发明内容
为了解决现有技术中的不足,本实用新型的目的在于提供一种结构简单,生产效率高的抽滤注浆石膏模具,该模具可以提高注浆制品坯体的均匀性和密度,其中注浆后的坯体表面平整、光滑无裂纹,烧结体不易碎裂或密度不均的现象。
为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种抽滤注浆石膏模具,其包括石膏模具本体和和金属盘,所述石膏模具本体设在金属盘内,所述金属盘底部对应石膏模具本体的型腔处均布有孔洞,每个孔洞内均倒扣有杯体,杯体的杯壁上均布有通孔,所述杯体延伸入石膏模具本体内,所述石膏模具本体内对应每个杯体处设有抽滤通道,抽滤通道延伸至石膏模具本体的型腔表面,所述金属盘底部的每个孔洞外端分别可拆卸连接有管道,管道连接至真空抽滤泵,所述管道上设有调节抽滤压力的调节阀和压力计。
所述调节阀为针阀。
所述金属盘底部孔洞的直径为10mm。
所述金属盘底部的孔洞按矩阵排列,相邻两个孔洞间的距离为30mm。
所述杯体由不锈钢或塑料材质成型。
所述杯体的杯壁上通孔的直径为2mm。
所述抽滤通道外壁上设有一层疏水性薄膜。
本实用新型采用以上技术方案,可以针对不同的区域进行抽滤压力的调整,使得注浆制品的胚体在抽滤干燥过程中,坯体肉厚较厚的位置,干燥速率较快,坯体肉厚较薄的位置,干燥速率较慢,这样可以减少因干燥速率不同造成密度或应力分布不均匀,使坯体在烧结过程中产生翘曲变形、或碎裂,对于应用在大尺寸陶瓷异型靶材的制作上,流程简单,生产成本低、生产效率高、适合大规模生产。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型包括石膏模具本体1和和金属盘2,所述石膏模具本体1设在金属盘2内,所述金属盘2底部对应石膏模具本体1的型腔11处均布有孔洞21,每个孔洞21内均倒扣有杯体3,杯体3的杯壁上均布有通孔,所述杯体3延伸入石膏模具本体1内,所述石膏模具本体1内对应每个杯体3处设有抽滤通道12,抽滤通道12延伸至石膏模具本体1的型腔11表面,所述金属盘2底部的每个孔洞21外端分别可拆卸连接有管道4,管道4连接至真空抽滤泵5,所述管道4上设有调节抽滤压力的调节阀7和压力计6。
所述调节阀7为针阀。
所述金属盘2底部孔洞21的直径为10mm。
所述金属盘2底部的孔洞21按矩阵排列,相邻两个孔洞21间的距离为30mm。
所述杯体3由不锈钢或塑料材质成型。
所述杯体3的杯壁上通孔的直径为2mm。
所述抽滤通道12外壁设有一层疏水性薄膜,材质为PVDF,加速未来在抽滤注浆过程中液体排出。
本实用新型中杯体3是用于生成石膏模具本体1内的抽滤通道12。
具体制造本实用新型注浆石膏模具本体1的方法如下:
1、先将金属盘2的底部依照90度或60度的角度均匀钻出孔洞21,每个孔洞21的直径为10mm,相邻两孔洞21之间的距离为30mm。
2、选取直径为10mm的杯体3,该杯体3的杯壁上均布有直径为2mm的通孔,先将杯体3置入另一个模具中并倒入液体水,进行冷冻使液体水变成固体冰,待全部的液体水都结成冰之后,再将内含固体冰的杯体3取出,倒扣入金属盘2底部的孔洞21内。杯体3的杯壁上具有直径为2mm的通孔,杯体3可以是不锈钢材质,也可以是塑料材质如PP, PE及PTFE等。此步骤的目的是避免在石膏浆料到入金属盘2内时,造成金属盘2底部的孔洞21及内部空间被堵塞。
3、将金属盘2与杯体3组合完成后,往金属盘2中倒入石膏浆料并将异型模板放至于石膏浆料顶部以进行塑型,之后再整体放入负18℃的冷冻干燥机中,先不开启真空装置,使石膏浆料中的液体水进行凝固反应转为固体冰。其中,石膏浆料的配方,可以是单一种石膏粉或石膏液,或以两种以上石膏粉进行混合调浆,固含量为40~60%,使用PVDF当作黏结剂,添加量为5%,目的除了加强石膏模具本体1的强度外,同时在后续成型的抽滤通道12外围形成一层疏水性PVDF薄膜,加速未来在抽滤注浆过程中液体排出。
在石膏浆料中的液体水凝固成为固体冰的过程中,石膏浆料中的液体水会先在杯体3的位置开始成核,同时垂直向上3成长,形成冰柱。
4、进行负18℃冷冻处理后1.5小时,再进行负40℃冷冻处理3小时后,开启冷冻干燥机的真空泵,将冷冻干燥机的真空度降至80~40mtorr,使冰柱在真空环境下升华成为水蒸气排出,而留下一个具有均匀分布单向性通道的石膏模具本体1,单向性通道即为本实用新型中的抽滤通道12。
另外,本实用新型抽滤干燥的原理为:将注浆原料注入石膏模具本体1的型腔11上,在抽滤的过程中,可以通过针阀控制每一个孔洞21的抽滤压力或将金属盘2的底部分为复数个区域,针对不同区域进行抽滤压力的调整,此时,同区域中的孔洞21的抽滤压力均相同或可以再略做微调,达到控制坯体不同厚度的区域的抽滤干燥速度,在注浆制品坯体较厚的位置,干燥速率控制快些,较薄的位置,干燥速率控制慢些,这样可以减少因干燥速率不同造成密度或应力分布不均匀,使坯体在烧结过程中产生翘曲变形、或碎裂,并更能应用于制作异型大尺寸的陶瓷靶材。