數(shù)控技術(shù)和其他材料在陶瓷制模中的應(yīng)用

陶瓷原本源于中國(guó)。但現(xiàn)階段，我國(guó)陶瓷生產(chǎn)的水平卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于德、英、法、日等國(guó)。影響我國(guó)陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量的原因很多，其中，落后的模具制作方法是一個(gè)重要的原因。我國(guó)目前模具制作的流程大致有四個(gè)環(huán)節(jié)：1、模具工在得到設(shè)計(jì)圖紙后，根據(jù)自己的理解，用石膏制作成陽(yáng)模；2、再用石膏將陽(yáng)模翻成陰模；3、再翻成硫磺模；4、然后制作生產(chǎn)模。整個(gè)過(guò)程復(fù)雜，而且由于材料的原因，每個(gè)環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)誤差，誤差的總和大于每一環(huán)節(jié)誤差的相加，其結(jié)果，便導(dǎo)致生產(chǎn)模具的不規(guī)范，為后道工序埋下消解不了的隱患。 由此可見(jiàn)，模具制作工藝對(duì)陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量影響是很大的。為克服這一缺陷，北京中藝高端陶瓷科技有限公司自2006年開(kāi)始與天部的專家將數(shù)控技術(shù)引入到陶瓷生產(chǎn)，嘗試采用不銹鋼、鋼、銅、鋁、尼龍等新型材料，制作高精度的生產(chǎn)模具，代替硫磺模具的生產(chǎn)工藝并取得成功。與傳統(tǒng)工藝相比，該方法有如下的優(yōu)點(diǎn)：

1、大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量

用該方法生產(chǎn)模具的質(zhì)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以往的模具(圖1、2)，大大地提高產(chǎn)品的質(zhì)量，其表面的規(guī)整精度不亞于德國(guó)羅森泰爾的產(chǎn)品(圖3)。

2、準(zhǔn)確表達(dá)設(shè)計(jì)家的創(chuàng)作意圖

傳統(tǒng)的工藝方法是依賴模型工的制作，而模型工對(duì)設(shè)計(jì)家的創(chuàng)作意圖的理解能力和藝術(shù)把握能力必然有所差距，設(shè)計(jì)家的創(chuàng)作意圖與模型工之間的相互溝通也是有難度的，即使設(shè)計(jì)家自己動(dòng)手。這不僅浪費(fèi)寶貴的時(shí)間，而且， 由于模具本身固有的缺陷，決定了難以完全實(shí)現(xiàn)創(chuàng)作意圖，使產(chǎn)品達(dá)到精良的程度。因此，作品往往不能收到預(yù)期的效果，這是設(shè)計(jì)家最大的痛苦，也是大部分優(yōu)秀設(shè)計(jì)家之所以不熱衷于陶瓷設(shè)計(jì)的主要原因。新技術(shù)的應(yīng)用，不但能準(zhǔn)確表達(dá)設(shè)計(jì)家的創(chuàng)作意圖，還可以使設(shè)計(jì)家的意圖升華，設(shè)計(jì)家甚至只要提供構(gòu)思草圖，掃描進(jìn)電腦，由系統(tǒng)認(rèn)別，形成初步方案，再由設(shè)計(jì)家工程師共同切磋，借助于數(shù)控技術(shù)，對(duì)方案進(jìn)行數(shù)理的調(diào)整和藝術(shù)形象的判定 (如比例、線性、轉(zhuǎn)折關(guān)系、色彩、態(tài)式等)，使作品更符合理性的數(shù)理關(guān)系，更具有藝術(shù)表現(xiàn)力，從而達(dá)到技術(shù)與藝術(shù)的統(tǒng)一。有時(shí)在加工過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)意想不到的效果，這是人工永遠(yuǎn)都不能做到的，為設(shè)計(jì)家創(chuàng)作高新術(shù)的產(chǎn)品提供了更為廣闊的空間。

3、結(jié)構(gòu)更加準(zhǔn)確

數(shù)控技術(shù)的精度可達(dá)0.001mm，生產(chǎn)的生產(chǎn)模精度較高，偏心誤差可控制在0.001mm之內(nèi)，為后道工序創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)，對(duì)提高產(chǎn)品的規(guī)整程度、產(chǎn)品質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用。

4、解決平面圖紙與立體效果之間的視覺(jué)差異

陶瓷設(shè)計(jì)過(guò)程中，常常出現(xiàn)平面圖紙與立體效果之間視覺(jué)差異的問(wèn)題。以往用石膏制作成模型后，才能初步看到效果，而要達(dá)到理想的效果，往往需要在圖紙與立體之間反復(fù)進(jìn)行多次的修改，造成時(shí)間和材料的浪費(fèi)。

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)方案可在最短的時(shí)間內(nèi)直觀地看到其立體的形象效果，及時(shí)修改、整合。

5、節(jié)省大量的時(shí)間

傳統(tǒng)的制作工藝， 由于受到工藝流程和材料特性的限制，從圖紙到出生產(chǎn)模具制作周期長(zhǎng)，一般周期需5天(120小時(shí))，而新技術(shù)則只需要6小時(shí)(1／20)。在現(xiàn)代商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，時(shí)間是非常寶貴的資源，誰(shuí)能爭(zhēng)得時(shí)間，誰(shuí)就有可能搶先商機(jī)。更重要的是，為設(shè)計(jì)家可以騰出寶貴的時(shí)間進(jìn)行構(gòu)思，創(chuàng)作更多的產(chǎn)品，大大地提高設(shè)計(jì)家的創(chuàng)作能力和積極性，從而促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，增加產(chǎn)品的多樣性，提高市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

6、堅(jiān)固耐用

由于模具制作精良，材料堅(jiān)固，不易損壞，在實(shí)際生產(chǎn)中，使用壽命超過(guò)硫磺模的100倍(如圖4，是生產(chǎn)過(guò)150個(gè)石膏模后的鋁模)。 同時(shí)也避免了模具不同批次的不一致性。

7、有利子標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)

模型的底座和圍全部設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)品變更時(shí)只需更換中間部分，(圖5)故而生產(chǎn)的模具也是標(biāo)準(zhǔn)化，為下道工序的質(zhì)量控制創(chuàng)造有利的條件。

8、減少對(duì)熟練工人的依賴性

可降低因人員變動(dòng)而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)的工藝制作，培養(yǎng)一位熟練的模型工一般需要2－3年，在關(guān)鍵的時(shí)候，如模型工的離職，給企業(yè)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)極大。而培養(yǎng)一位機(jī)器操作人員只需15－30天。同時(shí)促進(jìn)行業(yè)內(nèi)的分工，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

9、解決模具保存的難題

數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)模具方便、快捷， 只需保存電子文檔即可，預(yù)計(jì)短期不生產(chǎn)的品種則不需保存模具實(shí)物，大量節(jié)省模具的存放空間。如確實(shí)需保存模具實(shí)物的，新技術(shù)所采用的模具材料穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)硫磺，不易變形，從而保證下次生產(chǎn)模具的質(zhì)量。

10、節(jié)約大量的模具的成本

使用壽命超過(guò)硫磺模的100倍，平攤到每個(gè)產(chǎn)品中的成本比原來(lái)的要低很多，同時(shí)新采用的材料可以回收利用(如：銅 、鋼、鋁、塑料、尼龍等(圖6)，回收材料與原材料的差價(jià)并不大，可節(jié)省大量的成本。

11、降低污染

石膏的回收價(jià)值較低，故此有部分的廠家采取拋棄或填埋的方法來(lái)處置舊石膏模。硫磺在溶化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣和火災(zāi)的隱患，給環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

以上可見(jiàn)，數(shù)控技術(shù)運(yùn)用于陶瓷生產(chǎn)，具有重大現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義：(1)它與傳統(tǒng)的硫磺模工藝相比，數(shù)控技術(shù)的陶瓷模具具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。它提高了我國(guó)陶瓷的產(chǎn)品質(zhì)量、降低了產(chǎn)品成本、降低了環(huán)境污染、增強(qiáng)了中國(guó)陶瓷產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；(2)該技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)陶瓷生產(chǎn)去實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)轉(zhuǎn)型”，即從手工業(yè)到工業(yè)化的轉(zhuǎn)型，進(jìn)而到數(shù)控智能化的轉(zhuǎn)型。正是從這個(gè)意義上，可以說(shuō)，它是中國(guó)陶瓷生產(chǎn)的一次革命。