智能终端陶瓷的发展和应用状况分析

智能终端陶瓷的发展和应用状况分析

曾惠孙

佛山市三水新明珠建陶工业有限公司 佛山市三水区 528000

摘要：目前，智能化生产已成为热门话题，笔者首先描述卫生陶瓷生产的现状，然后对卫生陶瓷生产的自动化、智能化生产谈谈认识，与同行们讨论

关键词：智能终端陶瓷；发展和应用；状况分析

引言

卫生陶瓷是陶瓷产品一个重要的瓷种。其有显著的特点：体积大、结构复杂、质量大；讲究组合安装配套尺寸；讲究排污功能及节水；唯一的成形方法——注浆成形，主要采用石膏模型（模具）。在卫生陶瓷生产中，注浆成形是主要工序之一。它是借助于模型和泥浆，在一定的环境条件（温度、湿度）下，靠石膏模型的自然吸浆力和通过一定的外界压力，使泥浆由流体状态经触变状态变为具有可塑性的固态泥坯。将开始含水近30%的泥浆，变为含水17%左右的泥坯（使泥浆失水13%左右而形成泥坯）。再通过放浆、巩固、脱坯、修整，完成整个的成形过程。通过模型的内型形成产品的外部形状。可见，模型、泥浆和环境条件（温湿度）是成形的三大要素。

1陶瓷成型工艺

传统陶瓷制作需要经历泥料炼制、坯体成型、装饰、高温烧制等过程，其中陶瓷坯体的成型作为一道重要工序，主要采用注浆、拉胚、盘泥条以及手工捏塑等方法。这些方法适用于简单规整的陶瓷坯体制备，而复杂造型的陶瓷，则需要创作者具备精湛的手艺。在坯体干燥之后，还会经历一个修坯的过程。现代陶瓷，尤其是日用陶瓷领域，在成型技术上多采用工业化方式，例如可塑成型、注浆成型和压制成型，除此之外近几年静压成型、高压注浆、微波注浆等都取得了一定的研究成果[1]。具体工艺选择上，会根据造型的不同和坯料性能来综合选择，为了更好地配合工艺，也会对坯料进行改良，使其达到国家标准并能高效地进行批量化生产。近十年随着增材制造在陶瓷领域的发展，出现了数字化陶瓷坯体成型方式，将陶瓷坯料按照增材工艺的要求进行重新配比，改良成泥浆或粉末，然后将其逐层堆积，最终形成实体。在这一过程中，可以通过调整三维模型、打印参数及切片参数来得到不同陶瓷坯体的打印效果.

2全球卫生陶瓷产量

近年来，全球卫生陶瓷产能持续扩大，产量大幅增加。２０１９年，全球卫生陶瓷总产量约为４．５亿件，近１０年间增长３４％。卫生陶瓷在各地区间的产能差距较大。在产量上，亚洲地区保持绝对领先。２０１９年亚洲地区共生产卫生陶瓷３．３亿件，外销总量达到１．４亿件。其中，中国产区的产量达到２．３４亿件，占到亚洲产量的７０％左右，全球产量的５０％以上，出口外销９６００万件，占全球卫生陶瓷出口量的６０％。亚洲其他国家和地区，总产量约为９５００万件左右。欧洲地区总产量约为６９００万件，其中欧盟地区的产量在２７００万件左右，非欧盟地区４２００万件左右。北美地区总产量约为２６００万件，主要产区在墨西哥。南美地区总产量约为１５００万件。非洲地区总产量约为１０００万件，大洋洲地区产量在１００万件以下。从近五年的消费趋势看，全球卫生陶瓷消费稳步提升。欧美发达地区及日韩、澳新地区是中高端产品的固有消费市场。虽然新建筑体量不大，但成熟的换修市场可以提供足够多的稳定消费量。中国以及东南亚地区的卫生设施逐步齐全，房地产开发带来二十年以上的增量，目前还处于发展的阶段。亚洲其他地区以及非洲地区的市场逐步打开，这些地区急待提高的基础卫生设施需求，以及潜在的住房需求，会是下一个快速增长区域。由此可见，不同地区卫生陶瓷消费和品质提升的需求，促进了各产区的卫生陶瓷行业稳步发展。各地区在近十年的产量变化表现不一，其中亚洲地区增长４７％，欧盟地区增长－２３％，非欧盟欧洲地区增长１７％，北美地区增长８％，南美地区增长７％，非洲地区增长２５％，大洋洲地区增长－６７％。区域之间的产量变化，进一步加剧了地区间的不平衡。

3热空气和微波混合干燥法

一般卫生陶瓷制品的壁较厚，用传统的热空气干燥坯体花费时间长。为了缩短坯体干燥时间，可以使用一种新型的热空气和微波干燥法，这种混合干燥法可以提高效率和坯体的品质。坯体干燥实质是水分扩散的过程，分为外扩散和内扩散。外扩散是坯体表面的水分蒸汽的形式扩散到周围介质中的过程，内扩散是水分坯体内部移动的过程，它又分为湿扩散和热扩散。对于件大壁厚的陶瓷坯体来讲，干燥速度主要取决于内扩散的速度。当使用传统的热气干燥坯体时，坯体表面水分于坯内部水分湿扩散是由坯体内部向坯体表面进行，同时由于坯体表面温度往往大于坯体内部的温度，热扩散则使水分坯体表面向内部移动。在这种情况下，热扩散阻碍湿扩散的进行，即热扩散成为内扩散的阻力，从而降低了干燥速度，而且容易产生坯体干燥不均匀的问题。表面水分蒸发，易降低坯体表面的温度，坯体内水分梯度和温度梯度方向相同，其热、湿扩散一致，这样使坯体的干燥速度大为加快，使坯体干燥更均匀。将热空气加热和微波加热混合干燥有效结合，可以使卫生陶瓷坯体干燥更均匀、更经济、更有效率。

4成型工艺的器型特点

传统陶瓷器类覆盖酒器、茶器、文房用品、玩具和餐具等各种生活日用品类别，主要的器型包括壶、罐、钵、盘、碟、碗、盒、尊、砚和洗等几十种。传统器型造型稳重圆润，表面光滑，覆盖社会生活方方面面，兼具实用性与美观性，具有以下几个特点[3]。1）主体大多中心对称，重心稳定，胎质致密且均匀。关键部分呈轴对称造型，例如把手、壶嘴、托等部件。2）能够抽象出典型的轮廓线，表面多为光滑曲面，经轮廓线旋转或扫描生成。3）多为规则几何造型，无锐利转角、断面、大悬空结构。

结束语

中国陶瓷工艺博大精深，源远流长，为世人瞩目。中国古代的陶瓷工艺精美精湛，为后世陶瓷业的发展奠定了基础。近代以来至新中国成立，因为内忧外患，社会动荡，陶瓷业发展一度陷入停滞。新中国成立为陶瓷工艺的恢复和发展提供了安定有序的社会环境。改革开放以来，随着思想解放和科学技术的发展，在全球化趋势日益加速的今天，特别随着中国对外开放的广度和深度日益增进，我国的陶瓷文化和陶瓷技术也处于不断的发展与繁荣之中。当前我国正处于社会主义新时期，处于社会主义现代化建设的伟大征程之中，我国的综合国力正在不断增强，中国的陶瓷工艺必将继续蓬勃发展，与时俱进。

参考文献

[1]陈媛媛,李克敬,李治,朱瑞娟,刘继武,李东原,刘欣,于晓丹.基于全生命周期视角下的卫生陶瓷绿色设计[J].中国建材科技,2019,28(06):94-96.

[2]霍炳杰.卫生陶瓷修坯机械手的构型设计[D].华北理工大学,2020.

[3]赵江伟,袁芳丽,肖景红,刘亚民.陶瓷大国向陶瓷强国转变初探[J].佛山陶瓷,2019,29(11):5-8.

[4]张卫星.中国建筑卫生陶瓷标准化与质量检验发展历程[A].中国硅酸盐学会、中国硅酸盐学会建筑卫生陶瓷专业委员会、国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心.第四届建筑卫生陶瓷质量大会暨中国硅酸盐学会建筑卫生陶瓷专业委员会2019学术年会论文集[C].中国硅酸盐学会、中国硅酸盐学会建筑卫生陶瓷专业委员会、国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心:中国建材科技杂志社,2019:7.

[5]张帆,尹君.我国陶瓷洗面器产业情况、质量现状及发展趋势分析[A].中国硅酸盐学会、中国硅酸盐学会建筑卫生陶瓷专业委员会、国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心.第四届建筑卫生陶瓷质量大会暨中国硅酸盐学会建筑卫生陶瓷专业委员会2019学术年会论文集[C].中国硅酸盐学会、中国硅酸盐学会建筑卫生陶瓷专业委员会、国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心:中国建材科技杂志社,2019:4.