎn)裝備井噴。

2.2巖板（大板）成形裝備分類

巖板（大板）成型裝備主要分為三大類：壓制成形、輥壓成形.擠壓成形。

2.2.1壓制成形

壓機有噸位，坯體尺寸依壓機噸位決定，壓機的規(guī)格型號多，分為有模壓制與無模壓制兩種。

（1）有模壓制：傳統(tǒng)模具（模芯在上，?？蛟谙拢?，非傳統(tǒng)模具（模芯?？蚓谏希?，代表企業(yè)有：SITI-B&T ，恒力泰、科達(dá)等。

（2）無模壓制：下壓，代表企業(yè)有：SYSTEM。

2.2.2輥壓成形

沒有噸位的概念，有壓制（擠壓）力，坯體有最大寬度限制，長度無限，代表企業(yè)有：SACMI的CONTINUA+等。

2.2.3擠壓成形

是一種塑性成形;產(chǎn)品1200mm×2600mm×6mm。

2.3國內(nèi)外巖板（大板）成形裝備分析

2.31恒力泰與科達(dá)巖板（大板）壓機

（1）恒力泰36000與16800

注：日產(chǎn)量按22h計算，實際情況可能會有所不同，僅供參考。

恒力泰與科達(dá)巖板（大板）壓機主要技術(shù)優(yōu)勢有以下幾點：

①主機機架采用鋼絲纏繞式多板框結(jié)構(gòu)，具有超強的抗疲勞性能和承載穩(wěn)定性。

②采用新型皮帶布料技術(shù)，布料更均勻，徹底解決格柵痕，厚薄偏差0.3mm，并可實現(xiàn)通體花樣紋理。

③采用成熟的模具成形壓制工藝，磚坯更致密，質(zhì)量更高;燒制前無需切邊，減少粉料浪費。

④采用模具成形，可在磚坯背面設(shè)置較深的背紋，更有利于鋪貼;另外，模具使用壽命長，成本低。

⑤采用新型主缸專利技術(shù)，方形油缸施壓，粉料壓制力均勻，磚坯變形小，壓制速度快。

⑥磚坯寬度，可以通過更換模具調(diào)整;另外，磚坯可根據(jù)需要切割成多種規(guī)格，并實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。

⑦壓機設(shè)有快速換模裝置，換模時間短，勞動強度低。

⑧產(chǎn)品厚度變化不需更換模具。

（2）KDB33000皮帶式板材成型系統(tǒng)。

KDB33000產(chǎn)品有以下幾個特點：

①長方形油缸，縱向壓制。

②科達(dá)專利無框模具，轉(zhuǎn)換規(guī)格只需更換模芯。

③上模芯粘接膠條、下皮帶輸送粉料和磚坯。

④布料皮帶為高強度碳纖維。

⑤可實現(xiàn)數(shù)字布料。

壓機參數(shù)如下：

最大規(guī)格：1800mm×3200mm×（3-30）mm

產(chǎn)量：1-1.5次/分鐘

磚坯厚度誤差：≤0.3mm

更換皮帶耗時：≤1h

更換模芯耗時：≤4h

皮帶壽命：20萬次以上

裝機功率：285kW

總重：720t

（3）HB32000巖板壓機實驗室試制出2.1mm磚坯

2.3.2 System無模壓機

Lamgea2500型可生產(chǎn)1800mm×2400mm的大板，可切割生產(chǎn)400mm×800mm、800mm×800mm、800mm×1200mm、800mm×1600mm等規(guī)格的產(chǎn)品，日常量為12700㎡。

（1）System大板壓機的準(zhǔn)確稱呼。

西斯特姆大板壓機準(zhǔn)確的名稱應(yīng)該稱之為無模壓機（the press without a mold for large formats），皮帶是成形的輔件，也相當(dāng)于模具。皮帶分三個類型對應(yīng)不同的板厚：3mm～6mm、6mm～12mm、12mm～20mm 。

壓機設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)單機日產(chǎn)量是12000～14000㎡，一機配兩窯。System大板壓機噸位有從19000～44000多種規(guī)格型號。

（2）System大板壓機的工作原理。

最早釆用方型油缸的壓機，坯體受力均勻。

（3）System大板壓機的特點。

System大板壓機成形壓力高，成形壓力不低于40MPa，其獨特的布料及壓制方式保證了巖板坯體在致密度、厚度偏差小、成形精度高、體密度均勻性好、生坯強度高等多方面的優(yōu)異性能。無模壓機釆用彈性皮帶輔助模具，四周較疏松，因此四周要切掉15mm～20mm，剩余的坯料Lamgea可以全部回收循環(huán)利用，其中只有10%左右的干料不可再用，但其余的坯體致密度均勻，見圖6。

2.4 SACMI CONTINUA+

（1）薩克米Continua+ 由布料裝置、壓制成形裝置和坯體A切割裝置組成。

如圖所示，APB輸送一層單色粉料，APB-M輸送混合層彩色粉料（最多四色），DDD數(shù)碼干粉裝飾系統(tǒng)，用于使用色粉的表面裝飾，PCR粉料層直接在傳送帶上連續(xù)壓制成型，TPV壓制成型的陶瓷大板在移動中進行切割。

（2）薩克米Continua+系統(tǒng)參數(shù)如表2。

（3）薩克米Continua+工作原理如圖8所示。

CONTINUA+連續(xù)成形生產(chǎn)線的核心是PCR壓制設(shè)備，可獲得比傳統(tǒng)壓機更大的壓制力和更高的密度來成形大板，確保整個大板致密度分布和厚度均勻。壓制是通過2條非常堅硬的機動帶實現(xiàn)。粉料存放在輸送速度較低的鋼帶上，兩條鋼帶與2個壓制輥筒一起聯(lián)合動作實現(xiàn)壓制成形。粉料在預(yù)期的壓力（最大45MPa）下逐漸被“連續(xù)”壓制。鋼帶的側(cè)面有環(huán)形帶，限定側(cè)面粉料邊界，從而確保了邊緣的良好壓實。

（4）Continua+主要功能。

Continua+生產(chǎn)力高，日產(chǎn)量高達(dá)21460㎡（與產(chǎn)品寬度有關(guān)）。產(chǎn)品的尺寸和厚度（從3mm到30mm）多樣化;成品的寬度和最終長度可以選擇和固定，只需改變壓制生坯切割位置，產(chǎn)品最大寬度有1600mm和1800mm兩種，生產(chǎn)中常設(shè)的典型值有1200 mm、2400 mm、3000 mm、3200 mm和3600 mm。壓制成形階段廢料少，無論尺寸大小，廢料總是小于3%，可100%循環(huán)利用;CONTINUA+可將粉料成形階段的通體裝飾效果與表面的墨水?dāng)?shù)碼裝飾完美結(jié)合，可生產(chǎn)各種表面和浮雕圖案的產(chǎn)品。CONTINUA+連續(xù)成形生產(chǎn)線僅需少量的液壓油（PCR2000需120升，比傳統(tǒng)壓機少使用95%的液壓油）。CONTINUA+操作簡單而快捷，改變磚坯寬度和厚度，在電腦上輸入?yún)?shù)，1-2分鐘就能調(diào)整到位;更換上鋼帶，需要20分鐘左右，即使全部有關(guān)設(shè)備改變磚坯尺寸規(guī)格的調(diào)整，最多40分鐘。生產(chǎn)線無需任何基礎(chǔ)工作（地基），無振動和噪音，安裝功率小于50kW，單位耗電量僅為0.06kWh/m2，二氧化碳排放少（跟傳統(tǒng)壓制比，每年可節(jié)省400多噸）;Continua+配置坯體平整度和密度檢測儀等多款設(shè)備。

2.5西蒂貝恩特Supera壓機

（1）西恩蒂貝特Supera壓機組成

（2）西恩蒂貝特Supera壓機的模具結(jié)構(gòu)

（3）西恩蒂貝特Supera壓機的特點。

壓機恒定的密度保證無大小頭、無縮腰。完全平整且陶板無內(nèi)應(yīng)力。厚度范圍廣，5mm～300mm。真實深度的模具基于上沖模，厚板達(dá)到6mm。

3 ?巖板的加工裝備

3.1巖板的加工存在的問題

巖板加工切割性能是巖板加工性能的重要體現(xiàn)，要解決加工圓孔和異形孔的崩口質(zhì)量問題，使切割裂難題得到完美解決。不但要在工藝配方上做工作，更重要的是在巖板的加工工藝和加工機械上下功夫。

3.2巖板的加工裝備種類

主要有橋切、水刀、磨邊倒角機、CNC加工中心、直邊和異型、馬肚型臺面磨邊拋光機等。

3.2.1 3200×1600型數(shù)控橋切機

主要性能特點：

安裝方便，無需基礎(chǔ)施工，整機直接安裝使用。專機專用，巖板直邊切割專用，更能保證加工品質(zhì)。性能優(yōu)越：（1）伺服平移機構(gòu)，走刀穩(wěn)定;（2）加工裝置采用雙直線滑軌加齒輪齒條結(jié)構(gòu)，高速精準(zhǔn);（3）3米板切割誤差在±0.2mm以內(nèi)。（4）加工范圍大，達(dá)3200mm×1500mm×20mm。雙刀頭結(jié)構(gòu)，直邊切割，產(chǎn)品不崩面。操作簡單，數(shù)控全自動，操作安全方便。運行穩(wěn)定，特定功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計，更穩(wěn)定耐用。

3.2.2 4020型AC五軸數(shù)控水刀

AC五軸刀頭水切割系統(tǒng)是全自動數(shù)控AC五軸刀頭設(shè)計，切割精準(zhǔn)，速度快，解決傳統(tǒng)水切割切縫錐度誤差、表面條紋、及轉(zhuǎn)角處的裙擺誤差等缺陷，同時實現(xiàn)了全自動，任意方向聯(lián)動切割，異形零件的一次成型。

電腦控制供沙量。調(diào)節(jié)沙量全新升級電腦控制，更好的控制沙量從而節(jié)省耗材 更節(jié)約成本。

油浸結(jié)構(gòu)平臺。平臺使用的是油浸結(jié)構(gòu)（目前很多平臺都是干式），油浸結(jié)構(gòu)機器使用壽命更長、防沙效果更好、維護保養(yǎng)更方便。

自動送砂系統(tǒng)。自動送砂系統(tǒng)為水切割機提供了儲砂和將磨料自動傳送到數(shù)控工作平臺上的砂斗的功能，高靈敏度感應(yīng)器和信號燈指示可提示操作人員何時將砂料加入砂桶。

品牌絲桿導(dǎo)軌。采用國際品牌高品質(zhì)的滾珠絲桿和導(dǎo)軌，精度高，傳動平衡，經(jīng)久耐用。

3.2.3 3200型切磨45度機

巖板斜邊45°切磨加工的專用機型，特點如下：

安裝方便，無需基礎(chǔ)施工，整機直接安裝使用。專機專用，巖板斜邊45°切割專用，更能保證加工品質(zhì)。性能優(yōu)越：（1）伺服平移機構(gòu)，走刀穩(wěn)定，可尖角加工;（2）行走裝置采用雙直線滑軌加齒輪齒條結(jié)構(gòu)，高速精準(zhǔn);（3）加工范圍大：寬度從40mm到3200mm;（4）氣壓式設(shè)計，保證巖板加工時不容易跑動，產(chǎn)品出來不崩邊;操作簡單，數(shù)控全自動，操作安全方便。運行穩(wěn)定，特定功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計，更穩(wěn)定耐用。

3.2.4 2400直邊馬肚仿形磨拋機

3.3應(yīng)盡快組建巖板的加工中心

巖板的生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)從板材制造環(huán)節(jié)往下游延伸到巖板的深加工環(huán)節(jié)，繼續(xù)將板材轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，為終端服務(wù)，掌握渠道的企業(yè)，如房地產(chǎn)企業(yè)、定制家居類企業(yè)等，他們從需求端反推過來做巖板深加工，甚至涉足巖板板材的制造，將產(chǎn)業(yè)鏈打通。好處是，廠家將會對客戶需求的理解更加深刻，交付速度與效率會得到提升。

為什么應(yīng)盡快組件巖板加工中心？原因如下：

1）巖板的加工對加工工藝及加工設(shè)備有較高的要求;

2）可以將加工中出現(xiàn)的問題（如切割裂等）消滅在工廠中;

3）企業(yè)賣出的不是板材而是家具的部件、廚衛(wèi)的臺面、櫥柜的門面等，完成跨界轉(zhuǎn)型。

圖中展示的是一個以加工巖板餐桌為主的大型巖板加工中心，通過 2 條馬肚邊磨拋線，1 條直邊磨拋線與巖板烘干線的串聯(lián)組合，無需人工上板、換向、手扶對位和下板包裝，真正實現(xiàn)巖板餐桌批量生產(chǎn)的全自動化，同時配備足夠數(shù)量水刀切割機、數(shù)控橋切、45度磨拋機的巖板深加工設(shè)備，使該加工中心兼具茶桌、浴室柜和島臺等的量化生產(chǎn)，從而達(dá)到把巖板從建筑裝飾領(lǐng)域向家具應(yīng)用領(lǐng)域上多元化發(fā)展的目的，給企業(yè)創(chuàng)造更好的機遇，帶來更好的業(yè)績。

未來，巖板的深加工設(shè)備將往柔性化、數(shù)據(jù)化、智能化方向發(fā)展。

4 ?結(jié)論

1） 進口和國產(chǎn)的巖板（大板）成形壓機均可生產(chǎn)3mm厚度的薄纖巖板（大板）;

2） 進口和國產(chǎn)的巖板（大板）成形壓機均可生產(chǎn)通體的巖板（大板）;

3） 進口和國產(chǎn)的巖板（大板）成形壓機均實現(xiàn)壓制出坯體致密度高和均勻的巖板;

4） 國產(chǎn)的巖板（大板）成形壓機雖然起步晚，但技術(shù)的提升較快（方型油缸、皮帶布料、模具制造技術(shù)），探索出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國模式;

5） 陶瓷企業(yè)組建巖板的加工中心非常必要。隨著加工工藝的升級，以及自動化的巖板加工中心建立，是將巖板板材轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的過程。