CN111421652A - 一种预制模具一次干压成型的瓷质板材及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预制模具一次干压成型的瓷质板材及制造方法。该方案包括平坯层以及预制凸起，平坯层与所述预制凸起由瓷质原料一体干压成型，预制凸起的高度H1为8mm～20mm，平坯层的厚度H2为6mm～15mm。这种瓷质板材通过挂件可以进行更安全的幕墙干挂的应用，且采用是平坯层与预制凸起一体干压成型，具有强度高、一体性好的特点；从而为建筑幕墙的干挂应用提供了一种更好理化性能、干挂更安全的幕墙材料的选择。

Description

一种预制模具一次干压成型的瓷质板材及制造方法
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷领域，具体涉及一种预制模具一次干压成型的瓷质板材及制造方法。
背景技术
随着建筑技术和材料的发展，建筑幕墙已经越来越成熟地应用于各式建筑的内外墙。
而在幕墙材料方面，有运用各式铝板、石材板、陶板、瓷板、玻璃板等建筑板材，在这些建筑板材选用中，随着应用需求和要求的进一步提高，市场对幕墙的安装安全性、施工便利性、高效性、幕墙材料表面装饰效果的多样性提出了更高要求，并朝着装配式应用的发展；另外，随着装修应用安全意识的提升，除了幕墙干挂应用的牢固、高安全性外，对板材粘贴的应用也要求要有更高的牢固附着力。
为达到将幕墙板材本身的理化性能的质地、材料结构应用的安全保障的设计以及材料表面装饰效果的多样性三者综合的效果，对板材以及生产提出了更高的要求。
现有技术的幕墙方法，主流的是以干挂方式为主，通过挂件将板材固定在墙面，龙骨上一般是有各式开槽式、打孔背栓式等方法，这些方法都需对板材本身切磨处理，有一定的损伤，所以需对材质本身的强度、硬度、致密度性能的要求都较高。
而以现有的在板材本身进行开槽或打孔的方法施工时，一方面希望板材本身要厚并且致密度高、强度硬度高以减小开槽、打孔对板材本体损伤从而对安全带来的影响，一方面要有高强度以增强抗风阻力，另外也希望有很好的理化性能以增强耐候性以减少气候对材质的影响，还希望板材本身质量更轻以减小幕墙的负荷。
现有技术的幕墙中，除了以最常见的玻璃幕墙之外的，例如陶板、铝板、石材、人造石等等的幕墙板材中，以陶土为主的陶板，因为其是以粘土为主通过半湿的坭状料方式挤压工艺成型并经培烧而成，最高温度一般是在900-1100℃，这种坭态原料经挤出工艺成型与干法压制具有流动性的粉粒状瓷质原料成型为瓷质板材再经最高温达1150-1220℃瓷质产品制作工艺是完全不同的，并且其生产效率很低，也达不到建筑陶瓷的每条生产线每天可达上万平方米甚至几万平方米的工业化连续大生产可比，其在工业化生产来制造产品上存在短板；而且这种陶质砖的吸水率达到10％以上，在南北区域气候变化、在季节气候变化等情况下的热胀冷缩的变化较大，特别是较高的吸水率特性，在下雨等潮湿天气很容易吸入水份而使陶土板材负重增加，甚至影响性能，这就使得阴雨天和晴天时墙体结构的承重都会产生很大的变化；而且这种陶土工艺的板材，色彩单一，其除了本体色彩外，表面几乎没有装饰效果，更没有象陶瓷砖生产线的喷墨机及配套工艺处理的可以几乎还原出各式石纹、木纹、布纹等逼真的任意彩色图案的丰富多样的表面效果，所以挤出工艺成型的板材，尤其是陶土板材，因为其本身材质的理化性能及其挤出工艺制作的特性，使得其在耐候应用的性能上以及装饰效果上还存在着的局限，有待提升。
而诸如铝型板材幕墙，其虽质量轻，但其色彩单调，装饰的丰富性欠缺，有待提升。
诸如石材幕墙，因为石材本身是天然资源形成的，色差难统一，质地不一，孔隙较多，致密度不均甚至疏松，须要做防水防护，须要有一定的厚度来支撑其使用的强度，但厚度的增加同时也带来了负重的增加，因而其理化性能有一定的局限，使用作为干挂时的开槽、开孔等，对其强度影响更敏感。
现有技术的瓷质板材，是经过大吨位压机压制而成，并且是经过1150℃以上的高温烧制而成，所以其不论是在抗折风阻强度、硬度、耐酸碱、致密度、防污、抗急冷急热的热稳定性等理化性能上，比陶质板材、比石材都更优良。所以，以瓷质板材来作为幕墙干挂，在业内是一种趋势。而现有技术中能提供给幕墙应用的瓷质板材都是常规的整体平板式的，又因为瓷质板材坯体经大吨位压制和高温烧结后的致密度高，所以其单位厚度和面积的平面板材的质量较重，对干挂的负荷较大，而如果太薄，则开槽、打孔方式用于干挂时，因开槽、打孔的磨切削，使对应位置厚度减薄于其它平板坯体的位置，从而产生开槽、打孔位置的强度减弱而带来安全隐患。所以，为了既能减轻负荷、又要有达到标准所需的更高抗折风阻强度、还要有小于3％、甚至小于0.5％的低吸水率瓷质板材，用于幕墙干挂使用，成为了业内人士研究和攻关的方向。
而现有用于幕墙技术的板材中，有例如公开号为CN110565853A的“一种凸陷式幕墙板材”的技术方案，其所描述的是以陶土为主要原料采用挤出工艺一体成型的方法，制作含有凸起夹块的一体式陶板并且无需在其转化为硬质板材后再进行塑性工艺的二次加工，这种针对挤出工艺的方法，对于采用陶土原料而言，是可行的，但陶土工艺的制品的性能在本发明的上述已有所述，其存在局限，而且挤出工艺不具有以800*800mm*10mm瓷质砖现行生产制作仅需40分钟即可完成全程烧成为例的工业化连续大生产的效率，所以这种工艺及制品的局限还有待提升；而若采用瓷土原料进行挤压工艺成型，现有技术还未有所见，因为其塑性达不到陶土原料的要求，并且烧制温度若达不到1150℃-1220℃，则其配方原料不能达到烧成后高达16％以上氧化铝、62％以上二氧化硅、2％以上钾钠氧化物含量的粉粒状瓷质原料的完全烧结，所以，这种挤出工艺一体式成型瓷质原料板材技术方案在现有技术中是有局限的、也未见有真正实现的实际制品。
而现有技术中，也有例如公开号为CN101250930A(分案申请号为200510053355.8)的技术方案，其所描述的是采用预定设计造型的抛磨模具切削磨抛而来制作凸棱板材，是对已经压制成型且烧制成型后的瓷质板材二次加工制作，这与设计采用瓷质粉料一体式干压成型为含有高度不小于8mm预制凸起且平板坯体厚度不小于6mm的板材，是完全不同的两种技术方案。
因此，需要提出一种适用于干挂幕墙或需要增加铺贴牢固力的瓷质板材的方案。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明第一目的在于提供一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，其包括厚度不小于6mm的平坯层以及与之干压一体成型的高度达8-20mm的有间隔的预制凸起，此瓷质板材适用于幕墙干挂的运用、具有铺贴牢固力强、抗折强度高的优点。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，包括平坯层以及若干预先设置的预制凸起，所述平坯层与所述预制凸起由瓷质原料一体干压成型，所述预制凸起的高度H1为8mm～20mm，所述平坯层的厚度H2为6mm～15mm；
从瓷质板材的横截面看，所述预制凸起的侧面与竖直方向的夹角α≥15°，所述预制凸起的任意边在平坯层表平面的垂直投影不重叠。
通过这样设置，该瓷质板材是从易于脱模、压制密度易于均匀在一定范围内利于烧制成型为重要攻关点，为得到瓷质板材，对压机模具造型及深、浅、长、短等参数的创新设计，并经过上千次的实验和修改模具参数，并从原料配方的塑性、干燥的物理排水、结构排水以及氧化排气和烧结的干燥和烧制制度的设计匹配，从而才得以实现本发明制品和方法的。例如，预制凸起的高度为8mm～20mm，平坯层厚度为6mm～15mm，预制凸起的侧面边与竖直方向的夹角α≥15°，预制凸起的任意边在平坯层的垂直投影是不重叠的这些设计，是综合协同的，才保证到压制时能成型又易脱模的实现；
业内人士周知，自上世纪瓷质玻化砖在中国兴起时开始，技术就一直在发展和进步，这种瓷质砖的生产过程中，不但是背底设计了各式凹凸底纹造型，而且在瓷质砖的表面也设计产生了各式的凹凸模具造型，这些模具造型都是一体式成型的。所以，一体式成型模具砖造型的坯体制品，是公元2000年以前就有的技术方案，所以，上述公开号为CN110565853A、公开号为CN101250930A(分案申请号为200510053355.8)、也包括本申请人于2020年1月14号的申请号为2020100361838的在先申请的技术方案所针对的一体式成型的造型的创意，并非是影响本案新颖性的提案，只是现有技术以及较早的技术方案，现有技术中仍然存在以下问题：对采用粉粒状瓷质原料干压成型制作凹凸模具造型的凹陷深度未有达到更深的突破或者还需进一步解决高抗折强度、成型不裂的难题以及这种设计的制品的用途攻关。
所以，本发明人之外的现有技术制品凹凸造型的凸棱都未有高度不小于8mm的预制凸起且经过设计和二次加工是可用于干挂应用的创新方案，或者本申请人申请号为2020100361838的在先申请提出凸起棱方案但未有揭示如何更好地解决制品整体抗折强度高且局部抗折强度差异小的难题，还有因为采用瓷质原料并采用数千吨以上压机一次成型压制这种含有凸棱的瓷质板材的坯体，须要解决其压制后易于脱模、不产生裂纹的客观难题，还要攻克烧制时排水、氧化、排气、收缩的烧成工艺后的无开裂、无暗裂、有强度的匹配适应的难题，只有解决了这些技术问题之后，一体式成型制作含有高度不小于8mm的预制凸起且平板坯体厚度不小于6mm的瓷质板材产成品才能成为可行。
之所以定义最小8mm的棱高和6mm平坯层厚度，是结合实际应用而设计的，因为小于8mm的棱高，在棱侧开槽的二次加工后，强度不高，且开槽的尺寸受限，小于6mm的平坯层，其干挂应用的抗风压能力弱，存在安全隐患。
作为优选，所述预制凸起的侧面与竖直方向的夹角α≥20°。
作为优选，所述预制凸起包括至少两个凸台棱，凸台棱至少有长度不小于40mm、最窄宽度不小于20mm的棱体，所述至少两个凸台棱与瓷质板材就近的侧边的最小间距B为15mm～100mm。
通过这样设置，将凸台棱限定为至少有不小于40mm长度的棱体，且凸台棱的棱体最窄宽度不小于20mm，则凸台棱可以是设置为一体形成的长堎或者设置为包括多个短棱，以满足干挂要求为准并且还可以使凸台棱在整体制品板面中的致密度分布更趋平均。
作为优选，所述凸台棱的一侧或两侧设置有侧向内凹槽。
通过这样设置，是经过二次加工对相应预制凸起进行棱侧的开槽或同时在棱体上打孔来形成可以配套挂件进行牢固可靠的干挂所需的瓷质板材成为可行，因为在凸台棱侧面设置侧向内凹槽，是经过设计专门用作为减少直接在平板主坯体内开槽、打孔的损伤而设计的，其余预制凸起是为了更好的增加板材强度，而凸起之间的间隔又大大减少了原料使用量而使制品重量更轻。
这种综合性的设计创新并解决了现有技术未能有制作预制凸起的高度为8mm-20mm、平坯层厚度为6mm-15mm的瓷质板材的难题，还进而可以实现了经过二次加工以这种板材用于更安全干挂的技术效果，这是本发明的创造性和实用性的又一所在。
作为优选，所述预制凸起还包括凸台棱之外的预制造型部。
作为优选，所述预制凸起(21)之间是压制槽，所述压制槽中设置有若干加强筋。
通过这样设置，在预制造型部形成压制槽中设置若干加强筋，使得压制所得的瓷质板材的整体板面上抗折强度得到有效加强，减少瓷质板材预制预制造型部因局部或局部方向强度不足而出现裂纹缺陷的可能，提高成品率，有利于生产、运输以及实际运用。
作为优选，所述加强筋的长度为b，5mm≤b≤所在压制槽的长度，所述加强筋两端的斜面与平坯层的表面的拔模倾角为β，10°≤β≤80°，所述加强筋的顶部到所述预制凸起根部的高度为h，h＜H1。
作为优选，所述加强筋的长度为b，15mm≤b≤50mm，所述加强筋两端的斜面与平坯层的表面的拔模倾角为β，30°≤β≤60°，所述加强筋的顶部到所述预制凸起根部的高度为h，h＜H1。
通过这样设置，对加强筋的长度以及拔模斜度进行特定设置，有效对瓷质板材的抗折强度进行有效加强，还便于脱模，便于生产。
作为优选，所述预制造型部设置为包括若干凸起点，所述凸起点为圆台状或者棱台状，所述凸起点在瓷质板材的平坯层上呈网状分布或呈矩阵分布；或者所述预制造型部设置为包括若干凸起棱，所述凸起棱的垂直截面为三角形或梯形且各边相交的角为有弧度的相连，所述凸起棱在瓷质板材平坯层上选择或呈条形分布、或呈S形分布、或呈人字形分布、或呈环形分布、或呈扇形分布又或这些造型的一种或者多种相互组合的分布。
通过这样设置，预制造型部可以为凸起点，或者凸起棱，且凸起点或凸起棱的分布方式可以多样化，有利于实现产品的多样化；更进一步是使制品不同方向的抗折强度，抗风阻受力更分布均匀。
作为优选，所述预制凸起在位于瓷质板材四边的端处设置有压制肩部，所述压制肩部自所述瓷质板材侧边起的距离为L，5mm≤L≤35mm，所述压制肩部的顶面到所述预制凸起的顶面的高度差为△H，1.5mm≤△H≤8mm。
通过这样设置，在试验以及实际生产阶段中，以预制造型部为条形分布、截面为三角形的凸起棱为例，相邻的两条凸起棱之间形成一压制槽，烧制后，在瓷质板材背离预制凸起的表面上、位于相邻的两条压制槽之间易产生裂纹，且该裂纹靠近瓷质板材的边部，此裂纹的形成是由于瓷质板材为瓷质原料一体压制形成时，压制槽下方的平坯层较密实，而位于预制凸起及其下方的平坯层的瓷质原料密实度相对较低，形成不均匀的密度差较大，经过烧制后在预制凸起下方的平坯层因原料密实度不足而产生裂纹，而把预制凸起在板材两边的端处均设置压制肩部，从而压制过程中，根据压制肩部设置的压制模对压制肩部进行压制，从而使得压制所得的瓷质板材中位于压制槽、预制凸起下方的平坯层的密度差缩小，达到在烧制、熔融、收缩的要求范围内，从而消除了裂纹产生的缺陷。
作为优选，所述凸台棱的顶部设置有凹陷部，所述凹陷部的深度不超过H1/2。
通过这样设置，这种设计相当于将相同体积的单条棱的中间下压而使棱的粉料密度加大，这是为凸台棱的密度提供了有效的调节手段之一，在靠近两侧的凸台棱的顶部设计深度不超过所在棱的高度的一半的凹陷造型，是为了使棱的顶部即保持了要求的高度，而整体粉料被压实得更紧致从而使得棱的坯体密度可调节控制与其它的相对一致，这种通过角度、通过棱高、通过设计棱上凹陷、通过间距的各项参数的匹配设计，从而可以有效地调节脱模和密度均匀的技术难题，得以实现凸起棱的高度为8mm-20mm，平坯层厚度为6mm-15mm的瓷质坯体制品的制作。
作为优选，所述凸台棱是由预制造型部和加强筋组合而形成。
通过这样设置，这种设计是各凸起统一都是预制造型部，而通过在预定位置把加强筋加长就可以更容易地设计出或长、或短的所需用于外侧开槽作干挂用的凸台棱，或者还可以在制品板面均匀设置一定数量的这种凸台棱造型，从而使制品整体板面在受力和坯体成型时更相对均匀。
作为优选，所述预制凸起的顶部两侧的间距C均不小于3mm，每条所述凸台棱两侧在H1/2位置的间距A为15mm～70mm。
通过这样设置，预制凸起能保证瓷质制品具有足够的强度的情况下，又能支撑板材在辊道窑中传送稳定，避免出现尖端破损脱落造成质量缺陷的情况发生，此外，将预制凸起进行特定加宽设计，使其为可用于二次加工产生侧向内凹槽可套扣挂件的棱条，加宽的设计，极大地保证了用于干挂构件的采用套扣牢固以及保证强度。
作为优选，从瓷质板材的垂直截面看，相邻的两个所述预制凸起侧面边与所述平坯层表面的交点重合或者相距不超过10mm。
通过这样设置，这种设计是使反向设计的压制模具在下压过程中，易于有效地充分地将布落平整的含水率9％以内的有流动性的原料排挤和收集在各相应的空隙间隔内，使原料在各棱内和平坯层的密度分布相对均匀在可脱模、能烧制冷却后不裂的工艺范围内，这也都是根据瓷质粉料的流动性，检测和调整粉料致密度，调整凸起棱体高度、角度或凹陷深度或加强筋等参数的成百上千次试验而实现的。
作为优选，瓷质板材背离所述预制凸起的表面为平面或含有深度为0.5mm～5mm的凹凸纹理造型。
通过这样设置，更增加了表面装饰外观立体效果的丰富性。
作为优选，瓷质板材背离所述预制凸起的表面为瓷质坯面或含有喷墨图案及釉料、干粒材料的装饰层。
作为优选，所述凸台棱的顶部设置有预定间距的锥形凹孔。
通过这样设置，设置锥形凹孔能够配合干挂件进行套扣安装和进一步螺栓加固，从而进一步提高套扣连接强度牢固度，又便于安装。
作为优选，瓷质板材是吸水率＜0.5％、密度介于1.75～1.95g/cm3的瓷质轻质坯体或密度＞2.3g/cm3的常规瓷质坯体。
基于同一发明构思，本发明的第二目的在于提供一种预制模具一次干压成型的瓷质板材的制造方法，其包括以下步骤：
步骤一：首先按上述的瓷质板材制品反向设计制备好陶瓷压机的坯底模具，并按平面或凹凸造型的反向，设计制备好坯面模具，作为压制所需的上下模具，并安装在生产线的陶瓷压机上；
步骤二：准备好生产瓷质砖产品的瓷质原料；
步骤三：通过布料格栅向陶瓷压机压制成型位置平整地布落所需厚度的瓷质原料；
步骤四：压制成型为坯体；
步骤五：采用常规控制将坯体输送进入干燥窑干燥和最高温达1150℃-1220℃的烧制窑烧成为半成品坯体；
步骤六：冷却、切磨边，制得含预制凸起的瓷质板材制品的半成品；
步骤七：在所制得的瓷质板材制品半成品的凸台棱一侧或两侧，采用预定加工刀具切磨加工形成预定形状和深度的侧向内凹槽。
作为优选，步骤一中，所述的陶瓷压机为冲压式、辊压式或顶压式干压成型陶瓷压机。
作为优选，所述瓷质原料采用含水率不高于9％的常规粉粒状瓷质原料。
作为优选，所述坯底模具、坯面模具造型按上述的瓷质板材制品的对应坯底、坯面造型并结合瓷质砖压制成型和收缩率来反向设计，即瓷质板材制品与坯底模具、瓷质板材制品与坯面模具是对应一公一母的配套造型。
作为优选，压制成型的坯体在进入步骤五的干燥之后，先进入到釉线工序进行预定图案的喷墨和施加釉料和干粒材料的表面工艺处理形成装饰层，再进入到烧制窑工序烧成。
作为优选，步骤七之后，对凸台棱采用对应预制的型材及螺栓构件进行扣套，形成可用于牢固地进行干挂应用的装配制品。
相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：
1、本发明提出的一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，背部采取8-20mm的预制凸起设计，把预定位置的凸起通过加强筋设计成至少40mm长度且达到20mm的最窄宽度的凸台棱，又或者直接在预定位置设计至少40mm长度且达到20mm的最窄宽度的凸台棱，进而在凸台棱的两侧经过开槽加工后形成预定形状和尺寸的侧向内凹槽的创新设计，可以使金属型材按造型套扣在加工而成的凸台棱的侧向内凹槽内又或同时辅以螺栓加固套件，从而使这种瓷质板材通过挂件可以进行安全更牢固的幕墙干挂的应用，因为干挂幕墙的受力方向上是竖向上下的力，所以这种凹槽套扣住后的线和面的受力是牢固可靠的，而且还可在套件上用螺栓构件加固从而使套件整体包护住预制凸起体，将更加牢固；而又由于本发明板材采用是平坯层与预制凸起一体干压成型的瓷质坯体，采用大吨位压机压制，最高达1150℃～1200℃高温烧制，具有致密度高、强度高、一体性好的特点；从而为建筑幕墙的干挂应用提供了一种更好理化性能、干挂更牢固安全的幕墙材料的选择。
2、本发明提出的一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，其背面的预制凸起是间隔而设计的，这相比较没有预制凸起而是达到相同厚度的实体平坯体而言，在未牺牲效果且强度完全达到国家标准的情况下，本发明比平整坯体大大节约了坯体及用料的重量，以平板层坯体为1cm、预制凸起为1.3cm、预制凸起的侧面与竖直方向的夹角33°、预制凸起与底面交点相交的方式为例来说，可以节约四分之一左右的坯体重量，这将产生了更多节能减负荷的有益效果，其一是，用于干挂的墙体负荷大大减轻；其二是制作制品的原料大大节约；其三是制作制品时烧制的能耗大大节约；其四是运输重量的大大节约。诸如这些负荷的减轻、成本的节约是显而易见的，更符合绿色、低碳、环保的发展方向，所以其本身就具备了一体化成型质轻的综合效果；其五，当本发明采用轻质配方原料的瓷质坯体应用时，通过本发明的这些优势结合轻质瓷质坯体，将更进一步极大地减轻了负荷，更具市场应用前景。
3、在预制造型部的压制槽中设置若干加强筋，克服了具体局部方向性与强度不高的技术问题，能有效提高生产所得瓷质板材成品的整体抗折强度，为实用性安全更添保障。
4、在瓷质板材四边的各凸台棱的端部设置压制肩部，有效减少生产所得瓷质板材成品在侧边形成裂纹的缺陷，提高了产品的成品率。
5、预制造型部的形状多样化，有利于提高产品的多样性；并且通过这种造型的设计，使整体板面在承压，抗风阻、抗折上的受力抵抗分散更加均匀，从而大大减少了因局部抗折强度不均匀而容易受力破损或受力开裂的问题。
6、本发明提出的一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，是属于陶瓷制品生产领域，现有技术对瓷质砖的生产技术已经非常成熟，所以，本发明的可再现性非常好，并且通过现有瓷质砖生产技术工艺，采用陶瓷喷墨机对本发明制品的表面喷施陶瓷用彩色墨水形成预定彩色图案，再施加釉料、干粒等材料，进行表层的装饰效果处理，可以制得表面是采集具有诸如天然石材、木纹、布纹、水彩画、油彩画等各式素材通过扫描形成数据信息，形成图案文件，再通过陶瓷喷墨机喷印在制品表面形成数码喷墨纹理图案的还原出来的丰富多样的效果，这将为幕墙干挂应用提供了既有更安全的干挂设计构造、又有更多样的表面效果的、还有更高理化性能的板材制品，这种可以采用陶瓷喷墨机进行喷墨处理形成多样彩色图案的并且是工业化大生产的瓷质砖工艺，满足人们对审美需求的提高，对安全性能要求的提高，这是陶土或高水分瓷土等挤出工艺的单调色彩所不能比拟的，也不是挤出工艺所能达成的。
7、本发明提出一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，因为采用了瓷质砖的生产工艺，可以通过混料手段产生彩色通体坯体效果，还会产生表面的彩色喷墨图案效果，以及各式火度的釉料、干粒施加后的装饰，形成丰富的坯体及表层装饰效果，这不但是为幕墙干挂提供了更好的板材，同时也还可以用于较矮的贴墙以及铺地的应用，这种预制凸起的设计还极大地增加粘贴材料与板材棱条之间的咬合力，所以铺贴应用更牢固。
8、本发明提出一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，可以在地面先行标准化套扣、螺栓螺扣等干挂组件，然后进行装配式标准化安装应用，实现了快速、高效的装配应用。
9、本发明提出一种预制模具一次干压成型的瓷质板材制品的生产工艺，是通过模具的创新设计和制备，原料配方的匹配控制、压机的匹配、合适的干燥和窑炉烧制制度的设计，在瓷质砖的生产线工艺中即可实现工业化大生产，相比较挤出工艺的效率而言，是大大的提高。
10、本发明提出一种预制模具一次干压成型的瓷质板材制品的生产工艺，通过模具的创新设计和制备，实现了对平整布料即可压制产生预定设计凸起棱的效果制品，业内周知，平整布料是瓷质砖生产工艺中最高效简捷的一种布料方式，本发明的创新设计满足这种一次布料即可成型预定造型的创新的实现，既产生了预定创新设计效果，又实现了对生产技术难度控制的降低、对效率的提升。
附图说明
图1为本发明其中一实施例中预制模具一次干压成型的瓷质板材的压制成型坯体及相匹配模具的立体设计图；
图2为本发明其中一实施例中预制模具一次干压成型的瓷质板材的压制成型坯体及相匹配模具的横截面示意图。
图3为图2中J部的放大示意图。
图4为本发明实施例二中预制模具一次干压成型的瓷质板材的立体图；
图5为图4中M部的放大图；
图6为本发明实施例二中预制模具一次干压成型的瓷质板材俯视方向的局部示意图；
图7为图6中F-F截面的局部示意图；
图8为图6中G向的局部示意图；
图9为未设计压制肩部的预制模具一次干压成型的瓷质板材与坯底模具在压制时状态示意图；
图10为设计了压制肩部的预制模具一次干压成型的瓷质板材与坯底模具在压制时状态示意图；
图11为本发明其中一实施例中预制模具一次干压成型的瓷质板材表面含喷墨纹理的示意图。
图12为本发明其中一实施例中预制模具一次干压成型的瓷质板材经过对预定预制凸起二次加工后的横截面示意图；
图13为图12中K部的放大图；
图14为本发明实施例三中预制模具一次干压成型的瓷质板材的立体图；
图15为本发明实施例四中预制模具一次干压成型的瓷质板材的立体图；
图16为本发明实施例五中预制模具一次干压成型的瓷质板材的立体图；
图17为本发明实施例六中预制模具一次干压成型的瓷质板材的立体图；
图18为本发明实施例七中预制模具一次干压成型的瓷质板材的立体图；
图19为本发明实施例八中预制模具一次干压成型的瓷质板材的立体图；
图20为本发明实施例九中预制模具一次干压成型的瓷质板材的立体图；
图21为本发明实施例十中预制模具一次干压成型的瓷质板材的立体图；
图22为本发明实施例十一中预制模具一次干压成型的瓷质板材的立体图；
图23为本发明实施例十二中预制模具一次干压成型的瓷质板材的制造方法的原理示意图。
其中，各附图标记所指代的技术特征如下：
11、瓷质板材；12、坯底模具；121、凸起部；122、凹槽部；123、压制凸起；21、预制凸起；211、压制肩部；22、平坯层；221、密实区；222、疏松区；23、压制槽；231、加强筋；31、预制造型部；311、凸起棱；312、凸起点；41、凸台棱；410、棱体；411、侧向内凹槽；412、凹陷部；413、锥形凹孔；5、陶瓷压机；6、坯面模具；7、原料输送装置；701、下料斗；702、集料斗；9、输送辊台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
实施例一
参考图1、图2、图3、图12以及图13，本实施例公开了一种预制模具一次干压成型的瓷质板材11，包括平坯层22以及预制凸起21，平坯层22与预制凸起21由瓷质原料一体干压成型，预制凸起21的高度H1为8mm～20mm，平坯层22的厚度H2为6mm～15mm；
从瓷质板材11的横截面看，预制凸起21的侧面与竖直方向的夹角α≥15°，预制凸起21的任意边在平坯层22的垂直投影不重叠，预制凸起21包括至少两个凸台棱41，本实施例中，凸台棱41呈长条状，凸台棱41相互平行且凸台棱41与瓷质板材11任意两条相互平行的边中的其中一条边平行，凸台棱41与瓷质板材11就近的侧边的最小平行间距B为15mm～100mm，凸台棱41的一侧或两侧设置有侧向内凹槽411，侧向内凹槽411为二次加工形成，侧向内凹槽411是否在凸台棱41的两侧均开设侧向内凹槽411根据实际需要进行选择。
预制凸起21的高度H1为8mm～15mm，优选地，H1可选择8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、11.5mm、12mm、12.5mm、13mm、13.5mm、14mm或14.5mm，平坯层22的厚度H2为8mm～13mm，优选地，H2可选择6.5mm、7mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm、10.5mm、11mm、11.5mm、12mm、12.5mm。
优选地，预制凸起21的侧面与竖直方向的夹角α≥20°。
优选地，凸台棱41的顶部设置有凹陷部412，凹陷部412的深度不超过H1/2。
优选地，参考图2，每条凸台棱41两侧在H1/2位置的间距A为15mm～70mm。
参考图1，预制凸起21还包括设置在瓷质板材中部的预制造型部31，本实施例中，预制造型部31设置为包括若干凸起棱311，凸起棱311的垂直截面为三角形，在其他实施例中，凸起棱311的垂直截面形状还可以是梯形，凸起棱的边角通过圆弧过渡，即为有弧度的相连。
凸起棱311在瓷质板材表面上选择呈条形分布、呈S形分布、呈人字形分布、呈环形分布、呈扇形以及扇形的组合分布中的一种或者多种分布形式的组合，本实施例中，凸起棱在瓷质板材表面上选择呈条形分布，且凸起棱与凸台棱平行设置。
优选地，参考图2及图3，预制凸起21的顶部两侧的间距C均不小于3mm，预制凸起21的顶部通过圆弧过渡。
优选地，从瓷质板材11的横截面看，相邻的两条预制凸起21侧边与平坯层22的交点重合或者相距不超过10mm(如图3中的参数D所示)。
优选地，相邻的两条预制凸起21侧边与平坯层22的交点相距不超过5mm。
优选地，瓷质板材11背离所述预制凸起21的表面为平面或含有深度为0.5mm～5mm的凹凸纹理(图中未示出)。
优选地，如图11所示，瓷质板材11背离所述预制凸起21的表面为瓷质坯面或含有喷墨图案及釉料、干粒材料的装饰层。
优选地，瓷质板材11是常规瓷质坯体或是吸水率＜0.5％、密度介于1.75～1.9g/cm3的瓷质轻质坯体或者密度＞2.3g/cm3的常规瓷质坯体。
实施例二
基于实施例一，本实施例公开另一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，其与实施例一的区别的地方在于：
参考图4与图5，预制凸起之间形成若干压制槽23，本实施例中，压制槽23形成于相邻的两条凸起棱311之间，在压制槽23中设置若干个加强筋231，加强筋231可沿压制槽23长度的延伸方向均匀间隔设置多个。
在其他实施例中，加强筋231与预制造型部的凸起棱311一体组合形成凸台棱。
参考图6与图7，加强筋231的长度为b，5mm≤b≤所在压制槽23的长度，优选地，15mm≤b≤50mm，综合考虑相邻的两条预制凸起21的间距、高度设置，b可以选择20mm；
加强筋231上部设置的拔模倾角为β，10°≤β≤80°，优选的范围为：30°≤β≤60°，更优地，β选择40°；
加强筋231的顶部到预制凸起21根部(也即到平坯层22朝预制凸起21一侧的表面)的高度为h，h＜H1，优选地，h可以选择为：(1/2)H1≤h≤(2/3)H1。
参考图4，加强筋231仅在凸台棱41之间的压制槽23中形成且凸台棱41与其相邻的其他预制凸起21之间不设置加强筋231，在其他实施例中，根据强度需要，可以设置为在所有的压制槽23中设置加强筋231。
参考图4以及图5，瓷质板材在凸台棱41沿其长度方向的两端处各设置一压制肩部211，压制肩部211形成于所有的沿瓷质板材侧边设置的预制凸起21上，压制肩部211平面的高度低于预制凸起21的高度。
参考图5、图6以及图8，压制肩部211到就近的瓷质板材侧边的距离为L，将L设置为：5mm≤L≤35mm，优选地，L选择20mm
压制肩部211的顶面到预制凸起21的顶面的高度差为△H，将△H设置为：1.5mm≤△H≤8mm，优选地，△H可选择2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm。
参考图9，未设置压制肩部211前，根据产品反向设置的坯底模具12包括凸起部121以及凹槽部122；凹槽部122设置在相邻的两个凸起部121之间，凸起部121用于压制形成压制槽23，而凹槽部122则形成预制凸起21，在压制过程中，坯体模具的凸起部121与凹槽部122同步下压瓷质原料，位于瓷质板材上，位于压制槽23下方的平坯层22因受到凸起部121的压力较大，瓷质原料收到挤压排列紧密，从而在此部位形成密实区221，而位于预制凸起21及其下方的平坯层22受压强度相对较小，瓷质原料排列较为输送，形成疏松区222，这尤其在瓷质板材靠近预制凸起21延长度方向的两端处表面明显，烧制过程中，因疏松区222中瓷质原料不够饱和，从而导致在瓷质板材中平坯层22背离预制凸起21的表面上位于疏松区222内形成裂纹缺陷；
参考图10，而设置了压制肩部211后，坯底模具12需做出适应性调整设计，参考图，坯底模具12包括凸起部121、凹槽部122，还包括压制凸起123，压制凸起123设置在凹槽部122中并位于凹槽部122沿其长度延伸方向的两端，压制凸起123用于在预制凸起21的两端形成压制肩部211；压制凸起123的设置，可使得在压制过程中，压制凸起123与凸起部121对位于预制凸起21及其下方的平坯层22与位于压制槽23下方的平坯层22的瓷质原料均匀下压，从而使得平坯层22的瓷质原料分布均匀，密实度保持一致，从而有效减少在烧制后在瓷质板材成品的平坯层22表面形成裂缝缺陷。
实施例三
参考图14，基于上述实施例，本实施例公开另一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，其与上述实施例的区别的地方在于：
凸台棱41的顶部设置有预定间距的锥形凹孔413。
实施例四
参考图15，基于上述实施例，本实施例公开另一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，其与上述实施例的区别的地方在于：
凸起棱311的垂直截面为梯形，且凸起棱311呈S形分布，凸起棱311的延伸方向与凸台棱41的延伸方向相同。
实施例五
参考图16，基于上述实施例，本实施例公开另一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，其与上述实施例的区别的地方在于：
凸起棱311的垂直截面为梯形，凸起棱311呈人字形分布，该人字形的分布状态为以瓷质板材其中一条边的中线为对称轴分布。
实施例六
参考图17，基于上述实施例，本实施例公开另一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，其与上述实施例的区别的地方在于：
凸起棱311的垂直截面为梯形，凸起棱311呈环形分布，该环形的分布状态为以瓷质板材中心为圆心、由内而外逐圈分布。
实施例七
参考图18，基于上述实施例，本实施例公开另一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，其与上述实施例的区别的地方在于：
凸起棱311的垂直截面为梯形，凸起棱311呈扇形以及扇形的组合分布，扇形以及扇形分布为有规律状态分布或者无规律状态分布。
实施例八
参考图19，基于上述实施例，本实施例公开另一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，其与上述实施例的区别的地方在于：
预制造型部31设置为包括若干凸起点312，凸起点312为圆台状或者棱台状，凸起点312在瓷质板材的平坯层上呈网状分布或呈矩阵分布，本实施例中，凸起点312为圆台状，凸起点呈矩阵分布。
实施例九
参考图20，基于上述实施例，本实施例公开另一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，其与上述实施例的区别的地方在于：
凸起点312为棱台状，凸起点312呈网状分布，网状分布状态为呈45°交叉。
实施例十
参考图21，本实施例公开另一种制造预制模具一次干压成型的瓷质板材制品，基于上述实施例，本实施例与上述实施例区别的地方在于：
参考图21，凸台棱41可以有多个独立的棱体410组成，棱体410的长度不小于40mm、最小宽度不小于20mm。
参考图21，沿瓷质板材制品的同一侧边设置的棱体的朝向相同。
实施例十一
参考图22，本实施例公开另一种制造预制模具一次干压成型的瓷质板材制品，基于上述实施例，本实施例与上述实施例区别的地方在于：
沿瓷质板材制品的同一侧边设置的棱体的朝向不同。
实施例十二
参考图23，本实施例公开一种制造预制模具干压成型的瓷质板材制品的制造方法，运用于制造上述实施例的预制模具一次干压成型的瓷质板材制品，包括以下步骤：
步骤一：设计制品的造型，根据原料配方的塑性、干燥的物理排水、结构排水以及氧化排气和烧结的干燥和烧制制度的设计匹配，瓷质砖压制成型和收缩率从而设计出压制成型坯体的各项参数，再反向设计出陶瓷压机5的坯底模具12，如图1，图2所示；设定压制成型坯体凸起棱的高度H1为13mm，压制成型坯体平坯层的厚度为11mm，凸起棱的侧面边与竖直方向的夹角α为32°，如图3所示；
设计制备好或平面或0.5mm-5mm深度的凹凸纹理造型的坯面模具6；
将坯底模具12、坯面模具6安装在生产线的陶瓷压机5上；
步骤二：准备好生产瓷质砖产品的常规的瓷质原料；
步骤三：启动生产设备，原料输送装置7上的下料斗701将所装载的原料下落到集料斗702上，集料斗702包括布料格栅(图中未示出)，通过布料格栅将原料平整地填进陶瓷压机5的模腔中；
步骤四：采用步骤一所述的陶瓷压机模具压制成型为坯体并通过输送辊台9送进下一工序，如图23所示；
步骤五：调整方向使坯体的直线型凸起棱是垂直方向进入干燥窑干燥和最高温达1150℃-1220℃的烧制窑烧成为半成品坯体；
步骤六：冷却、切磨边，制得本发明一种预制模具干压成型的瓷质板材制品；
步骤七：在最后制得的预制模具干压成型的瓷质板材制品的凸台棱的一侧或两侧，根据干挂型材的匹配，采用预定加工刀具二次加工切磨形成预定形状和深度的内凹槽状，即制得一种预制模具干压成型的瓷质板材制品并且其背面预定凸起棱是有可牢固套扣挂件的内凹槽的制品，如图12、图13所示，将预定加工的凸台棱41加工形成侧向内凹槽，使得凸台棱41呈燕尾槽型形状。
为了更好地使棱的强度增大，在实际实施中，对于棱高8mm-20mm，平坯层厚度8mm-15mm的条件下，其棱高与平坯层厚度的比为1:1～1.5:1。
优选地，步骤一中，陶瓷压机可选用为冲压式、辊压式或顶压式干压成型陶瓷压机。
优选地，步骤二中，瓷质原料采用含水率在9％以下的常规粉粒状瓷质原料。
坯底模具12、坯面模具6造型分别按瓷质板材制品的对应坯底、坯面造型并结合瓷质砖压制成型和收缩率来反向设计，即瓷质板材制品与坯面模具6、瓷质板材制品与坯底模具12均是一公一母的配套造型。
实施例十三
基于实施例十二，在步骤五中，干燥窑干燥后、在烧成窑烧成前，进入到釉线工序进行预定图案的喷墨和釉料干粒工艺的表面装饰层处理，最后制得本发明表面含喷墨纹理一种预制模具干压成型的瓷质板材制品，如图11所示。
实施例十四
基于上述实施例，步骤七之后，对凸台棱采用对应预制的型材、螺栓构件进行扣套，形成可用于牢固地进行干挂应用的装配制品。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (24)

1.一种预制模具一次干压成型的瓷质板材，包括平坯层(22)以及若干预先设置的预制凸起(21)，其特征在于，所述平坯层(22)与所述预制凸起(21)由瓷质原料一体干压成型，所述预制凸起(21)的高度H1为8mm～20mm，所述平坯层(22)的厚度H2为6mm～15mm；
从瓷质板材(11)的横截面看，所述预制凸起(21)的侧面与竖直方向的夹角α≥15°，所述预制凸起(21)的任意边在平坯层(22)表平面的垂直投影不重叠。
2.根据权利要求1所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述预制凸起(21)的侧面与竖直方向的夹角α≥20°。
3.根据权利要求1所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述预制凸起(21)包括至少两个凸台棱(41)，凸台棱(41)至少有长度不小于40mm、最窄宽度不小于20mm的棱体(410)，所述至少两个凸台棱(41)与瓷质板材(11)就近的侧边的最小间距B为15mm～100mm。
4.根据权利要求3所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述凸台棱(41)的一侧或两侧设置有侧向内凹槽(411)。
5.根据权利要求3所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述预制凸起(21)还包括凸台棱(41)之外的预制造型部(31)。
6.根据权利要求5所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述预制凸起(21)之间是压制槽(23)，所述压制槽(23)中设置有若干加强筋(231)。
7.根据权利要求6所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述加强筋(231)的长度为b，5mm≤b≤所在压制槽(23)的长度，所述加强筋(231)两端的斜面与平坯层(22)的表面的拔模倾角为β，10°≤β≤80°，所述加强筋(231)的顶部到所述预制凸起(21)根部的高度为h，h＜H1。
8.根据权利要求6所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述加强筋(231)的长度为b，15mm≤b≤50mm，所述加强筋(231)两端的斜面与平坯层(22)的表面的拔模倾角为β，30°≤β≤60°，所述加强筋(231)的顶部到所述预制凸起(21)根部的高度为h，h＜H1。
9.根据权利要求5所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述预制造型部(31)设置为包括若干凸起点(312)，所述凸起点(312)为圆台状或者棱台状，所述凸起点(312)在瓷质板材(11)的平坯层上呈网状分布或呈矩阵分布；或者所述预制造型部(31)设置为包括若干凸起棱(311)，所述凸起棱(311)的垂直截面为三角形或梯形且各边相交的角为有弧度的相连，所述凸起棱(311)在瓷质板材(11)平坯层上选择或呈条形分布、或呈S形分布、或呈人字形分布、或呈环形分布、或呈扇形分布又或这些造型的一种或者多种相互组合的分布。
10.根据权利要求1-9任一项所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述预制凸起(21)在位于瓷质板材(11)四边的端处设置有压制肩部(211)，所述压制肩部(211)自所述瓷质板材(11)侧边起的距离为L，5mm≤L≤35mm，所述压制肩部(211)的顶面到所述预制凸起(21)的顶面的高度差为△H，1.5mm≤△H≤8mm。
11.根据权利要求3所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述凸台棱(41)的顶部设置有凹陷部(412)，所述凹陷部(412)的深度不超过H1/2。
12.根据权利要求6所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述凸台棱(41)是由预制造型部(31)和加强筋(231)组合而形成。
13.根据权利要求3、4或5所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述预制凸起(21)的顶部两侧的间距C均不小于3mm，每条所述凸台棱(41)两侧在H1/2位置的间距A为15mm～70mm。
14.根据权利要求1-9任一项所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，从瓷质板材(11)的垂直截面看，相邻的两个所述预制凸起(21)侧面边与所述平坯层(22)表面的交点重合或者相距不超过10mm。
15.根据权利要求1-9任一项所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，瓷质板材(11)背离所述预制凸起(21)的表面为平面或含有深度为0.5mm～5mm的凹凸纹理造型。
16.根据权利要求1-9任一项所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，瓷质板材(11)背离所述预制凸起(21)的表面为瓷质坯面或含有喷墨图案及釉料、干粒材料的装饰层。
17.根据权利要求3、4或5所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，所述凸台棱(41)的顶部设置有预定间距的锥形凹孔(413)。
18.根据权利要求1-9任一项所述的预制模具一次干压成型的瓷质板材，其特征在于，瓷质板材(11)是吸水率＜0.5％、密度介于1.75～1.95g/cm3的瓷质轻质坯体或密度＞2.3g/cm3的常规瓷质坯体。
19.一种预制模具一次干压成型的瓷质板材的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一：首先按权利要求1～18任一项所述的瓷质板材(11)制品反向设计制备好陶瓷压机(5)的坯底模具(12)，并按平面或凹凸造型的反向，设计制备好坯面模具(6)，作为压制所需的上下模具，并安装在生产线的陶瓷压机(5)上；
步骤二：准备好生产瓷质砖产品的瓷质原料；
步骤三：通过布料格栅向陶瓷压机(5)压制成型位置平整地布落所需厚度的瓷质原料；
步骤四：压制成型为坯体；
步骤五：采用常规控制将坯体输送进入干燥窑干燥和最高温达1150℃-1220℃的烧制窑烧成为半成品坯体；
步骤六：冷却、切磨边，制得含预制凸起(21)的瓷质板材制品的半成品；
步骤七：在所制得的瓷质板材(11)制品半成品的凸台棱(41)一侧或两侧，采用预定加工刀具切磨加工形成预定形状和深度的侧向内凹槽(411)。
20.根据权利要求19所述的制造方法，其特征在于，步骤一中，所述陶瓷压机(5)为冲压式、辊压式或顶压式干压成型陶瓷压机。
21.根据权利要求19所述的制造方法，其特征在于，所述瓷质原料采用含水率不高于9％的常规粉粒状瓷质原料。
22.根据权利要求19所述的制造方法，其特征在于，所述坯底模具(12)、坯面模具(6)造型按权利要求1-18任一项所述的瓷质板材(11)制品的对应坯底、坯面造型并结合瓷质砖压制成型和收缩率来反向设计，即瓷质板材(11)制品与坯底模具(12)、瓷质板材(11)制品与坯面模具(6)是对应一公一母的配套造型。
23.根据权利要求19所述的制造方法，其特征在于，压制成型的坯体在进入步骤五的干燥之后，先进入到釉线工序进行预定图案的喷墨和施加釉料和干粒材料的表面工艺处理形成装饰层，再进入到烧制窑工序烧成。
24.根据权利要求19所述的制造方法，其特征在于，步骤七之后，对凸台棱(41)采用对应预制的型材及螺栓构件进行扣套，形成可用于牢固地进行干挂应用的装配制品。
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