高清三維釉面磚的模具設(shè)計及生產(chǎn)控制

高朝鈴+朱麗萍

摘 要：本文主要對高清三維釉面磚模具設(shè)計的獨特性、合理性進行了分析與研究。同時，探討了如何在大批量生產(chǎn)中，通過優(yōu)化成型工藝、釉料性能、淋釉設(shè)備及工藝等改進，以保證高清三維釉面磚的質(zhì)量及獨特的裝飾效果。

關(guān)鍵詞：高清三維釉面磚；模具設(shè)計；生產(chǎn)控制

1 前言

釉面磚作為陶瓷磚的一個重要分支，因其所具有的多色彩、多變化等優(yōu)勢，使其在家居裝修中擔負著極為重要的角色。早期的釉面磚裝飾技術(shù)一般只局限于平面印刷，即使有異形模具產(chǎn)品也大多局限于生產(chǎn)異形白片或是凹位不印花的異形釉面磚.隨著近年興起的噴墨印刷技術(shù)和我們公司自主研發(fā)的高清三維膠輥印刷技術(shù)的興起，完全克服了凹凸位印刷的難題。通過模具設(shè)計開發(fā)、坯釉料配方的優(yōu)化，施釉設(shè)備的研發(fā)等技術(shù)改進，開發(fā)出的高清三維釉面磚產(chǎn)品，具有色彩豐富、圖案紋理清晰流暢、生產(chǎn)速度快等優(yōu)點，豐富了釉面磚的裝飾效果，亦滿足了人們高品味個性化的需求，成為釉面磚銷售中的新寵。

由于高清三維釉面磚產(chǎn)品的特性是全部采用模具與圖案的合理搭配來體現(xiàn)其特有的裝飾效果，因此好的模具設(shè)計，不但可以激發(fā)產(chǎn)品設(shè)計人員的靈感；同時再與印刷圖案完美結(jié)合，會給人眼前一亮的感覺，而好的模具也應(yīng)當具有其獨特性及可生產(chǎn)操作性，并非所有好看的模具都適合高清三維釉面磚的生產(chǎn)，所以開發(fā)出一款裝飾效果獨特且適合大批量生產(chǎn)的模具，對于高清三維釉面磚的生產(chǎn)控制及裝飾效果有極其重要的作用。

2 高清三維釉面磚的模具設(shè)計

2.1高清三維釉面磚的模具設(shè)計原理

高清三維釉面磚模具的設(shè)計開發(fā)不僅僅注重于其裝飾性，更應(yīng)兼顧其生產(chǎn)的合理性。所以，在高清三維釉面磚模具設(shè)計開發(fā)過程中，應(yīng)先考慮模具能否適合釉面磚的生產(chǎn)，再結(jié)合圖案設(shè)計開發(fā)出適合的模具產(chǎn)品。因為高清三維立體印刷技術(shù)的特殊性，所以在模具的設(shè)計開發(fā)過程中應(yīng)注意以下幾方面的問題：

（1）高清三維釉面磚采用表面有凹凸的異形模具產(chǎn)品，但傳統(tǒng)的“反打”會使坯體在出模時易崩爛，不但影響坯體成型效率，還易在坯體上模邊形成倒鉤形（見圖1反打），影響磚坯脫模及排氣。所以，在高清三維釉面磚生產(chǎn)中，將成型工藝設(shè)計為“正打”工藝，產(chǎn)品的倒角設(shè)計為R5度（見圖1正打），將倒鉤角減到最小的同時，保證了氣體排出及較高的成型效率。在模具設(shè)計開發(fā)時，應(yīng)避免開發(fā)模具邊角位過薄的模具。

（2） 高清三維立體印刷技術(shù)和噴墨印刷技術(shù)，能夠適應(yīng)凹凸表面異形模具釉面磚的印刷生產(chǎn)。但是在生產(chǎn)過程中，模具產(chǎn)品的凹凸位傾斜角與高度差過大時，則極易在凹位堆積過多的底面釉料；而凸位因角度過大底面釉停留凝結(jié)時間過短而造成施釉過薄產(chǎn)生透底色差的缺陷。如果傾斜位在邊角位置，則易因釉料堆積凹位而在洗邊或入窯燒制過程中的接觸碰撞而產(chǎn)生剝釉或崩釉等缺陷。因此，在模具設(shè)計時，應(yīng)將模具凹凸位的高度差控制在1.5~6mm之間，并合理控制凹凸位的傾斜角度。

2.2高清三維釉面磚的模具外形設(shè)計

高清三維釉面磚產(chǎn)品圖案大多以石紋為主，石紋圖案清晰、線條紋理自然、仿石效果逼真。所以，在此類圖案的模具設(shè)計開發(fā)時，應(yīng)盡量使用簡單的線條和幾何圖形，以襯托石紋圖案高清、自然的特性。如果模具設(shè)計過于繁復(fù)，不但不適用于大面積的鋪貼，還會失去石材的天然韻味。

高清三維釉面磚自推出市場以來，深受國內(nèi)外客戶的歡迎，產(chǎn)品銷往世界各地，其運輸過程不僅時間長，且路途狀況復(fù)雜多變。如果模具設(shè)計凹位過深或凹凸位高低差過大，則極易在運輸過程中出現(xiàn)產(chǎn)品破損的現(xiàn)象，因此，在模具設(shè)計開發(fā)時應(yīng)避免將模具凹位設(shè)計過深或凹凸位相差過大（見圖2導(dǎo)角成一定斜度）。

3 高清三維釉面磚的模具的生產(chǎn)控制

為了達到高清三維釉面磚產(chǎn)品的裝飾效果，模具設(shè)計開發(fā)均為凹凸圖案明顯的異形。然而，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式無法滿足生產(chǎn)需求，為了保證模具異形產(chǎn)品的正常生產(chǎn)，通過對磚坯粉料調(diào)整、沖壓方式，以及釉料配方的改進、膠輥的材質(zhì)及印刷釉的優(yōu)化、施釉設(shè)備及工藝等改進，以確保高清三維釉面磚模具異形產(chǎn)品的裝飾效果和產(chǎn)品質(zhì)量。

3.1磚坯粉料調(diào)整及沖壓方式的改進

傳統(tǒng)的“反打”成型工藝，不但脫模困難，且出模時邊角位易變形破損。在生產(chǎn)線的輥棒上運行時，會因凹凸不平而產(chǎn)生震動，從而出現(xiàn)裂坯、爛坯等缺陷。同時，模具磨損快，不但提高了生產(chǎn)成本，而且因沖壓速度慢而影響生產(chǎn)效率；又因凹凸位差別大，“反打”成型時，磚坯表面厚薄不同的位置磚坯致密度相差過大，造成素坯的凹凸位吸水率相差過大，影響淋釉質(zhì)量。因此，為了保證產(chǎn)品的沖壓效果、提高成品率，筆者公司采用磚表面朝上的“正打”成型工藝。

但采用“正打”成型工藝，壓機布料時，小顆粒粉料易移動到底部，從而使表面大顆粒粉料多。素燒后坯面有明顯的大顆粒，造成表面粗糙，經(jīng)釉燒淋釉后，釉面有波紋、桔皮、釉泡等缺陷。通過對噴霧塔噴片、旋流片及柱塞泵壓力進行調(diào)整，將粉料粒度細小化，使磚坯表面光滑淋釉后無明顯缺陷。“正打”成型工藝與“反打”成型工藝制備的粉料顆粒級配對比如表1所示。

3.2釉料配方的改進

高清三維釉面磚坯表面大多為凹凸設(shè)計，普通釉料使用時，凹位易積釉，凹凸連接處易產(chǎn)生露底、縮釉、裂釉、流釉等缺陷，且印花時面釉吸附不牢，易粘粉，產(chǎn)生白點、白邊，影響裝飾效果，立體感不強。為改變這種狀況，通過對釉料性能進行了優(yōu)化實驗，適當?shù)亟档陀粤系暮?，提高釉料的比重與黏度。最后獲得立體感強，圖案紋路清晰，仿石效果逼真的高清三維釉面磚。調(diào)整前后釉料性能對比如表2所示。

3.3膠輥的材質(zhì)及印刷釉的優(yōu)化

由于普通的輥筒平面印刷一般采用中等硬度的材料（SD橡膠）印刷膠輥，但如果采用這種材料在凹凸表面印刷時，就會出現(xiàn)缺花現(xiàn)象（花紋在凹凸變化處不連續(xù)），如圖3所示。采用筆者公司研發(fā)的軟硬雙層相結(jié)合的專用膠印輥，完全可以通過膠輥印刷技術(shù)來實現(xiàn)在凹凸高度差達到1.5~6mm的磚坯表面進行高速高清晰印刷。

由于經(jīng)過優(yōu)化的軟硬雙層專用膠輥其表面材質(zhì)較軟，網(wǎng)孔雕刻精細，現(xiàn)有的印刷釉在生產(chǎn)時填充不好，難于印花，為了調(diào)配適合高清三維膠輥印刷需要的印刷釉，筆者通過將工廠現(xiàn)用的各種印油、基礎(chǔ)釉粉、色料，按一定比例混合球磨成花釉，在凹凸位高度達到6mm的磚面上進行印花，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的印油由于聚合力、潤滑性不好，不能夠在凹凸不平的磚面上印刷出完整清晰的圖案。

通過多次試驗，結(jié)合現(xiàn)有印油的性能，采用油溶性的復(fù)合有機材料代替了傳統(tǒng)水溶性的單一有機材料，可調(diào)配出適合高清三維釉面磚生產(chǎn)所需的花釉。高清三維釉面磚生產(chǎn)專用印油的配方見表3。

3.4施釉設(shè)備及工藝的改進

高清三維釉面磚產(chǎn)品大多為模具異形磚產(chǎn)品，此類產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，易因凹凸位的高度差與傾斜角度而產(chǎn)生類似凹位積釉、凸位透底、剝釉、崩釉等缺陷。傳統(tǒng)的鐘罩淋釉，由于兩邊厚中間薄，如模具的傾斜位在邊角部，且凹凸高度差較大時，要解決此缺陷，筆者公司研發(fā)了“一種鐘罩淋釉的平流裝置及鐘罩淋釉器”（ 授權(quán)發(fā)明專利ZLZ01010585545.5），并結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，采用三次淋釉（將淋釉量較大的面釉分成兩階段進行淋釉），并經(jīng)多次洗邊（增加淋釉后釉料未干時輕柔洗邊）的方式，大大減少了高清三維釉面磚產(chǎn)品在生產(chǎn)中易產(chǎn)生凹位積釉、凸位透底、剝釉、流釉、崩釉等缺陷。

4 結(jié)語

高清三維釉面磚產(chǎn)品突破了陶瓷釉面磚傳統(tǒng)產(chǎn)品的局限性，采用高清三維膠輥印刷技術(shù)及噴墨印刷技術(shù)生產(chǎn)此類產(chǎn)品，其圖案清晰、色彩豐富，模具設(shè)計與圖案設(shè)計可完美結(jié)合。石紋自然連貫，異形模具增強了產(chǎn)品的浮雕表現(xiàn)力，極大的豐富了釉面磚的效果。通過對高清三維釉面磚模具合理設(shè)計及優(yōu)化生產(chǎn)控制方式，進一步將高清三維印刷技術(shù)和噴墨印刷技術(shù)與模具產(chǎn)品有機結(jié)合，不但豐富產(chǎn)品的層次感與多樣性，完全符合大批量生產(chǎn)的要求，而且大大提升了產(chǎn)品的品質(zhì)。

高清三維印刷技術(shù)和噴墨技術(shù)的出現(xiàn)，很大程度上提升了釉面磚產(chǎn)品的多樣性、獨特性和個性化。而適合高清三維釉面磚產(chǎn)品的模具設(shè)計，則可以與高清三維釉面磚圖案設(shè)計完美結(jié)合，更好地突出圖案的紋理與石材的浮雕效果。在生產(chǎn)高清三維釉面磚產(chǎn)品時，采用合理的生產(chǎn)控制方式，一方面有助于提高產(chǎn)品在大批量生產(chǎn)時的易操作性；另一方面也提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。

參考文獻

[1] 余國明.高清三維凹凸釉面磚的研制[J].陶瓷學報,2011,3.

[2] 余國明,高朝鈴.陶瓷裝飾用高清三維膠輥印刷的新技術(shù)研究及其優(yōu)勢[J].佛山陶瓷,2012,2.

[3] 劉康時.陶瓷工藝原理[M].北京:清華大學出版社,2009.

摘 要：本文主要對高清三維釉面磚模具設(shè)計的獨特性、合理性進行了分析與研究。同時，探討了如何在大批量生產(chǎn)中，通過優(yōu)化成型工藝、釉料性能、淋釉設(shè)備及工藝等改進，以保證高清三維釉面磚的質(zhì)量及獨特的裝飾效果。

關(guān)鍵詞：高清三維釉面磚；模具設(shè)計；生產(chǎn)控制

1 前言

釉面磚作為陶瓷磚的一個重要分支，因其所具有的多色彩、多變化等優(yōu)勢，使其在家居裝修中擔負著極為重要的角色。早期的釉面磚裝飾技術(shù)一般只局限于平面印刷，即使有異形模具產(chǎn)品也大多局限于生產(chǎn)異形白片或是凹位不印花的異形釉面磚.隨著近年興起的噴墨印刷技術(shù)和我們公司自主研發(fā)的高清三維膠輥印刷技術(shù)的興起，完全克服了凹凸位印刷的難題。通過模具設(shè)計開發(fā)、坯釉料配方的優(yōu)化，施釉設(shè)備的研發(fā)等技術(shù)改進，開發(fā)出的高清三維釉面磚產(chǎn)品，具有色彩豐富、圖案紋理清晰流暢、生產(chǎn)速度快等優(yōu)點，豐富了釉面磚的裝飾效果，亦滿足了人們高品味個性化的需求，成為釉面磚銷售中的新寵。

由于高清三維釉面磚產(chǎn)品的特性是全部采用模具與圖案的合理搭配來體現(xiàn)其特有的裝飾效果，因此好的模具設(shè)計，不但可以激發(fā)產(chǎn)品設(shè)計人員的靈感；同時再與印刷圖案完美結(jié)合，會給人眼前一亮的感覺，而好的模具也應(yīng)當具有其獨特性及可生產(chǎn)操作性，并非所有好看的模具都適合高清三維釉面磚的生產(chǎn)，所以開發(fā)出一款裝飾效果獨特且適合大批量生產(chǎn)的模具，對于高清三維釉面磚的生產(chǎn)控制及裝飾效果有極其重要的作用。

2 高清三維釉面磚的模具設(shè)計

2.1高清三維釉面磚的模具設(shè)計原理

高清三維釉面磚模具的設(shè)計開發(fā)不僅僅注重于其裝飾性，更應(yīng)兼顧其生產(chǎn)的合理性。所以，在高清三維釉面磚模具設(shè)計開發(fā)過程中，應(yīng)先考慮模具能否適合釉面磚的生產(chǎn)，再結(jié)合圖案設(shè)計開發(fā)出適合的模具產(chǎn)品。因為高清三維立體印刷技術(shù)的特殊性，所以在模具的設(shè)計開發(fā)過程中應(yīng)注意以下幾方面的問題：

（1）高清三維釉面磚采用表面有凹凸的異形模具產(chǎn)品，但傳統(tǒng)的“反打”會使坯體在出模時易崩爛，不但影響坯體成型效率，還易在坯體上模邊形成倒鉤形（見圖1反打），影響磚坯脫模及排氣。所以，在高清三維釉面磚生產(chǎn)中，將成型工藝設(shè)計為“正打”工藝，產(chǎn)品的倒角設(shè)計為R5度（見圖1正打），將倒鉤角減到最小的同時，保證了氣體排出及較高的成型效率。在模具設(shè)計開發(fā)時，應(yīng)避免開發(fā)模具邊角位過薄的模具。

（2） 高清三維立體印刷技術(shù)和噴墨印刷技術(shù)，能夠適應(yīng)凹凸表面異形模具釉面磚的印刷生產(chǎn)。但是在生產(chǎn)過程中，模具產(chǎn)品的凹凸位傾斜角與高度差過大時，則極易在凹位堆積過多的底面釉料；而凸位因角度過大底面釉停留凝結(jié)時間過短而造成施釉過薄產(chǎn)生透底色差的缺陷。如果傾斜位在邊角位置，則易因釉料堆積凹位而在洗邊或入窯燒制過程中的接觸碰撞而產(chǎn)生剝釉或崩釉等缺陷。因此，在模具設(shè)計時，應(yīng)將模具凹凸位的高度差控制在1.5~6mm之間，并合理控制凹凸位的傾斜角度。

2.2高清三維釉面磚的模具外形設(shè)計

高清三維釉面磚產(chǎn)品圖案大多以石紋為主，石紋圖案清晰、線條紋理自然、仿石效果逼真。所以，在此類圖案的模具設(shè)計開發(fā)時，應(yīng)盡量使用簡單的線條和幾何圖形，以襯托石紋圖案高清、自然的特性。如果模具設(shè)計過于繁復(fù)，不但不適用于大面積的鋪貼，還會失去石材的天然韻味。

高清三維釉面磚自推出市場以來，深受國內(nèi)外客戶的歡迎，產(chǎn)品銷往世界各地，其運輸過程不僅時間長，且路途狀況復(fù)雜多變。如果模具設(shè)計凹位過深或凹凸位高低差過大，則極易在運輸過程中出現(xiàn)產(chǎn)品破損的現(xiàn)象，因此，在模具設(shè)計開發(fā)時應(yīng)避免將模具凹位設(shè)計過深或凹凸位相差過大（見圖2導(dǎo)角成一定斜度）。

3 高清三維釉面磚的模具的生產(chǎn)控制

為了達到高清三維釉面磚產(chǎn)品的裝飾效果，模具設(shè)計開發(fā)均為凹凸圖案明顯的異形。然而，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式無法滿足生產(chǎn)需求，為了保證模具異形產(chǎn)品的正常生產(chǎn)，通過對磚坯粉料調(diào)整、沖壓方式，以及釉料配方的改進、膠輥的材質(zhì)及印刷釉的優(yōu)化、施釉設(shè)備及工藝等改進，以確保高清三維釉面磚模具異形產(chǎn)品的裝飾效果和產(chǎn)品質(zhì)量。

3.1磚坯粉料調(diào)整及沖壓方式的改進

傳統(tǒng)的“反打”成型工藝，不但脫模困難，且出模時邊角位易變形破損。在生產(chǎn)線的輥棒上運行時，會因凹凸不平而產(chǎn)生震動，從而出現(xiàn)裂坯、爛坯等缺陷。同時，模具磨損快，不但提高了生產(chǎn)成本，而且因沖壓速度慢而影響生產(chǎn)效率；又因凹凸位差別大，“反打”成型時，磚坯表面厚薄不同的位置磚坯致密度相差過大，造成素坯的凹凸位吸水率相差過大，影響淋釉質(zhì)量。因此，為了保證產(chǎn)品的沖壓效果、提高成品率，筆者公司采用磚表面朝上的“正打”成型工藝。

但采用“正打”成型工藝，壓機布料時，小顆粒粉料易移動到底部，從而使表面大顆粒粉料多。素燒后坯面有明顯的大顆粒，造成表面粗糙，經(jīng)釉燒淋釉后，釉面有波紋、桔皮、釉泡等缺陷。通過對噴霧塔噴片、旋流片及柱塞泵壓力進行調(diào)整，將粉料粒度細小化，使磚坯表面光滑淋釉后無明顯缺陷?！罢颉背尚凸に嚺c“反打”成型工藝制備的粉料顆粒級配對比如表1所示。

3.2釉料配方的改進

高清三維釉面磚坯表面大多為凹凸設(shè)計，普通釉料使用時，凹位易積釉，凹凸連接處易產(chǎn)生露底、縮釉、裂釉、流釉等缺陷，且印花時面釉吸附不牢，易粘粉，產(chǎn)生白點、白邊，影響裝飾效果，立體感不強。為改變這種狀況，通過對釉料性能進行了優(yōu)化實驗，適當?shù)亟档陀粤系暮?，提高釉料的比重與黏度。最后獲得立體感強，圖案紋路清晰，仿石效果逼真的高清三維釉面磚。調(diào)整前后釉料性能對比如表2所示。

3.3膠輥的材質(zhì)及印刷釉的優(yōu)化

由于普通的輥筒平面印刷一般采用中等硬度的材料（SD橡膠）印刷膠輥，但如果采用這種材料在凹凸表面印刷時，就會出現(xiàn)缺花現(xiàn)象（花紋在凹凸變化處不連續(xù)），如圖3所示。采用筆者公司研發(fā)的軟硬雙層相結(jié)合的專用膠印輥，完全可以通過膠輥印刷技術(shù)來實現(xiàn)在凹凸高度差達到1.5~6mm的磚坯表面進行高速高清晰印刷。

由于經(jīng)過優(yōu)化的軟硬雙層專用膠輥其表面材質(zhì)較軟，網(wǎng)孔雕刻精細，現(xiàn)有的印刷釉在生產(chǎn)時填充不好，難于印花，為了調(diào)配適合高清三維膠輥印刷需要的印刷釉，筆者通過將工廠現(xiàn)用的各種印油、基礎(chǔ)釉粉、色料，按一定比例混合球磨成花釉，在凹凸位高度達到6mm的磚面上進行印花，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的印油由于聚合力、潤滑性不好，不能夠在凹凸不平的磚面上印刷出完整清晰的圖案。

通過多次試驗，結(jié)合現(xiàn)有印油的性能，采用油溶性的復(fù)合有機材料代替了傳統(tǒng)水溶性的單一有機材料，可調(diào)配出適合高清三維釉面磚生產(chǎn)所需的花釉。高清三維釉面磚生產(chǎn)專用印油的配方見表3。

3.4施釉設(shè)備及工藝的改進

高清三維釉面磚產(chǎn)品大多為模具異形磚產(chǎn)品，此類產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，易因凹凸位的高度差與傾斜角度而產(chǎn)生類似凹位積釉、凸位透底、剝釉、崩釉等缺陷。傳統(tǒng)的鐘罩淋釉，由于兩邊厚中間薄，如模具的傾斜位在邊角部，且凹凸高度差較大時，要解決此缺陷，筆者公司研發(fā)了“一種鐘罩淋釉的平流裝置及鐘罩淋釉器”（ 授權(quán)發(fā)明專利ZLZ01010585545.5），并結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，采用三次淋釉（將淋釉量較大的面釉分成兩階段進行淋釉），并經(jīng)多次洗邊（增加淋釉后釉料未干時輕柔洗邊）的方式，大大減少了高清三維釉面磚產(chǎn)品在生產(chǎn)中易產(chǎn)生凹位積釉、凸位透底、剝釉、流釉、崩釉等缺陷。

4 結(jié)語

高清三維釉面磚產(chǎn)品突破了陶瓷釉面磚傳統(tǒng)產(chǎn)品的局限性，采用高清三維膠輥印刷技術(shù)及噴墨印刷技術(shù)生產(chǎn)此類產(chǎn)品，其圖案清晰、色彩豐富，模具設(shè)計與圖案設(shè)計可完美結(jié)合。石紋自然連貫，異形模具增強了產(chǎn)品的浮雕表現(xiàn)力，極大的豐富了釉面磚的效果。通過對高清三維釉面磚模具合理設(shè)計及優(yōu)化生產(chǎn)控制方式，進一步將高清三維印刷技術(shù)和噴墨印刷技術(shù)與模具產(chǎn)品有機結(jié)合，不但豐富產(chǎn)品的層次感與多樣性，完全符合大批量生產(chǎn)的要求，而且大大提升了產(chǎn)品的品質(zhì)。

高清三維印刷技術(shù)和噴墨技術(shù)的出現(xiàn)，很大程度上提升了釉面磚產(chǎn)品的多樣性、獨特性和個性化。而適合高清三維釉面磚產(chǎn)品的模具設(shè)計，則可以與高清三維釉面磚圖案設(shè)計完美結(jié)合，更好地突出圖案的紋理與石材的浮雕效果。在生產(chǎn)高清三維釉面磚產(chǎn)品時，采用合理的生產(chǎn)控制方式，一方面有助于提高產(chǎn)品在大批量生產(chǎn)時的易操作性；另一方面也提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。

參考文獻

[1] 余國明.高清三維凹凸釉面磚的研制[J].陶瓷學報,2011,3.

[2] 余國明,高朝鈴.陶瓷裝飾用高清三維膠輥印刷的新技術(shù)研究及其優(yōu)勢[J].佛山陶瓷,2012,2.

[3] 劉康時.陶瓷工藝原理[M].北京:清華大學出版社,2009.

摘 要：本文主要對高清三維釉面磚模具設(shè)計的獨特性、合理性進行了分析與研究。同時，探討了如何在大批量生產(chǎn)中，通過優(yōu)化成型工藝、釉料性能、淋釉設(shè)備及工藝等改進，以保證高清三維釉面磚的質(zhì)量及獨特的裝飾效果。

關(guān)鍵詞：高清三維釉面磚；模具設(shè)計；生產(chǎn)控制

1 前言

釉面磚作為陶瓷磚的一個重要分支，因其所具有的多色彩、多變化等優(yōu)勢，使其在家居裝修中擔負著極為重要的角色。早期的釉面磚裝飾技術(shù)一般只局限于平面印刷，即使有異形模具產(chǎn)品也大多局限于生產(chǎn)異形白片或是凹位不印花的異形釉面磚.隨著近年興起的噴墨印刷技術(shù)和我們公司自主研發(fā)的高清三維膠輥印刷技術(shù)的興起，完全克服了凹凸位印刷的難題。通過模具設(shè)計開發(fā)、坯釉料配方的優(yōu)化，施釉設(shè)備的研發(fā)等技術(shù)改進，開發(fā)出的高清三維釉面磚產(chǎn)品，具有色彩豐富、圖案紋理清晰流暢、生產(chǎn)速度快等優(yōu)點，豐富了釉面磚的裝飾效果，亦滿足了人們高品味個性化的需求，成為釉面磚銷售中的新寵。

由于高清三維釉面磚產(chǎn)品的特性是全部采用模具與圖案的合理搭配來體現(xiàn)其特有的裝飾效果，因此好的模具設(shè)計，不但可以激發(fā)產(chǎn)品設(shè)計人員的靈感；同時再與印刷圖案完美結(jié)合，會給人眼前一亮的感覺，而好的模具也應(yīng)當具有其獨特性及可生產(chǎn)操作性，并非所有好看的模具都適合高清三維釉面磚的生產(chǎn)，所以開發(fā)出一款裝飾效果獨特且適合大批量生產(chǎn)的模具，對于高清三維釉面磚的生產(chǎn)控制及裝飾效果有極其重要的作用。

2 高清三維釉面磚的模具設(shè)計

2.1高清三維釉面磚的模具設(shè)計原理

高清三維釉面磚模具的設(shè)計開發(fā)不僅僅注重于其裝飾性，更應(yīng)兼顧其生產(chǎn)的合理性。所以，在高清三維釉面磚模具設(shè)計開發(fā)過程中，應(yīng)先考慮模具能否適合釉面磚的生產(chǎn)，再結(jié)合圖案設(shè)計開發(fā)出適合的模具產(chǎn)品。因為高清三維立體印刷技術(shù)的特殊性，所以在模具的設(shè)計開發(fā)過程中應(yīng)注意以下幾方面的問題：

（1）高清三維釉面磚采用表面有凹凸的異形模具產(chǎn)品，但傳統(tǒng)的“反打”會使坯體在出模時易崩爛，不但影響坯體成型效率，還易在坯體上模邊形成倒鉤形（見圖1反打），影響磚坯脫模及排氣。所以，在高清三維釉面磚生產(chǎn)中，將成型工藝設(shè)計為“正打”工藝，產(chǎn)品的倒角設(shè)計為R5度（見圖1正打），將倒鉤角減到最小的同時，保證了氣體排出及較高的成型效率。在模具設(shè)計開發(fā)時，應(yīng)避免開發(fā)模具邊角位過薄的模具。

（2） 高清三維立體印刷技術(shù)和噴墨印刷技術(shù)，能夠適應(yīng)凹凸表面異形模具釉面磚的印刷生產(chǎn)。但是在生產(chǎn)過程中，模具產(chǎn)品的凹凸位傾斜角與高度差過大時，則極易在凹位堆積過多的底面釉料；而凸位因角度過大底面釉停留凝結(jié)時間過短而造成施釉過薄產(chǎn)生透底色差的缺陷。如果傾斜位在邊角位置，則易因釉料堆積凹位而在洗邊或入窯燒制過程中的接觸碰撞而產(chǎn)生剝釉或崩釉等缺陷。因此，在模具設(shè)計時，應(yīng)將模具凹凸位的高度差控制在1.5~6mm之間，并合理控制凹凸位的傾斜角度。

2.2高清三維釉面磚的模具外形設(shè)計

高清三維釉面磚產(chǎn)品圖案大多以石紋為主，石紋圖案清晰、線條紋理自然、仿石效果逼真。所以，在此類圖案的模具設(shè)計開發(fā)時，應(yīng)盡量使用簡單的線條和幾何圖形，以襯托石紋圖案高清、自然的特性。如果模具設(shè)計過于繁復(fù)，不但不適用于大面積的鋪貼，還會失去石材的天然韻味。

高清三維釉面磚自推出市場以來，深受國內(nèi)外客戶的歡迎，產(chǎn)品銷往世界各地，其運輸過程不僅時間長，且路途狀況復(fù)雜多變。如果模具設(shè)計凹位過深或凹凸位高低差過大，則極易在運輸過程中出現(xiàn)產(chǎn)品破損的現(xiàn)象，因此，在模具設(shè)計開發(fā)時應(yīng)避免將模具凹位設(shè)計過深或凹凸位相差過大（見圖2導(dǎo)角成一定斜度）。

3 高清三維釉面磚的模具的生產(chǎn)控制

為了達到高清三維釉面磚產(chǎn)品的裝飾效果，模具設(shè)計開發(fā)均為凹凸圖案明顯的異形。然而，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式無法滿足生產(chǎn)需求，為了保證模具異形產(chǎn)品的正常生產(chǎn)，通過對磚坯粉料調(diào)整、沖壓方式，以及釉料配方的改進、膠輥的材質(zhì)及印刷釉的優(yōu)化、施釉設(shè)備及工藝等改進，以確保高清三維釉面磚模具異形產(chǎn)品的裝飾效果和產(chǎn)品質(zhì)量。

3.1磚坯粉料調(diào)整及沖壓方式的改進

傳統(tǒng)的“反打”成型工藝，不但脫模困難，且出模時邊角位易變形破損。在生產(chǎn)線的輥棒上運行時，會因凹凸不平而產(chǎn)生震動，從而出現(xiàn)裂坯、爛坯等缺陷。同時，模具磨損快，不但提高了生產(chǎn)成本，而且因沖壓速度慢而影響生產(chǎn)效率；又因凹凸位差別大，“反打”成型時，磚坯表面厚薄不同的位置磚坯致密度相差過大，造成素坯的凹凸位吸水率相差過大，影響淋釉質(zhì)量。因此，為了保證產(chǎn)品的沖壓效果、提高成品率，筆者公司采用磚表面朝上的“正打”成型工藝。

但采用“正打”成型工藝，壓機布料時，小顆粒粉料易移動到底部，從而使表面大顆粒粉料多。素燒后坯面有明顯的大顆粒，造成表面粗糙，經(jīng)釉燒淋釉后，釉面有波紋、桔皮、釉泡等缺陷。通過對噴霧塔噴片、旋流片及柱塞泵壓力進行調(diào)整，將粉料粒度細小化，使磚坯表面光滑淋釉后無明顯缺陷?！罢颉背尚凸に嚺c“反打”成型工藝制備的粉料顆粒級配對比如表1所示。

3.2釉料配方的改進

高清三維釉面磚坯表面大多為凹凸設(shè)計，普通釉料使用時，凹位易積釉，凹凸連接處易產(chǎn)生露底、縮釉、裂釉、流釉等缺陷，且印花時面釉吸附不牢，易粘粉，產(chǎn)生白點、白邊，影響裝飾效果，立體感不強。為改變這種狀況，通過對釉料性能進行了優(yōu)化實驗，適當?shù)亟档陀粤系暮?，提高釉料的比重與黏度。最后獲得立體感強，圖案紋路清晰，仿石效果逼真的高清三維釉面磚。調(diào)整前后釉料性能對比如表2所示。

3.3膠輥的材質(zhì)及印刷釉的優(yōu)化

由于普通的輥筒平面印刷一般采用中等硬度的材料（SD橡膠）印刷膠輥，但如果采用這種材料在凹凸表面印刷時，就會出現(xiàn)缺花現(xiàn)象（花紋在凹凸變化處不連續(xù)），如圖3所示。采用筆者公司研發(fā)的軟硬雙層相結(jié)合的專用膠印輥，完全可以通過膠輥印刷技術(shù)來實現(xiàn)在凹凸高度差達到1.5~6mm的磚坯表面進行高速高清晰印刷。

由于經(jīng)過優(yōu)化的軟硬雙層專用膠輥其表面材質(zhì)較軟，網(wǎng)孔雕刻精細，現(xiàn)有的印刷釉在生產(chǎn)時填充不好，難于印花，為了調(diào)配適合高清三維膠輥印刷需要的印刷釉，筆者通過將工廠現(xiàn)用的各種印油、基礎(chǔ)釉粉、色料，按一定比例混合球磨成花釉，在凹凸位高度達到6mm的磚面上進行印花，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的印油由于聚合力、潤滑性不好，不能夠在凹凸不平的磚面上印刷出完整清晰的圖案。

通過多次試驗，結(jié)合現(xiàn)有印油的性能，采用油溶性的復(fù)合有機材料代替了傳統(tǒng)水溶性的單一有機材料，可調(diào)配出適合高清三維釉面磚生產(chǎn)所需的花釉。高清三維釉面磚生產(chǎn)專用印油的配方見表3。

3.4施釉設(shè)備及工藝的改進

高清三維釉面磚產(chǎn)品大多為模具異形磚產(chǎn)品，此類產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，易因凹凸位的高度差與傾斜角度而產(chǎn)生類似凹位積釉、凸位透底、剝釉、崩釉等缺陷。傳統(tǒng)的鐘罩淋釉，由于兩邊厚中間薄，如模具的傾斜位在邊角部，且凹凸高度差較大時，要解決此缺陷，筆者公司研發(fā)了“一種鐘罩淋釉的平流裝置及鐘罩淋釉器”（ 授權(quán)發(fā)明專利ZLZ01010585545.5），并結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，采用三次淋釉（將淋釉量較大的面釉分成兩階段進行淋釉），并經(jīng)多次洗邊（增加淋釉后釉料未干時輕柔洗邊）的方式，大大減少了高清三維釉面磚產(chǎn)品在生產(chǎn)中易產(chǎn)生凹位積釉、凸位透底、剝釉、流釉、崩釉等缺陷。

4 結(jié)語

高清三維釉面磚產(chǎn)品突破了陶瓷釉面磚傳統(tǒng)產(chǎn)品的局限性，采用高清三維膠輥印刷技術(shù)及噴墨印刷技術(shù)生產(chǎn)此類產(chǎn)品，其圖案清晰、色彩豐富，模具設(shè)計與圖案設(shè)計可完美結(jié)合。石紋自然連貫，異形模具增強了產(chǎn)品的浮雕表現(xiàn)力，極大的豐富了釉面磚的效果。通過對高清三維釉面磚模具合理設(shè)計及優(yōu)化生產(chǎn)控制方式，進一步將高清三維印刷技術(shù)和噴墨印刷技術(shù)與模具產(chǎn)品有機結(jié)合，不但豐富產(chǎn)品的層次感與多樣性，完全符合大批量生產(chǎn)的要求，而且大大提升了產(chǎn)品的品質(zhì)。

高清三維印刷技術(shù)和噴墨技術(shù)的出現(xiàn)，很大程度上提升了釉面磚產(chǎn)品的多樣性、獨特性和個性化。而適合高清三維釉面磚產(chǎn)品的模具設(shè)計，則可以與高清三維釉面磚圖案設(shè)計完美結(jié)合，更好地突出圖案的紋理與石材的浮雕效果。在生產(chǎn)高清三維釉面磚產(chǎn)品時，采用合理的生產(chǎn)控制方式，一方面有助于提高產(chǎn)品在大批量生產(chǎn)時的易操作性；另一方面也提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。

參考文獻

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