CN113246273A - 一种空腔石膏制品的制备方法及所用模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种空腔石膏制品的制备方法及所用模具。该模具包括内模具和外模具；内模具为软模具，内模具的底部和四周均密封、顶部开口，内模具顶部的开口用于向内模具内充入或排出气体、液体或固体物质，以使内模具膨胀和收缩。本发明通过利用内模具和外模具制备空腔石膏制品，并将内模具设置为软模具，通过内模具的膨胀和收缩，使内模具在石膏制品成型后也能容易地脱除，提高了空腔石膏制品的生产效率，所得空腔石膏制品厚度均匀、质量好。
Description
技术领域
本发明涉及石膏制品的制备技术领域，尤其涉及一种空腔石膏制品的制备方法及所用模具。
背景技术
石膏是单斜晶系矿物，其主要化学成分为硫酸钙的水合物。石膏制品通过石膏固化后得到，其具有外形美观、强度高的特点，被广泛应用于人们的生活中。
目前，人们通常采用浇筑成型的方式制备石膏制品。具体来说，将石膏浇筑料浇筑到特定的模具中，固化后经脱模得到石膏制品。其中，模具对于石膏制品的制备过程极为重要。
空腔石膏制品为具有空腔的石膏制品，如鼓凳、花瓶、罐子等，均为比较常见的空腔石膏制品。由于其空腔为向外鼓起的曲面，采用传统的内模具和外模具，固化成型后，内模具很难从石膏制品中脱除，甚至会使产品破碎。因此，现有技术中，一般通过将石膏混合物涂覆在具有空腔的外模具内侧，固化后将其从外模具上脱离，该方法耗时耗力，不利于批量生产。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种空腔石膏制品的制备方法及所用模具，用以解决现有技术中空腔石膏制品制备困难的技术问题。
本发明的第一方面提供一种空腔石膏制品用模具，包括内模具和外模具；内模具为软模具，内模具的底部和四周均密封、顶部开口，内模具顶部的开口用于向内模具内充入或排出气体、液体或固体物质，以使内模具膨胀和收缩。
本发明的第二方面提供一种空腔石膏制品的制备方法，包括以下步骤：
将内模具放置在外模具内，向内模具充入气体、液体或固体物质使内模具膨胀；
将石膏料浇筑于外模具与内模具间的夹缝内，固化后脱除外模具与内模具，得到空腔石膏制品。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过利用内模具和外模具制备空腔石膏制品，并将内模具设置为软模具，通过内模具的膨胀和收缩，使内模具在石膏制品成型后也能容易地脱除，提高了空腔石膏制品的生产效率，所得空腔石膏制品厚度均匀、质量好。
附图说明
图1是本发明提供的空腔石膏制品用模具一实施方式的结构示意图；
图2是本发明提供的空腔石膏制品用模具另一实施方式的结构示意图；
图3是本发明提供的空腔石膏制品用模具又一实施方式的结构示意图；
图4是本发明中内模具一实施方式的结构示意图；
图5是本发明中外模具一实施方式的结构示意图。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1～5，本发明的第一方面提供一种空腔石膏制品用模具，包括外模具1和内模具2；其中，内模具2为软模具，内模具2的底部和四周均密封、顶部开口，内模具2顶部的开口用于向内模具2内充入或排出气体、液体或固体物质，以使内模具2膨胀和收缩。内模具2膨胀时，便于向外模具1和内模具2间的夹缝浇筑石膏料，内模具2和石膏贴合；内模具2收缩时，内模具2和石膏分离，便于脱除内模具2。本发明通过将内模具2设置为软模具，能够在石膏制品成型后更为容易地脱除内模具2，与传统的人工涂覆过程相比，能显著提高石膏制品的生产效率。
进一步地，请参阅图4，内模具2包括内衬体21和外衬套22，且外衬套22套设在内衬体21表面。本发明通过将外衬套22套设在内衬体21表面制成内模具2，使内衬体21支撑外衬套22，减少外衬套22在使用过程中变形，影响石膏制品的外观和厚度，有利于提高石膏制品的质量，同时降低内模具2的损耗。进一步地，外衬套22的顶面设置有开口，用于向内模具2内充入或排出气体、液体或固体物质。
更进一步地，内衬体21由若干根支撑杆组成，每根支撑杆的一端与外衬套22的顶面固定连接，另一端与外衬套的底面固定连接。本发明将内衬体21设计为若干根支撑杆，而非实心立方体结构，使内模具2能够均匀充入气体、液体或固体物质，结构更稳定，形成的空腔石膏制品厚度更均匀，同时也降低了内模具2的重量。
更进一步地，内模具2还包括下衬底23和上衬底24；下衬底23设置于内衬体21的底面；上衬底24设置于内衬体21的顶面，其上设置有开口，上衬底24的开口与外衬套22的开口对应设置，用于使内模具2充入或排出气体、液体或固体物质。
内模具2的制备过程中，可将上衬底24、内衬体21和下衬底23组装，随后套设外衬套22，并密封，保留上衬底24上的开口；也可将上衬底24和下衬底23安装在外衬套22上，随后将外衬套22套设在内衬体21外侧，并密封，保留上衬底24上的开口。
更进一步地，外衬套22为可塑型、阻水、阻气材质。外衬套22通过将橡胶涂覆在纤维布上固化得到。具体地，可先根据石膏制品的形状、大小缝制出特定形状的纤维布衬套随后涂覆橡胶并固化，也可先橡胶涂覆在纤维布上固化后用胶粘结。本发明通过将橡胶涂覆在纤维布上固化制备外衬套22，能够充分发挥纤维布和橡胶的协同作用，提高外衬套22的塑型、阻水、阻气的效果，避免内模具2使用过程中发生变形，影响所得空腔石膏制品的质量。进一步地，上述橡胶也可替换成PU、PE、PTFE、EVA、PVC、PP。外衬套22的形状可以为正方体、长方体、圆柱、圆台、棱台、球台等规则立方体，也可为侧面向外突出的曲面立体图形，优选为侧面向外突出的曲面立方体。本发明通过将外衬套22设计成侧面向外突出的曲面立体图形，能够得到侧面向外突出的空腔石膏制品。
进一步地，请参阅图2，内模具2底部固定设置有第一安装杆5，外模具1底部设置有与第一安装杆5配合的通孔，第一安装杆5贯穿外模具1底部的通孔设置，第一安装杆5位于外模具1外侧的一端设置有第一螺母，第一螺母与第一安装杆5螺纹连接，从而将第一安装杆5固定在外模具1上；位于内模具2和外模具1间的第一安装杆5上安装有支撑块4。上述结构有利于提高石膏制品的尺寸稳定性。
进一步地，请参阅图3，内模具2顶部固定设置有第二安装杆6，外模具1顶部设置有与第二安装杆6配合的通孔，第二安装杆6贯穿外模具1顶部的通孔设置，第二安装杆6位于外模具1外侧的一端设置有第二螺母，第二螺母与第二安装杆6螺纹连接，从而将第二安装杆6固定在外模具1上；位于内模具2和外模具1间的第二安装杆5上安装有压紧块7。上述结构有利于提高石膏制品的尺寸稳定性。
进一步地，请参阅图5，外模具1包括底板11和多个侧板12，底板11与多个侧板12可拆卸连接，相邻两个侧板12可拆卸连接。本发明通过采用上述外模具1，能够将空腔石膏制品更容易地从外模具1上脱除。外模具1还包括顶板13，顶板13与多个侧板12可拆卸连接。进一步地，外模具1的内壁和外壁的形状可以分别为正方体、长方体、圆柱、圆台、棱台、球台等规则立方体，也可为侧面向外突出的曲面立体图形。
进一步地，外模具1底部设置有定位柱14，内模具2底部设置有与定位柱14配合的凹槽。本发明通过设置定位柱14对内模具2进行定位，使内模具2置于外模具1的中心位置，有利于提高空腔石膏制品的厚度均匀性。脱模后，空腔石膏制品因为定位柱14的存在而出现凹坑，此时可采用石膏料对其进行修补，从而得到外观良好的空腔石膏制品。
本发明的第二方面提供一种空腔石膏制品的制备方法，包括以下步骤：
S1、将内模具2放置在外模具1内，向内模具2充入气体、液体或固体物质使内模具2膨胀；
S2、将石膏料浇筑于外模具1与内模具2间的夹缝内，固化后脱除外模具1与内模具2，得到空腔石膏制品。
本发明对脱除外模具1和内模具2的顺序不作限制，本领域技术人员可以根据需要进行选择。
本发明中，需要说明的是，选用的固体物质为粉末状或颗粒状。本发明中，通过将固体物质限定为粉末状或颗粒状，能够更好的使内模具膨胀成预定形状。进一步地，固体物质的粒径小于1cm。
进一步地，内模具2膨胀后还包括，将内模具2的开口密封。具体可通过绳、密封塞等方式实现。
进一步地，脱除内模具2的步骤具体为：排出内模具2内的气体、液体或固体物质使内模具2能够在外力作用下收缩，随后将内模具2从固化后的石膏制品中取出。
进一步地，请参阅图1，空腔石膏制品的制备过程中，可预先在外模具1底部放置支撑块4，随后将内模具2放置在支撑块4上，支撑块4用于支撑内模具2，以便浇筑石膏料后形成具有底面和侧壁的空腔石膏制品3。石膏固化后，支撑块4可作为空腔石膏制品3的一部分。支撑块4优选为石膏。该方法适用于向内模具2充入液体或固体物质使内模具2膨胀的情形，此时内模具2能在重力的作用下平稳地放置在支撑块4上，有利于提高空腔石膏制品的尺寸稳定性。
进一步地，请参阅图2，空腔石膏制品的制备过程中，可预先在内模具2底部的第一安装杆5上套设支撑块4，随后将第一安装杆5穿过外模具1底部的通孔，并拧紧第一螺母，使支撑块4设于外模具1底部且与内模具2的底部紧密贴合，用于支撑内模具2并对内模具2限位。该方法适用向于内模具2充入气体物质使内模具2膨胀的情形，此时内模具2无法仅在重力的作用下与底部的支撑块4接触，故需要通过第一安装杆5将外模具1、内模具2和支撑块4限位来提高空腔石膏制品的尺寸稳定性。石膏固化后，支撑块4作为空腔石膏制品3的一部分。支撑块4优选为石膏。后续可采用石膏料对其进行修补，从而得到外观良好的空腔石膏制品。
进一步地，请参阅图3，空腔石膏制品的制备过程中，可预先在内模具2顶部的第二安装杆6上套设压紧块7，随后将第二安装杆6穿过外模具1顶部的通孔，并拧紧第二螺母，使压紧块7设于外模具1顶部且与内模具2的顶部紧密贴合，用于对内模具2限位。该方法适用向于内模具2充入气体物质使内模具2膨胀的情形，此时内模具2无法仅在重力的作用下与外模具1底部接触，故需要通过第二安装杆6将外模具1、内模具2限位来提高空腔石膏制品的尺寸稳定性。石膏固化后，将压紧块取出。更进一步地，还可预先在外模具1底部放置支撑块4，随后将内模具2放置在支撑块4上。
本发明的空腔石膏制品的制备方法应用于制备多种空腔石膏制品，特别是侧面向外突出的空腔石膏制品。
实施例1
请参阅图1，本实施例提供一种空腔石膏制品用模具，包括外模具1和内模具2；其中，内模具2为软模具，内模具2的底部和四周均密封、顶部开口，开口用于向内模具2内充入或排出细沙，以使内模具2膨胀和收缩。
进一步地，内模具2包括内衬体21、外衬套22、下衬底23和上衬底24；外衬套22套设在内衬体21表面，外衬套22的顶面设置有开口；下衬底23设置于内衬体21的底面；上衬底24设置于内衬体21的顶面，其上设置有开口，上衬底24的开口与外衬套22的开口对应设置，用于使内模具2充入或排出细沙。
更进一步地，内衬体21由若干根支撑杆组成，每根支撑杆的一端与外衬套22的顶面固定连接，另一端与外衬套22的底面固定连接；外衬套22通过将橡胶涂覆在纤维布上固化得到，纤维布厚度1.2mm，外衬套22总厚度为3mm，外衬套22的形状为侧面向外突出的曲面立体图形，其顶面设置有开口。内模具2的制备过程中，先将上衬底24、内衬体21和下衬底23组装，随后套设外衬套22，并密封，保留上衬底24上的开口。
进一步地，外模具1为侧面向外突出的曲面立体图形，包括底板11、顶板13和多个侧板12，底板11、顶板13分别与多个侧板12可拆卸连接，相邻两个侧板12可拆卸连接。外模具1底部设置有定位柱14，内模具2底部设置有与定位柱14配合的凹槽。
本实施例还提供一种空腔石膏制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)预先在外模具1底部放置支撑块4，然后将内模具2放置在支撑块4上，并将内模具2底部的凹槽与外模具1底部的定位柱14配合，随后向内模具2充入细沙使内模具2膨胀并将内模具2密封；
(2)将石膏料浇筑于外模具1与内模具2间的夹缝内，固化后脱除外模具1与内模具2，得到空腔石膏制品。
其中，脱除内模具2的步骤具体为：排出内模具2内的细沙使内模具2能在外力作用下收缩，随后将内模具2从固化后的石膏制品中取出。
为了进一步提高空腔石膏制品的质量和外观，还可进一步采用石膏修复空腔石膏制品底部因定位柱14的存在而留下的凹槽。
通过本实施例的方法制备的鼓凳外观良好，每组模具平均每小时可生产1.8个鼓凳，模具重复使用1000次以上对产品仍无明显影响，产品的厚度均匀性好。
实施例2
请参阅图2，本实施例提供一种空腔石膏制品用模具，包括外模具1和内模具2；其中，内模具2为软模具，内模具2的底部和四周均密封、顶部开口，开口用于向内模具2内充入或排出空气，以使内模具2膨胀和收缩。
进一步地，内模具2包括内衬体21、外衬套22、下衬底23和上衬底24；外衬套22套设在内衬体21表面，外衬套22的顶面设置有开口；下衬底23设置于内衬体21的底面；上衬底24设置于内衬体21的顶面，其上设置有开口，上衬底24的开口与外衬套22的开口对应设置，用于使内模具2充入或排出空气。
更进一步地，内衬体21由若干根支撑杆组成，每根支撑杆的一端与外衬套22的顶面固定连接，另一端与外衬套22的底面固定连接；外衬套22通过将橡胶涂覆在纤维布上固化得到，纤维布厚度1.2mm，外衬套22总厚度为3mm，外衬套22的形状为侧面向外突出的曲面立体图形，其顶面面设置有开口。内模具2的制备过程中，先将上衬底24和下衬底23安装在外衬套22上，随后将外衬套22套设在内衬体21外侧，并密封，保留上衬底24上的开口。
进一步地，外模具1为侧面向外突出的曲面立体图形，包括底板11、顶板13和多个侧板12，底板11、顶板13分别与多个侧板12可拆卸连接，相邻两个侧板12可拆卸连接。
进一步地，内模具2底部固定设置有第一安装杆5，外模具1底部设置有与第一安装杆5配合的通孔，第一安装杆5贯穿外模具1底部的通孔设置，第一安装杆5位于外模具1外侧的一端设置有第一螺母，第一螺母与第一安装杆5螺纹连接，从而将第一安装杆5固定在外模具1上；位于内模具2和外模具1间的第一安装杆5上安装有支撑块4。
本实施例还提供一种空腔石膏制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)先在内模具2底部的第一安装杆5上套设支撑块4，随后将第一安装杆5穿过外模具1底部的通孔，并拧紧第一螺母，使支撑块4设于外模具1上且与内模具2的底部紧密贴合，随后向内模具2充入空气使内模具2膨胀并将内模具2密封；
(2)将石膏料浇筑于外模具1与内模具2间的夹缝内，固化后脱除外模具1与内模具2，得到空腔石膏制品。
其中，脱除内模具2的步骤具体为：排出内模具2内的空气使内模具2能在外力作用下收缩，随后将内模具2从固化后的石膏制品中取出。
通过本实施例的方法制备的鼓凳外观良好，每组模具平均每小时可生产2个鼓凳，模具重复使用1000次以上对产品仍无明显影响，产品的厚度均匀性好。
实施例3
请参阅图3，本实施例提供一种空腔石膏制品用模具，包括外模具1和内模具2；其中，内模具2为软模具，内模具2的底部和四周均密封、顶部开口，开口用于向内模具2内充入或排出空气以使内模具2膨胀和收缩。
进一步地，内模具2包括内衬体21、外衬套22、下衬底23和上衬底24；外衬套22套设在内衬体21表面，外衬套22的顶面设置有开口；下衬底23设置于内衬体21的底面；上衬底24设置于内衬体21的顶面，其上设置有开口，上衬底24的开口与外衬套22的开口对应设置，用于使内模具2充入或排出空气。
更进一步地，内衬体21由若干根支撑杆组成，每根支撑杆的一端与外衬套22的顶面固定连接，另一端与外衬套22的底面固定连接；外衬套22通过将橡胶涂覆在纤维布上固化得到，纤维布厚度1.2mm，外衬套22总厚度为3mm，外衬套22的形状为侧面向外突出的曲面立体图形，其顶面设置有开口。内模具2的制备过程中，先将上衬底24和下衬底23安装在外衬套22上，随后将外衬套22套设在内衬体21外侧，并密封，保留上衬底24上的开口。
进一步地，外模具1为侧面向外突出的曲面立体图形，包括底板11、顶板13和多个侧板12，底板11、顶板13分别与多个侧板12可拆卸连接，相邻两个侧板12可拆卸连接。
进一步地，内模具2顶部固定设置有第二安装杆6，外模具1顶部设置有与第二安装杆6配合的通孔，第二安装杆6贯穿外模具1顶部的通孔设置，第二安装杆6位于外模具1外侧的一端设置有第二螺母，第二螺母与第二安装杆6螺纹连接，从而将第二安装杆6固定在外模具1上；位于内模具2和外模具1间的第二安装杆5上安装有压紧块7。
本实施例还提供一种空腔石膏制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)预先在外模具1底部放置支撑块4，然后将内模具2放置在支撑块4上，再在内模具2顶部的第二安装杆6上套设压紧块7，随后将第二安装杆6穿过外模具1顶部的通孔，并拧紧第二螺母，使压紧块7设于外模具1顶部且与内模具2的顶部紧密贴合，随后向内模具2充入空气使内模具2膨胀并将内模具2密封；
(2)将石膏料浇筑于外模具1与内模具2间的夹缝内，固化后脱除外模具1与内模具2，得到空腔石膏制品。
其中，脱除内模具2的步骤具体为：排出内模具2内的空气使内模具2能在外力作用下收缩，随后将内模具2从固化后的石膏制品中取出。
通过本实施例的方法制备的鼓凳外观良好，每组模具平均每小时可生产2个鼓凳，模具重复使用1000次以上对产品仍无明显影响，产品的厚度均匀性好。
对比例1
与实施例1相比，区别仅在于，内衬体21为橡胶材质，且橡胶厚度为3mm。
通过本实施例的方法制备的鼓凳外观良好，每组模具平均每小时可生产1.8个鼓凳，模具使用过程中，产品的厚度不可控，厚度差距大。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空腔石膏制品用模具，其特征在于，包括外模具和内模具；所述内模具为软模具；所述内模具的底部和四周均密封、顶部开口，所述内模具顶部的开口用于向所述内模具内充入或排出气体、液体或固体物质，以使内模具膨胀和收缩。
2.根据权利要求1所述空腔石膏制品用模具，其特征在于，所述内模具包括内衬体和外衬套，且所述外衬套套设在所述内衬体表面；所述外衬套的顶面设置有开口。
3.根据权利要求2所述空腔石膏制品用模具，其特征在于，所述内衬体由若干根支撑杆组成，每根所述支撑杆的一端与所述外衬套的顶面固定连接，另一端与所述外衬套的底面固定连接。
4.根据权利要求2所述空腔石膏制品用模具，其特征在于，所述外衬套通过将橡胶、PU、PE、PTFE、EVA、PVC、PP中的至少一种涂覆在纤维布上固化得到。
5.根据权利要求2所述空腔石膏制品用模具，其特征在于，所述外模具包括底板和多个侧板，所述底板与多个所述侧板可拆卸连接，相邻两个所述侧板可拆卸连接。
6.根据权利要求5所述空腔石膏制品用模具，其特征在于，所述外模具还包括顶板，所述顶板与多个所述侧板可拆卸连接。
7.根据权利要求2所述空腔石膏制品用模具，其特征在于，所述内模具底部固定设置有第一安装杆，所述外模具底部设置有与所述第一安装杆配合的通孔，所述第一安装杆贯穿所述外模具底部的通孔设置，所述第一安装杆位于所述外模具外侧的一端设置有第一螺母，所述第一螺母与第一安装杆螺纹连接；位于所述内模具和所述外模具间的所述第一安装杆上安装有支撑块。
8.根据权利要求6所述空腔石膏制品用模具，其特征在于，所述内模具顶部固定设置有第二安装杆，所述外模具顶部设置有与所述第二安装杆配合的通孔，所述第二安装杆贯穿所述外模具顶部的通孔设置，所述第二安装杆位于所述外模具外侧的一端设置有第二螺母，所述第二螺母与第二安装杆螺纹连接；位于所述内模具和所述外模具间的所述第二安装杆上安装有压紧块。
9.根据权利要求1所述空腔石膏制品用模具，其特征在于，所述外模具底部设置有定位柱，所述内模具底部设置有与所述定位柱配合的凹槽。
10.一种空腔石膏制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将内模具放置在外模具内，向内模具充入气体、液体或固体物质使内模具膨胀；
将石膏料浇筑于外模具与内模具间的夹缝内，固化后脱除外模具与内模具，得到空腔石膏制品；
所述内模具和外模具为权利要求1～9中任一项所述空腔石膏制品用模具。
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