巖板裝備技術比較分析

張柏清

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

關鍵詞：巖板，成形裝備，巖板加工

1 前 言

巖板（大板）作為陶瓷行業新型材料，2020年國內已經擁有超過100條生產線。它為建筑陶瓷行業打了一劑強心劑，為行業帶來了前所未有的發展機遇。作為陶瓷行業跨界進軍家居行業的當紅產品，因其可替代石材、木材和玻璃等功能而擁有達千百億級的市場前景。巖板呈現大中小、薄厚的不同規格和巖板對加工性的高要求，為巖板裝備技術帶來了新的挑戰。

巖板產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，巖板的加工問題成為了行業痛點，越來越多的行業人士關注巖板的加工問題。巖板加工切割性能是巖板加工性能的重要體現，解決加工圓孔和異形孔的崩口質量問題，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展

巖板（大板）具有規格尺寸大、厚薄不一、要求致密度高、且均勻一致、表面平整度好、表面光潔細膩、紋理通體等特點，對成形裝備提出了一系列的挑戰。相對而言，國外的巖板（大板）成形裝備起步早，有一定的優勢，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大板壓機發展歷程

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

2.1.2薩克米Continua研發歷程

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

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國產巖板（大板） 科達、恒力泰壓機 研發歷程

2007年科達6800噸壓機在蒙娜麗莎投產，生產900mm×1800mm×5.5mm薄板;2016年2月 YP10000壓機在蒙娜麗莎投產，生產1200mm×2400mm×5.5mm薄板;2016年07月 KD10008在峨嵋金陶上線投產;2017年03月 YP16800噸壓機在蒙娜麗莎投產，生產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，壓機的規格型號多，分為有模壓制與無模壓制兩種。

（1）有模壓制：傳統模具（模芯在上，模框在下），非傳統模具（模芯模框均在上），代表企業有：SITI-B&T ，恒力泰、科達等。

（2）無模壓制：下壓，代表企業有：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，代表企業有：SACMI的CONTINUA+等。

2.2.3擠壓成形

是一種塑性成形;產品1200mm×2600mm×6mm。

2.3國內外巖板（大板）成形裝備分析

2.31恒力泰與科達巖板（大板）壓機

（1）恒力泰36000與16800

注：日產量按22h計算，實際情況可能會有所不同，僅供參考。

恒力泰與科達巖板（大板）壓機主要技術優勢有以下幾點：

①主機機架采用鋼絲纏繞式多板框結構，具有超強的抗疲勞性能和承載穩定性。

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

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，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整;另外，磚坯可根據需要切割成多種規格，并實現柔性化生產。

⑦壓機設有快速換模裝置，換模時間短，勞動強度低。

⑧產品厚度變化不需更換模具。

（2）KDB33000皮帶式板材成型系統。

KDB33000產品有以下幾個特點：

①長方形油缸，縱向壓制。

②科達專利無框模具，轉換規格只需更換模芯。

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可實現數字布料。

壓機參數如下：

最大規格：1800mm×3200mm×（3-30）mm

產量：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1800mm×2400mm的大板，可切割生產400mm×800mm、800mm×800mm、800mm×1200mm、800mm×1600mm等規格的產品，日常量為12700㎡。

（1）System大板壓機的準確稱呼。

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

壓機設計的標準單機日產量是12000～14000㎡，一機配兩窯。System大板壓機噸位有從19000～44000多種規格型號。

（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數碼干粉裝飾系統，用于使用色粉的表面裝飾，PCR粉料層直接在傳送帶上連續壓制成型，TPV壓制成型的陶瓷大板在移動中進行切割。

（2）薩克米Continua+系統參數如表2。

（3）薩克米Continua+工作原理如圖8所示。

CONTINUA+連續成形生產線的核心是PCR壓制設備，可獲得比傳統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。粉料存放在輸送速度較低的鋼帶上，兩條鋼帶與2個壓制輥筒一起聯合動作實現壓制成形。粉料在預期的壓力（最大45MPa）下逐漸被“連續”壓制。鋼帶的側面有環形帶，限定側面粉料邊界，從而確保了邊緣的良好壓實。

（4）Continua+主要功能。

Continua+生產力高，日產量高達21460㎡（與產品寬度有關）。產品的尺寸和厚度（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，產品最大寬度有1600mm和1800mm兩種，生產中常設的典型值有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%循環利用;CONTINUA+可將粉料成形階段的通體裝飾效果與表面的墨水數碼裝飾完美結合，可生產各種表面和浮雕圖案的產品。CONTINUA+連續成形生產線僅需少量的液壓油（PCR2000需120升，比傳統壓機少使用95%的液壓油）。CONTINUA+操作簡單而快捷，改變磚坯寬度和厚度，在電腦上輸入參數，1-2分鐘就能調整到位;更換上鋼帶，需要20分鐘左右，即使全部有關設備改變磚坯尺寸規格的調整，最多40分鐘。生產線無需任何基礎工作（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（跟傳統壓制比，每年可節省400多噸）;Continua+配置坯體平整度和密度檢測儀等多款設備。

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壓機的模具結構

（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應力。厚度范圍廣，5mm～300mm。真實深度的模具基于上沖模，厚板達到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，要解決加工圓孔和異形孔的崩口質量問題，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型數控橋切機

主要性能特點：

安裝方便，無需基礎施工，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。性能優越：（1）伺服平移機構，走刀穩定;（2）加工裝置采用雙直線滑軌加齒輪齒條結構，高速精準;（3）3米板切割誤差在±0.2mm以內。（4）加工范圍大，達3200mm×1500mm×20mm。雙刀頭結構，直邊切割，產品不崩面。操作簡單，數控全自動，操作安全方便。運行穩定，特定功能的結構設計，更穩定耐用。

3.2.2 4020型AC五軸數控水刀

AC五軸刀頭水切割系統是全自動數控AC五軸刀頭設計，切割精準，速度快，解決傳統水切割切縫錐度誤差、表面條紋、及轉角處的裙擺誤差等缺陷，同時實現了全自動，任意方向聯動切割，異形零件的一次成型。

電腦控制供沙量。調節沙量全新升級電腦控制，更好的控制沙量從而節省耗材 更節約成本。

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

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

品牌絲桿導軌。采用國際品牌高品質的滾珠絲桿和導軌，精度高，傳動平衡，經久耐用。

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。性能優越：（1）伺服平移機構，走刀穩定，可尖角加工;（2）行走裝置采用雙直線滑軌加齒輪齒條結構，高速精準;（3）加工范圍大：寬度從40mm到3200mm;（4）氣壓式設計，保證巖板加工時不容易跑動，產品出來不崩邊;操作簡單，數控全自動，操作安全方便。運行穩定，特定功能的結構設計，更穩定耐用。

3.2.4 2400直邊馬肚仿形磨拋機

3.3應盡快組建巖板的加工中心

巖板的生產企業，應從板材制造環節往下游延伸到巖板的深加工環節，繼續將板材轉化成產品，為終端服務，掌握渠道的企業，如房地產企業、定制家居類企業等，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，將產業鏈打通。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備有較高的要求;

2）可以將加工中出現的問題（如切割裂等）消滅在工廠中;

3）企業賣出的不是板材而是家具的部件、廚衛的臺面、櫥柜的門面等，完成跨界轉型。

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組合，無需人工上板、換向、手扶對位和下板包裝，真正實現巖板餐桌批量生產的全自動化，同時配備足夠數量水刀切割機、數控橋切、45度磨拋機的巖板深加工設備，使該加工中心兼具茶桌、浴室柜和島臺等的量化生產，從而達到把巖板從建筑裝飾領域向家具應用領域上多元化發展的目的，給企業創造更好的機遇，帶來更好的業績。

未來，巖板的深加工設備將往柔性化、數據化、智能化方向發展。

4 ?結論

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

2） 進口和國產的巖板（大板）成形壓機均可生產通體的巖板（大板）;

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

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

5） 陶瓷企業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，是將巖板板材轉化成產品的過程。