CN115122462B - 一种陶瓷振动注浆成型装置及方法 - Google Patents

一种陶瓷振动注浆成型装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷振动注浆成型装置及方法，包括：工作台，所述工作台上安装有吸浆模具，所述工作台上安装有安装架，所述安装架上安装有加压机构，所述加压机构输出端能够延伸至所述吸浆模具内挤压浆料，所述工作台滑动安装在振动机构上，所述振动机构用于带动所述工作台往复运动以实现工作台的振动。将石膏块放入吸浆模具中并倒入浆料；静置待浆料表面呈现膏状或酸奶状；通过加压机构施加预设压力将浆料挤压至石膏块内；将吸浆模具整体放入干燥箱中烘干。本发明通过振动机构带动工作台和加压机构往复运动，使加压过程中浆料振动，以使浆料均匀的注入石膏块内，且形成的成型坯体密度均匀，避免成型坯体出现内部空鼓，保证了成型坯体质量。

Description

一种陶瓷振动注浆成型装置及方法
技术领域
本发明属于陶瓷注浆技术领域，具体涉及一种陶瓷振动注浆成型装置及方法。
背景技术
现有的陶瓷注浆成型多为双面注浆成型，也有部分工艺使用单面注浆成型。在单面注浆成型中，因石膏存在吸水上限，故成型厚度也存在上限；在双面注浆成型中，同理为两面吸浆各自存在上限，故成型后容易造成内部空鼓，或烧结后内部分层。
现有技术中通常是利用注浆模具进行垂直加压的方式以注浆，如中国专利CN209682451U公开的一种平面陶瓷坯体的单面注浆成型模具，其具有一个平板状的石膏板，石膏板的四周固定有非吸水性材料的侧板，侧板上端高出石膏板的上表面，使石膏板的上表面与其四周的侧板围成一个单面吸水的型腔。成型过程中不会产生因上、下两个模具同时吸水而造成的坯体内部夹层缺陷；用作凝胶注模成型时，浆料中部分水分逐渐被下方石膏板吸收，干燥固化时产生的应力大部分得到释放，不会产生翘曲变形的问题。在注浆成型中，由于石膏和浆料在静置后存在密度不均匀，而导致成型坯体内部空鼓。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种陶瓷振动注浆成型装置及方法，用于解决现有技术中由于石膏和浆料在静置后存在密度不均匀，而导致成型坯体内部空鼓的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种陶瓷振动注浆成型装置，包括：工作台，所述工作台上安装有吸浆模具，所述工作台上安装有安装架，所述安装架上安装有加压机构，所述加压机构输出端能够延伸至所述吸浆模具内挤压浆料，所述工作台滑动安装在振动机构上，所述振动机构包括：滑台和驱动机构，所述工作台滑动连接在所述滑台上，所述驱动机构安装在所述滑台上，所述驱动机构与所述工作台连接，用于带动所述工作台往复运动以实现工作台的振动。
进一步，所述滑台上固定安装有波浪板，所述吸浆模具内滑动连接有底板，所述底板底端固定连接有连接杆，所述连接杆远离所述底板端延伸出所述工作台固定连接有滑块，所述滑块滑动连接在所述波浪板上，所述滑块与所述波浪板配合以使所述底板在所述吸浆模具内往复滑动，所述工作台与所述滑块之间安装有弹簧，所述弹簧套设在所述连接杆上。
进一步，所述滑块靠近所述波浪板端安装有滚轮，所述滚轮滚动连接在所述波浪板上。
本发还明提供一种陶瓷振动注浆成型方法，包括以下步骤：
S1：将石膏块放入吸浆模具中并倒入浆料，所述浆料高度为石膏块厚度的1.1～1.4倍；
S2：自然状态下静置2～4小时，待浆料表面呈现膏状或酸奶状；
S3：根据石膏块的尺寸及所需成型厚度，通过加压机构施加预设压力将浆料中水分挤压至石膏块内，加压时间为2～4小时；其中，当加压机构与浆料接触时，启动振动机构以使浆料振动，加压结束后，振动机构继续振动预设时间后关闭；
S4：振动结束后将吸浆模具整体放入干燥箱中烘干12～24小时，干燥温度为50～70℃。
进一步，所述步骤S3中，加压机构施加的预设压力通过以下公式进行计算：
其中，F为加压机构施加的压力；ρ为成型坯体密度；HJ为倒入浆料的厚度；ρJ为浆料密度；HC为成型坯体厚度；ω为吸浆速率，t为加压时间。
进一步，石膏块的吸水率为28％～40％，注浆环境温度为28℃，湿度为40％R.H，浆料密度为1.8g/cm3～2.5g/cm3，石膏块的密度为0.8g/cm3～1.0g/cm3，石膏块的厚度为35～50mm，成型坯体厚度为35～50mm，成型坯体密度为2.4～2.8g/cm3，浆料粘度为50-80mPa·s。
本发明的有益效果在于：
本发明通过振动机构带动工作台和加压机构往复运动，使加压过程中，带动浆料振动，以使加压后浆料均匀的注入石膏块内，且形成的成型坯体密度均匀，避免成型坯体出现内部空鼓，保证了成型坯体质量。
本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施例的陶瓷振动注浆成型装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的陶瓷振动注浆成型方法的流程图。
附图中标记如下：1、工作台；2、吸浆模具；201、底板；202、连接杆；203、滑块；204、弹簧；205、滚轮；3、安装架；4、加压机构；401、挤压板；5、振动机构；501、滑台；502、波浪板；503、驱动机构；6、石膏块。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明提供一种陶瓷振动注浆成型装置，包括：工作台1，所述工作台1上安装有吸浆模具2，所述工作台1上安装有安装架3，所述安装架3上安装有加压机构4，所述加压机构4输出端能够延伸至所述吸浆模具2内挤压浆料，所述工作台1滑动安装在振动机构5上，所述振动机构5包括：滑台501和驱动机构503，所述工作台1滑动连接在所述滑台501上，所述驱动机构503安装在所述滑台501上，所述驱动机构503与所述工作台1连接，用于带动所述工作台1往复运动以实现工作台1的振动。
上述技术方案的工作原理：如图1，注浆时，启动加压机构4，加压机构4上安装有与吸浆模具2腔体配合的挤压板401，通过挤压板401将浆料挤压至石膏块6内，当挤压板401移动至与浆料接触时，启动驱动机构503，驱动机构503与工作台1连接用于带动工作台1往复运动以实现工作台1的振动，其中，驱动机构503包括驱动电机和与驱动电机连接的往复丝杆，工作台1与往复丝杆螺纹连接(图中未示出)，通过启动驱动电机带动往复丝杆转动，从而带动工作台1往复滑动；从而加压机构4跟随工作台1往复运动，在振动过程中，加压机构4与吸浆模具2保持相对静止，使加压过程不受影响。
上述技术方案的有益效果：通过振动机构5带动工作台1和加压机构4往复运动，使加压过程中，带动浆料振动，以使加压后浆料均匀的注入石膏块6内，且形成的成型坯体密度均匀，避免成型坯体出现内部空鼓，保证了成型坯体质量。
在本发明的一个实施例中，所述滑台501开设有滑槽，所述滑槽底端固定安装有波浪板502，所述吸浆模具2内滑动连接有底板201，所述底板201底端固定连接有连接杆202，所述连接杆202远离所述底板201端延伸至滑槽内侧并固定连接有滑块203，所述滑块203滑动连接在所述波浪板502上，所述滑块203与所述波浪板502配合以使所述底板201在所述吸浆模具2内往复滑动，所述工作台1与所述滑块203之间安装有弹簧204，所述弹簧204套设在所述连接杆202上。
上述技术方案的工作原理：如图1，工作台1在滑台501上往复滑动的过程中，带动底板201、连接杆202、滑块203整体往复滑动，滑块203与波浪板502接触，在滑块203滑动过程中，由于波浪板502的作用使滑块203沿波浪板502移动产生上下往复移动，从而带动底板201、石膏块6上下往复移动，其中可根据需要的振动幅度，调整波浪板502的波峰与波底的间距，以防止振动幅度过大导致成型坯体开裂。
上述技术方案的有益效果：通过设置波浪板502，使工作台1在振动过程中，带动底板201和石膏块6上下往复移动，从而使石膏块6产生上下的振动，进一步提高对浆料的振动效果，以使成型坯体密度均匀；通过设置弹簧204，保证了滑块203始终与波浪板502接触，以使石膏块6上下往复移动顺畅。
在本发明的一个实施例中，所述滑块202靠近所述波浪板502端安装有滚轮205，所述滚轮205滚动连接在所述波浪板502上。
上述技术方案的工作原理和有益效果：如图1，通过在滑块202靠近波浪板502端安装滚轮205，使滚轮205在波浪板502上滚动，减少了滑块203与波浪板502的摩擦，特别是在加压过程中，避免由于压力过大导致滑块202滑动不顺畅。
本发明提供一种陶瓷振动注浆成型方法，包括以下步骤：
S1：将石膏块6放入吸浆模具2中并倒入浆料，所述浆料高度为石膏块6厚度的1.1～1.4倍；
S2：自然状态下静置2～4小时，待浆料表面呈现膏状或酸奶状；
S3：根据石膏块6的尺寸及所需成型厚度，通过加压机构4施加预设压力将浆料中水分挤压至石膏块6内，加压时间为2～4小时；其中，当加压机构4与浆料接触时，启动振动机构5以使浆料振动，加压结束后，振动机构5继续振动预设时间后关闭；
S4：振动结束后将吸浆模具2整体放入干燥箱中烘干12～24小时，干燥温度为50～70℃。
上述技术方案的工作原理：如图2，将石膏块6放入吸浆模具2中，再倒入高度为石膏块6厚度的1.1～1.4倍的浆料；然后静置2～4小时，待浆料表面轻微凝固呈现膏状或酸奶状；通过加压机构6施加压力，加压机构4上安装的挤压板401挤压浆料，加压时间为2～4小时，加压时间与静置时间一致，其中，加压机构4与浆料接触时，启动振动机构5以使浆料振动，加压结束后，振动机构5继续振动预设时间后关闭；振动结束后，将吸浆模具2整体放入干燥箱中烘干12～24小时，干燥温度为50～70℃。
上述技术方案的有益效果：通过上述方法的设计，通过设置浆料高度为石膏块6厚度的1.1～1.4倍，避免加压过程中排水导致浆料不够影响成型坯体厚度；通过加压机构4促进石膏块6吸浆，在石膏块6吸浆的过程中，由于石膏块6逐渐干燥且密度增加，进而会影响细吸浆的速度，通过施加压力，促进水的外排，进而突破因为密度增加导致堵塞的问题；通过加压结束后，振动机构5继续振动预设时间后关闭，使加压结束后，注入了浆料的石膏块6在恒压的作用下继续振动，促使浆料均匀，避免浆料干燥后形成中空；保证了成型坯体的质量。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S3中，加压机构4施加的预设压力通过以下公式进行计算：
其中，F为加压机构4施加的压力；ρ为成型坯体密度；HJ为倒入浆料的厚度；ρJ为浆料密度；HC为成型坯体厚度；ω为吸浆速率，t为加压时间。
上述技术方案的工作原理和有益效果：根据预设浆料厚度HJ、浆料密度ρJ及所需的成型坯体厚度HC，确定加压机构4施加的压力，以保证成型坯体质量，F∝ρ表示加压机构4施加的压力与成型坯体密度成正比，通过以上公式调节加压机构4施加的预设压力，保证了成型坯体质量。
在本发明的一个实施例中，石膏块6的吸水率为28％～40％，注浆环境温度为28℃，湿度为40％R.H，浆料密度为1.8g/cm3～2.5g/cm3，石膏块6的密度为0.8g/cm3～1.0g/cm3，石膏块6的厚度为35～50mm，成型坯体厚度为35～50mm，成型坯体密度为2.4～2.8g/cm3，浆料粘度为50-80mPa·s。
上述技术方案的工作原理和有益效果：通过以上数据，保证了成型坯体的厚度均匀，密度达标。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种陶瓷振动注浆成型装置，其特征在于，包括：工作台，所述工作台上安装有吸浆模具，所述工作台上安装有安装架，所述安装架上安装有加压机构，所述加压机构输出端能够延伸至所述吸浆模具内挤压浆料，所述工作台滑动安装在振动机构上，所述振动机构包括：滑台和驱动机构，所述工作台滑动连接在所述滑台上，所述驱动机构安装在所述滑台上，所述驱动机构与所述工作台连接，用于带动所述工作台往复运动以实现工作台的振动；驱动机构包括驱动电机和与驱动电机连接的往复丝杆，工作台与往复丝杆螺纹连接；
所述滑台上固定安装有波浪板，所述吸浆模具内滑动连接有底板，所述底板底端固定连接有连接杆，所述连接杆远离所述底板端延伸出所述工作台固定连接有滑块，所述滑块滑动连接在所述波浪板上，所述滑块与所述波浪板配合以使所述底板在所述吸浆模具内往复滑动，所述工作台与所述滑块之间安装有弹簧，所述弹簧套设在所述连接杆上。
2.根据权利要求1所述的陶瓷振动注浆成型装置，其特征在于：所述滑块靠近所述波浪板端安装有滚轮，所述滚轮滚动连接在所述波浪板上。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的陶瓷振动注浆成型装置的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将石膏块放入吸浆模具中并倒入浆料，所述浆料高度为石膏块厚度的1.1~1.4倍；
S2：自然状态下静置2~4小时，待浆料表面呈现膏状或酸奶状；
S3：根据石膏块的尺寸及所需成型厚度，通过加压机构施加预设压力将浆料中水分挤压至石膏块内，加压时间为2~4小时；其中，当加压机构与浆料接触时，启动振动机构以使浆料振动，加压结束后，振动机构继续振动预设时间后关闭；
S4：振动结束后将吸浆模具整体放入干燥箱中烘干12~24小时，干燥温度为50~70℃。
4.根据权利要求3所述的陶瓷振动注浆成型装置的成型方法，其特征在于：所述步骤S3中，加压机构施加的预设压力通过以下公式进行计算：
其中，F为加压机构施加的压力；为成型坯体密度；/>为倒入浆料的厚度；/>为浆料密度；/>为成型坯体厚度；/>为吸浆速率，t为加压时间。
5.根据权利要求3所述的陶瓷振动注浆成型装置的成型方法，其特征在于：石膏块的吸水率为28%~40%，注浆环境温度为28℃，湿度为40%R.H，浆料密度为1.8g/cm³~ 2.5g/cm³，石膏块的密度为0.8 g/cm³~ 1.0 g/cm³，石膏块的厚度为35~50mm，成型坯体厚度为35~50mm，成型坯体密度为2.4~2.8 g/ cm³，浆料粘度为50-80 mPa·s。
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