一種制備通體流狀紋理陶瓷板材的布料設備及控制方式

摘 要：本文介紹了一種制備通體流狀紋理陶瓷板材的布料裝置及其控制方式，通過該設備可生產出具備清晰流體狀通體紋理陶瓷板材，且通體紋理與陶瓷板材的水平面呈近垂直狀態，解決了傳統布料設備紋理易偏斜的問題，突破了現有通體陶瓷產品在垂直紋理實現上的局限性，使得通體仿石材建筑陶瓷的裝飾效果更加逼真和豐富。

關鍵詞：通體陶瓷板；流體狀紋理；布料設備

1前言

隨著陶瓷產品在建筑裝修領域的廣泛應用，尤其是自然流動紋理圖案的通體類陶瓷板材逐漸受到消費者喜愛。因此，陶瓷行業工作者希望能研制一種能夠模擬角度接近90°，并且從底到面垂直貫穿的真正通體效果，同時表面具備更好清晰性的天然石紋特性陶瓷板材，以滿足這種消費需求。

然而，在現有的陶瓷產品生產設備中，由于布料過程中粉料容易混雜，導致圖案紋理的清晰性和精確性不足。此外，實現從底到面完全貫通的效果也十分困難。因此，需要對生產設備進行改進，以解決這些問題。鑒于此，研發一種布料裝置及控制方式，對布料結構以及控制方式重新改進，實現了表面更清晰紋理以及從底到面垂直貫穿的更優效果產品，大幅提升了產品的市場競爭力。

2布料設備構造

布料設備設計示意圖如圖1所示，包括布料模塊1、成型腔2、中轉過渡皮帶3、承接皮帶4。

布料設備通常采用一側下料的方式，使得進入到成型腔的粉料在重力作用下而由高到低形成堆疊與流動，其粉料在腔體中由于重力作用而形成的紋理從截面看基本與重力方向相垂直，在布落到下方傳送載體上時將這些紋理方向形成接近90°左右的轉換（即紋理基本豎直于傳送載體），這樣紋理呈現在制品表面才是最為清晰且真正上下一致的通體紋理的，但現有的技術還很難實現這種角度的轉變，這是由于腔體中粉料在到達下方承接載體之前，其紋理方向與下方承接皮帶相對來說是平行的，在腔體下方出料口下落到傳送載體的過程中，紋理會在接觸處形成角度轉換，由于存在重力與轉動方向影響，而此時傳送載體向前運動，受到上方粉料的壓力以及底部皮帶向前的拖動力，迫使區域粉料的紋理形成一個角度的轉換，但此時這個角度轉換并不理想，紋理的方向最終在皮帶表面與傳送方向形成25～45°的角度，未能實現接近垂直角度的轉變，也就不能達成產品效果要求紋理呈上下基本垂直貫通的通體紋理。

針對上述問題，我們對傳統的布料裝置進行了改進，創新點體現在成型腔2包含腔體21和抽板式開關組件22，抽板式開關組件22包括固定座221、直線驅動器222以及閘門結構223，如圖2、圖3所示，其中固定座221固定連接在腔體21的底部的側壁上，直線驅動器222安裝在固定座221上，閘門結構223安裝在直線驅動器222的輸出端，并且閘門結構223隨著直線驅動器222的驅動而打開或者關閉。

成型腔2下方設置有中轉過渡皮帶3，在布料時，皮帶3平行緊貼于閘門結構223中的閘板，閘門結構223打開，粉料隨著中轉過渡皮帶3向壓機位置的反方向承接，承接滿設定長度尺寸粉料后，閘門結構223關閉，閘門結構223中的閘板對腔體21出料口形成半封閉阻擋粉料，中轉過渡皮帶3下降，將粉料下落至承接皮帶4上往壓機方向傳輸。

此種設計將實現粉料從腔體到過渡皮帶上的無損對接紋理不散亂，并且中轉過渡皮帶反轉、正轉的接料、送料控制方式也能對坯體的通體紋理角度進行糾正。

3操作實施方法

如圖1、圖4所示，布料模塊1設置兩個下料皮帶，分別設置在成型腔2的兩側，兩側不同的下料皮帶的上方設置有裝載不同顏色的粉料的料斗，中轉過渡皮帶3設置在成型腔2的下方且緊貼閘門結構223的閘板，承接皮帶4設置在中轉過渡皮帶3的下方；設備啟動時，依次在下料皮帶上布落相對應顏色粉料，使通過下料皮帶傳送落入成型腔2內，不同顏色的粉料依次落入成型腔2，在成型腔2內堆疊分層，形成水平方向的粉料紋理，此時，中轉過渡皮帶3設置在成型腔2的下方緊貼于閘門結構223，且閘門結構223中的閘板開啟，中轉過渡皮帶3反轉，腔體21粉料直接布落在皮帶上往遠離壓機方向運送，此時布鋪的粉料紋理與中轉過渡皮帶3形成一個夾角。

如圖5所示，在布料達到預設長度后，閘門結構223中的閘板對成型腔2的下開口進行封閉，中轉過渡皮帶3下降及正轉，傳送粉料向壓機方向運動，使得粉料下落至運轉中的承接皮帶4上。

如圖6所示，中轉過渡皮帶3的端部為轉軸，粉料在此處被傳送時繞轉軸的圓心轉動（粉料翻轉），粉料的翻轉軌跡具有圓弧的向心性，故而在粉料轉動過程中粉料紋理的角度發生改變，使得粉料紋理做趨向于垂直承接皮帶4上表面的轉動。如圖粉料紋理與中轉過渡皮帶3的夾角為b，布落在承接皮帶4上的粉料紋理與皮帶夾角為b’，當粉料從中轉過渡皮帶3被傳送至承接皮帶4時，夾角b隨著粉料的翻轉變化成夾角b’，而夾角b’大于夾角b。承接皮帶4設置在中轉過渡皮帶3與壓機之間，當承接皮帶4上的粉料被傳送并下落到壓機模腔時，粉料同樣地進行繞轉軸的圓心轉動，從而使得粉料紋理趨于接近垂直于模腔的底平面，進而使得壓制出符合預期效果的瓷磚。

其中，中轉過渡皮帶3反轉接料完成后的粉料布局如圖4和圖5所示的從側面看紋理角度呈25- 45°，接著再正轉轉移到承接皮帶4上時，其翻轉掉落過程是先進行基于轉軸圓心而進行的圓弧運動，在翻轉角度a不大于30°時，粉料的翻轉軌跡具有圓弧向心性，因此翻轉的過程中紋理的角度也會進行調整，在到達30°的最大翻轉角度位置時，其紋理的角度調整后的數值大于等于45°且小于等于75°，而翻轉角度在到達或超過30°以后，此時粉料直接受重力作用下滑到皮帶上，而紋理的角度不再發生變化，粉料紋理同樣以大于等于45°且小于等于75°的角度布鋪在皮帶上，然后粉料布局再被承接皮帶4移動傳送到壓機并在后退的過程中翻轉落進模腔內，其紋理角度會再進行一次調整，即基本接近于垂直角度，從而使得瓷磚制品表面的紋理更為立體和清晰且上下紋理基本垂直一致。

此外，可在上述基礎上設定中轉過渡皮帶3以更快的皮帶速度使粉料加快拋出，此時粉料翻轉的角度會變小（粉料在到達最大翻轉角度前已經被拋出，且拋出過程中粉料受水平速度及重力方向影響，拋出后只是重力掉落，角度不再發生變化），反之減慢皮帶速度其翻轉的角度則會變大（粉料到達重力掉落的最大翻轉角度后才掉落），雖然中轉過渡皮帶3轉速的變化使得紋理的角度在承接皮帶4上也會有所改變，但翻轉角度在到達或超過30°時，粉料已脫離皮帶，此時也就不再翻轉，而在重力的作用下掉落。所以通過中轉過渡皮帶3的速度調節既能夠控制粉料布局紋理在成型腔2到中轉過渡皮帶3上的側視角度，也對中轉過渡皮帶3掉落到承接皮帶4翻轉角度進行有效調節，因此以上是最佳實現紋理接近垂直角度的設計方式。

如圖7所示，關于抽板式開關組件22的具體設計，直線驅動器222可以是氣缸、直線電機或者絲桿結構的一種，為使得閘門結構223能夠快速打開，這里選用氣缸。

閘門結構223包括架體2231及閘板2232，其中閘板選用＜2mm的薄板，架體2231的兩側設置有連接部和直線驅動器222連接，閘板2232安裝在架體2231上，當直線驅動器222驅動架體2231運動時，閘板2232隨著架體2231同步運動。

閘板2232為“L”形的薄板，架體2231為“匚”形的架體，架體豎桿與氣缸輸出端相連接，薄板的豎直部分和的架體橫桿固定連接。氣缸的輸出端設置有關節軸承與架體相連接。固定座221上設置有滑槽2211，而對應的架體2231上設置有滑塊，滑槽與滑塊適配而使得整個抽板式組件22平穩地滑動。閘板2232上還設置有多個通孔，當粉料在腔體21與抽板式組件22內側堆積時，能使堆積的粉料將從通孔內漏下從而防止堆積。

4結論

本文中的布料設備通過創新性的設置上下運動的中轉過渡皮帶承接成型腔的粉料，設置位于中轉過渡皮帶下方的承接皮帶承接中轉過渡皮帶下落的粉料。當中轉過渡皮帶承接粉料時反轉，使得粉料紋理向左傾斜，中轉過渡皮帶正轉使得粉料從中轉過渡皮帶上卸料到承接皮帶上后，粉料翻轉從而使得粉料紋理趨于與承接皮帶的上表面垂直，而再經承接皮帶翻轉下落到壓機模腔時，粉料紋理與模具表面基本垂直，因此粉料被壓機壓制完成后具備通體流狀紋理，最終實現了垂直于陶瓷板材水平面的通體流體狀紋理仿石陶瓷板材的制備。