注漿成型

注漿成型，就是指選擇適當的解膠劑(反絮凝劑) 使粉狀原料均勻地懸浮在溶液中，調成泥漿，然後澆注到有吸水性的模型(一般為石膏模) 中吸去水分，按模型成型成坯體的方法。這種方法常用於製造形狀複雜，精度要求不高的日用陶瓷和建築陶瓷。

基於多孔石膏模具能夠吸收水分的物理特性，將陶瓷粉料配成具有流動性的泥漿，然後注入多孔模具內（主要為石膏模），水分在被模具（石膏）吸入後便形成了具有一定厚度的均勻泥層，脫水乾燥過程中同時形成具有一定強度的坯體，此種方式被稱為注漿成型。

基本介紹

• 中文名：注漿成型
• 外文名：Slip Casting
• 優點：適用性強
• 缺點：勞動強度大
• 適用領域：製造形狀複雜，精度低
• 常用方法：壓力、離心

概念

注漿成型是陶瓷工藝雕塑廣泛使用的一種成型方法。它有很多優點，主要是：能使陶瓷工藝雕塑品的坯眙造型比較規整，同時能較純正地保持陶瓷雕塑造型的原樣；雕塑眙壁輕薄而均勻，持拿移動輕便省力；成型操作技術較易掌握，有利於批量複製；成形周期較短，原材料消耗較少，成本較低。但也有不利之點，如胎壁質松易碎，不易成型較大體和造型變化過於複雜的雕塑整體造型；模具要求精度較高、翻制較繁等。不過，這種成型方法不僅以其多種優點而為陶瓷工藝雕塑生產所普遍採用，尤以其有利“保持原樣”這一點而為陶瓷工藝雕塑生產企業所看重。

原理

一般的注漿成型是基於多孔石膏模吸收水分的特性，其注漿過程基本上可分為三個階段。

從泥漿注入石膏模後模壁吸水開始到形成薄泥層為第一階段。此階段的成型力為石膏模的毛細管力，即在石膏模毛細管力的作用下開始吸收泥漿中的水，使靠近模壁的泥漿中的水、溶於水中的溶質及小於微米級的坯料顆粒被吸人石膏模的毛細管中。由於水分被吸走，泥漿中的顆粒互相靠近，形成最初的薄壁層。

薄壁層形成後，泥層逐漸增厚直到形成注件為第二階段。在此階段中，石膏模的毛細管力仍繼續吸水，薄壁層繼續脫水。同時，泥漿內水分向薄壁層擴散，通過泥層被吸入石膏模的毛細孔中，其擴散動力為水分的濃度差和壓力差。此時泥層就像濾網，隨著泥層逐漸增厚，水分擴散的阻力也逐漸增大。當泥層增厚到所要求的注件厚度時，將余漿倒出，形成了雛坯。

從雛坯形成到脫模為收縮脫模階段，即第三階段。由於石膏模繼續吸水和雛坯表面水分開始蒸發，雛坯開始收縮，脫離模型形成生坯，當坯體具有一定強度後即可脫模。

在生產中一般要求注漿成型的時間儘可能短些。從注漿過程可知，成坯時間的長短與泥層的形成速度有關。從實驗中得知，坯體泥層形成的厚度與成型時間的平方根成比例。泥層的形成速度主要取決於泥漿中的水在泥層中的滲濾速度，而影響滲濾速度的因素又很多。從注漿過程的機理來分析，影響滲濾速度的因素有：泥層兩面的壓力差、泥層的孔隙率和孑L隙的形狀、泥料顆粒的比表面積大小、水的黏度、相對密度和泥層的厚度等，其中泥層兩面的壓力差主要取決於模型的毛細管力(即吸水能力)和泥漿的壓力。泥層的孔隙率、孔隙形狀、泥層顆粒的比表面積大小等則取決於泥漿的組成、顆粒大小、級配和解膠劑。為此，要改變注漿的成型時間(及泥層的形成速度)可從下列幾方面來調節：

降低泥層的阻力

泥層的阻力取決於其結構，由泥漿的組成、濃度、添加物的種類等因素所決定。

泥層中塑性料含量多，固體顆粒細，易形成較緻密的坯體，其滲透性差，使注漿速率降低。因此，若要加快吸漿速度，可適當減少塑性原料的用量，泥漿顆粒可稍粗些，這對大件產品的注漿成型尤為重要。

在保證泥漿具有一定流動性的前提下，減少泥漿中的水分，增加其相對密度，可提高吸漿速度。但由於泥漿濃度增加必然使其流動性降低，這就要求選用高效解凝劑。

提高吸漿過程的推動力

吸漿過程的推動力，主要是指石膏模的毛細管力，而石膏模的毛細管力的大小又與石膏模的滲透率有關。在製造石膏模時，當水膏比為78：100時可製得具有最大毛細管力的石膏模。當然，製造石膏模時的其他工藝條件也會影響石膏模的毛細管力的大小。

為提高吸漿過程的推動力，還可採用增大泥漿與模型之間壓力差的方法來達到。這就是生產中常採用的壓力注漿、真空注漿和離心注漿等方法。

提高泥漿與模型的溫度

因為水的黏度隨溫度升高而下降，泥漿黏度也因而降低，流動性增大。實驗證明，若泥漿溫度為35～40℃及模型溫度為35℃左右時，則吸漿時間可縮短一半，脫模時間亦會相應縮短。

步驟

其完成過程可分為三個階段：

1. 泥漿注入模具後，在石膏模毛細管力的作用下吸收泥漿中的水，靠近模壁的泥漿中的水分首先被吸收，泥漿中的顆粒開始靠近，形成最初的薄泥層。2. 水分進一步被吸收，其擴散動力為水分的壓力差和濃度差，薄泥層逐漸變厚，泥層內部水分向外部擴散，當泥層厚度達到注件厚度時，就形成雛坯。3. 石膏模繼續吸收水分，雛坯開始收縮，表面的水分開始蒸發，待雛坯乾燥形成具有一定強度的生坯後，脫模即完成注漿成型。

特點

注漿成型的特點：優點：(1)適用性強，不需複雜的機械設備，只要簡單的石膏模就可成型；(2)能制出任意複雜外形和大型薄壁注件；(3)成型技術容易掌握，生產成本低。(4)坯體結構均勻。

缺點：(1)勞動強度大，操作工序多，生產效率低；(2)生產周期長，石膏模占用場地面積大；(3)注件含水量高，密度小，收縮大，燒成時容易變形。(4)模具損耗大。(5)不適合連續化、自動化、機械化生產。

常用方法

常規注漿成型方法：

單面注漿：泥漿與模型的接觸只有一面，稱為單面注漿。

雙面注漿：泥漿與模型和模芯的工作面兩面接觸，雙面吸水，稱為雙面注漿。

改進的注漿成型方法：

1. 壓力注漿。對於大型的製品來說，因為製品較大，注漿時間就必然很長，又因為注件壁厚，當石膏模吸水能力不夠時，就不易乾涸，多餘泥漿倒出後，有時注件內壁還很潮濕，注件容易損壞。為了加速水分擴散，加快吸漿速度，提高注件的緻密度，縮短注漿時間， 並避免大型或異型注件發生缺料現象，必須在壓力下將泥漿注入石膏模。一般加壓方法是將注漿斗提高，加大注漿壓力，或用壓縮空氣將泥漿壓入模型。

2. 真空注漿。泥漿中一般都含有少量空氣，這些空氣會影響注件的緻密度和製品的性能(如機械強度，電性能等)。對質量要求高的製品來說，泥漿要用真空處理來排除所含的空氣，有時也可將石膏模置於真空室內澆注，這些方法都叫做真空注漿，可加速坯體形成，提高坯體緻密度和強度。

3. 離心注漿。為提高注件的緻密度，去除泥漿中的空氣。使模子作旋轉運動，泥漿注入型腔後，由於離心力的作用，能形成很緻密的乾涸層，對於泥漿中含有的氣泡，因其較輕，當模子旋轉時多集中於中心，而後破裂掉。石膏模放在離心機的底座上，在石膏模和底座之間襯一層塑膠布，不使泥漿漏掉，塑膠布下面再墊一層布。底座中間有一個凹洞，是為了在澆注完畢後把多餘泥漿勺出。可加快吸漿速度，避免泥漿沉澱。

注漿成型的套用：注漿成型是一種古老和傳統的陶瓷成型方法，套用極為廣泛。凡是形狀複雜、不規則的、壁薄的、體積大且尺寸要求不嚴的器物都可以用注漿法成型。包括一般日用陶瓷類的花瓶、湯碗、菜盤、茶壺，衛生潔具類的坐便器、洗面盆，各種形狀的工藝瓷器，還有相當一部分工業陶瓷、特種陶瓷產品等。