Создание художественного образа и разработка технологического процесса изготовления статуэтки из фарфора

Таблица 3 - Допустимые характеристики гипса

Таблица 5 - Состав мыльно-масляной эмульсии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изготовление гипсовых форм

Подготовка для массового производства статуэтки из фарфора начинается с изготовления маточной кусковой формы. Поступающая в работу гипсовая модель должна иметь достаточную механическую прочность, гладкую и блестящую поверхность. Принцип изготовления кусковой формы одинаков для всех видов скульптуры. Как правило, кусковые формы изготавливают из двух раковин, но сравнительно редко формы бывают из двух частей. Только формы простых моделей можно выполнять из двух половинок, из которых они легко извлекаются при разъёме.

Перед формованием , на модель наносится мягким карандашом «химическим» линия, разделяющую её на две половины «обычно заднюю и переднюю». Необходимо стремиться, чтобы линия проходила по выступающим и сравнительно гладким местам для получения кусков достаточной толщины и сравнительной толщины и сравнительно легкого снятия их с модели. [13]

Изготовление кусковых форм начинают обычно с тыльной, наиболее гладкой стороны модели. На ровную подставку из мягкой бумаги, картона, пенополиуретана, расположенную на турнетке, устанавливают модель лицевой стороной вниз, чтобы избежать повреждения рельефа.

Модель на ширину 30-40 мм в зависимости от её размера по всему периметру до карандашной черты обкладывают массой или глиной. Массу тщательно выравнивают циклей или другим инструментом, делая её на 1 мм ниже намеченной линии для создания возможности выравнивая плоскости стыковки в гипсе после снятия первой раковины с модели.

Взамен обкладки модели небольших размеров на подставку кладут слой формовочной массы или глины толщиной, несколько превышающей толщину нижней половины модели. В этом пласте вырезают контур модели и в образовавшуюся полость закладывают модель до карандашной черты. Щели между моделью и пластом заделывают и кромки выравнивают. Формовочная масса вокруг модели придает ей внешнее очертание и размеры будущей формы. Основание «опорную часть» модели не разделяют и массой не обкладывают. По внешнему периметру обкладки устанавливают стенки из фанеры или другого материала высотой, соответствующей толщине будущей формы. К основанию скульптуры приставляют стекло или другой ровный листовой материал на высоту стенок. Стенки прижимают к обкладке проволочными зажимами. Модель смазывают мыльно-масляной эмульсией и образовавшуюся полость вокруг части модели заливают гипсовым раствором. После схватывания гипса снимают стенку и циклей придают раковине рациональную геометрическую форму по общему очертанию модели. Раковину переворачивают вместе с моделью и удаляют обкладку. Поверхность сочленения раковины тщательно выравнивают. Иногда эти поверхности выравнивают, не доходя до модели, извлекают модель и заканчивают выравнивание. После обработки модель кладут на свое место.

Затем формуют переднюю часть модели. Перед формованием размечают модель мягким карандашом на участки будущих кусков формы. Куски второй половины формы начинают делать с её нижней части , т.е. с тех кусков, которые будут соприкасаться с первой половиной. Ориентируясь на карандашную линию модели первого куска, обкладывают формовочной массой его границы с небольшим резервом. На плоскостях стыковки первой половины формы делают замки. Модель и плоскости сопряжения первой половины формы смазывают мыльно-масляной эмульсией и заливают раствором гипса. После схватывания гипсового раствора снимают формовочную массу «или глину», ограничивающую контур первого куска. Кусок с помощью деревянного молотка с резиновой набойкой и резачков осторожно снимают с модели, тщательно обрабатывают усенки в соответствии с намеченной разметкой. Внешним очертаниям куска придают конусообразную форму «на выход». После окончательной обработки кусок устанавливают на место. Так же изготавливают и другие куски.

Куски по возможности не должны иметь острых углов, которые приводят к скалыванию этих мест.

Ширина плоскостей стыковки кусков должна быть не менее 20 мм, в противном случае механическая прочность их будет низкой.

Последовательность изготовления кусков должна быть такой, чтобы разъём формы был простым, без затруднений и повреждений кусков и отливок.

После отливки всех кусков второй «лицевой» половины модели на них наносят замки, все поверхности кусков обильно смазывают мыльно-масляной эмульсией и приступают к заливке кожуха- части формы, объединяющей все куски, залитые на модели. Кожух обеспечивает возможность сборки кусков в процессе эксплуатации формы.

По примеру нижней половины формы устанавливают стенки из фанеры или другого листового материала. К основанию, как и прежде, приставляют стекло. Всё тщательно закрепляют проволочными зажимами, и в образовавшуюся полость заливают гипсовый раствор. После схватывания гипса ограждения убирают и циклей придают наружные очертания второй половины формы. Придают наружным очертаниям формы рациональных размеров, учитывая удобство её установки на рабочем столе или механизированном устройстве для литья, простоту скрепления половинок формы и др.

Обе половины формы скрепляют резиновой манжетой или проволочным зажимом и ставят на стол основанием модели вверх. На основание модели «по центру» устанавливают металлическую конусообразную модель литника малым диаметром вниз. Торцевую часть формы, основание модели и модель литника смазывают мыльно-масляной эмульсией. На верхнем периметре формы крепят резиновую или иную обводку высотой 30-35 мм и в образовавшуюся полость заливают раствор гипса, предварительно сделав замки на торцовых плоскостях стыковки частей формы.

После схватывания гипса удаляют обводку и циклей придают необходимую форму крышке с литником. На этом изготовление кусковой формы скульптуры заканчивают.

Разборку формы начинают со снятия крышки с литником. Крышку снимают стамеской или резачком. Из крышки деревянным стержнем и молотком выбивают модель литника. Острые кромки снимают циклей или ножом.

Форму с моделью «без крышки» ставят на тыльную сторону, с помощью инструментов снимают кожух и по его внешнему периметру циклей наносят разъёмную фаску, очищают от возможного загрязнения при разъёме, устанавливают на стол полностью вверх и приступают к разъёму кусков. Разъём кусков производят в порядке, обратном их изготовлению. После снятия каждого куска его устанавливают на свое место в кожухе после тщательной очистки от загрязнений. Сняв все куски верхней части форм и уложив их в кожух, извлекают модель из второй половины формы. Очищенную вторую половину формы накладывают на собранную верхнюю часть и приставляют крышку с литником. Всю форму скрепляют металлическими зажимами или резиновыми манжетами и сушат по установленному режиму. После просушивания, для лучшего распределения шликера на рабочей поверхности, форму обдают паором. Этот процесс производится для отчистки рабочей поверхности от не заметных остатков мыльно- масляной эмульсии и удаления пыли которая попала на рабочую поверхность во время сушки формы. При необходимости на поверхности формы изготавливают дополнительные воздуховоды в зависимости от структуры формы, для лучшего удаления воздуха при фармовке изделия.

По размонтированной модели- оригиналу изготавливают модельные кусочные формы всех её частей, пропитывают их натуральной олифой и покрывают спиртовым лаком для увеличения срока службы и используют для отливки моделей рабочих форм, обеспечивающих массовое производство скульптуры. Пример кусочной формы приведен на Рисунке 6.

Основой для изготовления оснастки, обеспечивающей массовое производство изделия является модель. Гипсовая модель будущего изделия имеет сравнительно небольшую механическую прочность, она не может долго служить для изготовления рабочих форм и требует частой замены.

Для увеличения срока службы модели в массовом производстве её изготавливают из материалов большой механической прочности, бронзы и различных полимерных материалов. Лучше применять пластмассовые модели, так как модели на основе металлов и серо-графитной массы сложна и трудоёмка.

Для изготовления модели из любого полимерного материала необходима модельная форма из гипса. Способ изготовления такой формы не отличается от способа изготовления маточной кусковой формы, но он должен учитывать особенности формования модели из той или иной пластмассы. Все изделия из пластмасс формуют обычно под давлением. Следовательно, все детали кусков форм должны быть изготовлены с учетом восприятия необходимых давлений сжатия и растяжения, т.е. они должны быть более массивными и армированными стальной проволокой.

Форма для моделей из пластмассы отличается от кусковой формы и тем, что она не имеет литника, так как пластмассу закладывают в раскрытую форму в тестообразном виде. Для выхода излишка массы при закрывании и сжатии формы по всему периметру формующей полости проделывают канавку шириной 10-15 мм и глубиной 5-8 мм на расстоянии 1-1,5 мм от её края. Наличие такой канавки обеспечивает образование шва минимальной толщины. Форму для моделей из пластмассы изготавливают из густо затворяемого гипса для достижения её максимальной механической прочности.

Изготовленную описанным ранее способом кусковую форму собирают, скрепляют и сушат по установленному режиму.

Сухую форму заполняют мыльно-масляной эмульсией на 12-16 часов, после чего её излишки тщательно снимают щетинной кистью, форму оставляют в раскрытом виде «формующими полостями вверх». При использовании самотвердеющей пластмассы марки АСТ-Т берут 2 мас.ч. порошка и 1 мас.ч. мономера. Такое соотношение длжно быть строго выдержано, иначе появляются поры в пластмассе и снижается механическая прочность модели.

Состав тщательно перемешивают в полиэтиленовом или алюминиевом сосуде. Несколько уплотнив шпателем массу в сосуде, накрывают его крышкой и выдерживают при комнатной температуре до полного набухания порошка. Набухание происходит в течение 15-40 мин в зависимости от температуры помещения. За это время 2-3 раза перемешивают массу шпателем, каждый раз после перемешивания уплотняя. Масса считается готовой к работе, когда она перестает прилипать к шпателю и стенкам сосуда и принимает вид теста. Следует иметь в виду, что при низких температурах процесс полимеризации замедляется. Из полученной тестообразной массы формуют обе половины модели способом отмина. Готовой массе придают конфигурацию полости одной из половинок формы. В таком виде массу плотно укладывают ф форму и тщательно вдавливают её пальцами, добиваясь заполнения ею полости без пузырей и пустот. Отмин массы производят руками, смазанными мыльно-масляной эмульсией или силиконовым кремом. После тщательного отмина рельефа обеих половин формы оставшиеся пустыми полости заполняют этой же массой с помощью лопатки. Края формы должны быть заполнены пластмассой с некоторым избытком, чтобы избежать образования пустот. Затем половины модели в форме соединяют, слегка смочив место сочленения мономером. Собранную форму ставят под груз или зажимают струбцинами до максимального их сближения с минимальным зазором. Оставшуюся полость основания статуэтки заполняют остатками пластмассы и закрывают крышкой формы под грузом. Излишки пластмассы выходят через канавки в форме. Оставлять заформованную модель без давления нельзя.

Форму разъединяют после окончания полимеризации пластмассы. Время полимеризации зависит от температуры в рабочем помещении. Выдержка формы с моделью в сушиле при температуре 60-70⁰C в течение 15-16 часов обеспечивает полную полимеризацию.

Аналогичным способом изготавливается модель из других пластмасс, отличающихся только составом, пропорцией, временем выдержки и другими технологическими особенностями.

Хорошие результаты изготовления модели получают при применении полимерных материалов АКР-7, АКР-15, протакрила и др.

После освобождения от формы модель в местах соединения кусков тщательно обрабатывают на бормашине с применением зубоврачебных фрез, а также напильников, надфилей, наждачной бумаги. Полировать модель следует мягкими полировочными кругами с помощью полировочной пасты или чистого мела, разведённого на воде или масле. В процессе обработки пластмассовой модели могут усиливаться рельефные места гравировочным инструментом «штихелем». Обработка пластмассовой модели должна производится при участии скульптора- автора модели.

Детали модели скульптуры из пластмассы подгоняют после формования. Пластмассовые детали не должны иметь отклонений от оригинала. Пластмассовая модель должна иметь гладкую поверхность в соответствии с гипсовым оригиналом.

Кусковую форму для массового производства статуэтки изготавливают по модели в том же порядке, в котором изготавливают чистовую форму, но с использованием пристроев.

Пристрой исключает необходимость применения обводок и формовочной массы при отливке элементов кусковой формы, разметки карандашом. Пристрой изготавливают по модельной форме.

Пристроями служат все элементы кусковой формы, изготовленные из гипса, обработанные натуральной олифой и спиртовым лаком, или пластмассы. При производстве рабочей формы на модель накладывают все пристройные куски, за исключением подлежащего изготовлению.

После отливки первого куска его снимают с модели и после зачистки устанавливают на место. Снимают следующий «соседний» пристрой, освобождают полость смазывают мыльно-масляной эмульсией и заливают гипсовым раствором для получения очередного элемента формы и так до получения готовой рабочей формы.

При изготовлении рабочей формы вместо обводки по внешнему её очертанию устанавливают, пристрой обводки из эпоксидной смолы. Для получения пристроя обводки, вокруг формы устанавливают обводку с учётом толщины будущего пристроя. Форму смазывают, полость между формой и обводкой заливают гипсовым раствором. После затвердения гипса обводку снимают, получившейся гипсовой модели пристроя обводки придают необходимую форму с учётом её максимального облегчения. Учитывая, что в дальнейшем пристой будет изготовлен из армированной эпоксидной смолы, его делают сравнительно тонким. Если модель пристроя обводки не может быть свободно снята с формы, её раскалывают ножом или стамеской по предварительно сделанному надрезу циклей.

Порядок изготовления формы для массового производства такой же, как и при изготовлении первичной чистовой кусковой формы, только вместо формовочной массы для ограждения мест заливки применяют, пристрой.

Рабочие формы деталей статуэтки, состоящие из двух половинок, можно выполняются по капам, изготовленным на каждую половинку скульптуры из эпоксидной смолы. Этот метод применяется только для деталей скульптуры несложной конфигурации, так как формы, сделанные по капам, имеют большие зазоры на стыках частей формы, швы от которых трудно избавится при оправке изделий в шликере.

Безусловно, изготовление рабочей формы статуэтки непосредственно с пластмассовой модели с использованием пристроев из эпоксидной смолы или других полимерных материалов имеет большое преимущество, так как изготовление кусковых форм почти не отличается от изготовления маточной кусковой формы. Отличие заключается в упрощении технологического процесса в результате применения пристроев вместо обводок стенок из формовочных масс. Каждый последующий кусок присоединяют к предыдущему с минимальными швами, чего не достигнуть при отливке из капов.

Для продления срока службы гипсовой формы рекомендуется пропитывать растворами квасцов «калиевых», цинкового или медного купороса , буры и обрабатывать «окунанием» наружную поверхность 2 % раствором поливинильного спирта с последующей сушкой при температуре 55⁰ С или раствором бората алюминия при температуре 30⁰ С.

Режим литья в значительной степени определяет качество форм. Гипсовые формы рекомендуется заливать осторожно , в один угол капа или пристроя, чтобы далее гипсовый раствор растекался по всей плоскости. Это позволяет избежать уплотнения гипсовой формы в местах соприкосновения струи гипсового раствора с рабочей плоскостью. Вследствие этого водопоглощение гипсовой формы становится равномерным. Для удаления пузырьков воздуха залитые гипсовым раствором формы следует встряхивать или вращать по мере заполнения их гипсовым раствором.

После засыпки гипса в воду надо выждать некоторое время, чтобы закончилось бурное выделение пузырьков воздуха, а затем размешивать смесь до пастообразного состояния.

Перед выливанием гипса в пристрой необходимо удалить собравшиеся на поверхности пузырьки воздуха. Гипс следует заливать только непрерывной струёй. Чтобы избежать образования твердых участков на поверхности формы, тщательно перемешивают гипс с водой, не допускать попадания остатков мыльно-масляной эмульсии на поверхность формы.

Гипс нельзя перемешивать после того , как он начал реакцию затвердения. Чтобы избежать деформации форм при сушке, необходимо отливать их из одной порции раствора гипса, тщательно контролировать плотность сборки пристроя, не допускать односторонней сушки формы.

При резком охлаждении высушенных горячих форм, ударе горячей струи воздуха в холодные формы, а также при гидратации поверхности слоя формы под действием высокой температуры >60⁰ С на поверхности формы образуются мелкие трещины.

От расширения гипса во время схватывания больше всего страдает кожух, который в результате изнашивается быстрее внутренних частей пристроя, отчего и появляются колебания внешних размеров. Эти колебания приводят к разной толщине черепка изделия. Данный дефект устраняется при использовании капов и пристроев из синтетических смол. Необходимо следить за тщательностью изготовления капов и пристроев их своевременной замене. пластика фарфор статуэтка художественный

Хорошее качество модельной оснастки получается при применении фосфогипса и вакуумировании гипсового раствора. Вакуумированный гипсовый раствор обладает повышенной текучестью, лучше заполняет рабочую поверхность пристроя. Структура формы из вакуумированного раствора более однородна, чем структура формы из невакуумированного гипсового раствора, и не имеет воздушных включений, снижающих её прочность и не участвующих в капиллярном отсосе влаги.

Вакуумирование гипсового раствора в течение нескольких минут при вакууме 0,8-0,9 МПа увеличивает сроки эксплуатации на 20-30 %, сроки схватывания раствора на 15-20 %, удлиняет износостойкость формы на 20-22% при улучшении состояния её поверхности. [5]

Влияние добавок, регулирующих скорость схватывания гипсового раствора, сводится в основном к изменению формы и размеров кристаллов двуводного гипса, прочности связи кристаллов в отливке и её текстуры: органические добавки высокой молекулярной массы- клей , желатин, меласса, гидролизованный протеин, танин и др. - образуют коллоидную защиту ; спирт, глицерин, ацетон, сахар, фосфорная, борная, уксусная и лимонная кислоты; а также растворы их солей уменьшают растворимость гипса; триполифосфат, сапонин, ацетат кальция и т.д. изменяют структуру двуводного гипса. Добавки-ускорителя схватывания гипсового раствора - серная и соляная кислоты, щелочи, мыло, хромат кальция, силикат кальция и др,- гораздо меньше влияют на изменение формы и размеры кристаллов двуводного гипса, чем указанные выше добавки - заменители.

Перед тем как приступить к работе, рабочую поверхность гипсовых форм рекомендуется промыть 2-3 % раствором карбоната натрия или раствором медного купороса.

Оснастка для сушки и обжига полуфабриката

Для того чтобы избежать деформации выступающих деталей статуэтки и сохранности изделия при обработке и обжиге изготавливается специальная оснастка «подставки», с которыми скульптура проходит весь технологический процесс от литья, а такое изделие изготавливается только методом литья, до окончательного обжига.

Подставки выполняются по гипсовой модели изделия. В зависимости от конфигурации изделия определяются места, требующие дополнительных упоров. Основание изделия устанавливается на стол, плиту или гипсовую подставку. Под намеченными местами дополнительных упоров из пластилина или гипса изготавливаются подставки нужной высоты, чтобы они достигали мест упора. Место касания подставки с моделью заостряют для получения минимальной площади. Подставки, кроме того, должны иметь такую конструкцию, которая обеспечивала бы их самостоятельную устойчивость на плоскости. Конфигурация подставки зависит от формы изделия. Подставке придают конусообразную форму. По первичной подставке из пластилина изготавливают черновую форму, «служит только для одной отливки» . По черновой форме отливают гипсовую модель, которая подгоняется по модели изделия, промазывают натуральной олифой и используют в дальнейшем как оригинал подставки для этого изделия. Подставки в материале используют для изготовления и сушки только одного изделия.

Инструменты, приспособления и оборудование для производства фарфорового изделия

Инструменты для изготовления черновых форм, моделей, формовочной оснастки и рабочих форм характеризуются в основном режущими свойствами. Так как инструменты применяют для отделки сложных по форме изделий, они имеют различную конфигурацию рабочих частей и свойства. Инструменты можно разделить на несколько типов

1. Режущие - для проточки моделей форм и другой формовочной оснастки, соскабливания, изготовления различных углублений «типа замков» , распиливания и др. Это клюшки, долота, ножи, ножовки, лобзики, проволочные пилки, напильники, цикли;

2. Отделочные - для грубой и чистовой отделки поверхностей изделий из гипса, пластмасс и других материалов , проработки рельефов, заделки дефектов на отливках, придания необходимой фактуры поверхности изделия и т.д. Это стеки, царапки, тупилки, кисти волосяные и щеточные;

3. Инструменты-приспособления - для облегчения выполнения производственных операций при изготовлении моделей форм и формовочной оснастки. Это мутовки и гипсовки.

4. Клюшки - стальные отточенные резцы разных форм и размеров из листовой стали, укреплённые на стальном стержне диаметром 6-8 мм с деревянной ручкой. Клюшки применяют для чистовой проточки формовочной оснастки или гипсовых моделей, имеющих форму тел вращения, при всех работах, выполняемых на модельно-шпиндельном станке. Для удобства изготавливаются наборы резцов разных форм и размеров. Резцы насаживают на металлические стержни, которые вставляют в цанговый патрон на деревянной ручке.

5. Долота металлические прямые - чаще стальные, разной ширины с заостренными лезвиями применяют для обработки гипсовых заготовок или деталей вручную.

6. Лезвия долот - металлических полукруглых имеют разную ширину и различные радиусы закругления. Полукруглыми долотами обрабатывают продольные полукруглые канавки на гипсовых моделях или других деталях. Для удобства работы долота часто делают односторонними с деревянной ручкой. Долота для скульптурных и формовочных работ делают двусторонними с лезвиями разных размеров и конфигурации.

7. Ножи разных размеров - с укороченными лезвиями разной ширины широко используют при формовочных работах. С их помощью подрезают и выравнивают поверхности сочленения частей форм, зачищают отливки, срезают швы при расколотке черновых форм, разъемы кусковых форм и т.п. При формовочных работах необходимы ножи с гнущимися и упругими заострёнными лезвиями.

8. Ножовки и лобзики из металла и дерева стандартные ручные применяются для отпиливания деталей скульптуры. Проволочную пилку - свиванием двух стальных проволок диаметром 0,2-0,8 мм.

9. Напильники - разной формы и размеров применяют для обточки модельной оснастки.

10. Цикли металлические - преимущественно стальные гибкие пластины толщиной 0,8 - 1 мм прямоугольной формы разных размеров. Цикли бывают с ровно отточенным или зубчатым краем. Для удобства работы один край заделывают в деревянную ручку- держатель.

11. Стеки- разных размеров и формы изготавливают из дерева, меди, стали и других твердых, плотных малослоистых материалов. Стеки применяют для отделочных работ, заделывания дефектов и придания поверхности необходимой фактуры.

12. Царапки - двусторонний металлический инструмент длиной до 30 см с копьевидными сплюснутыми перьями, края которых могут быть нарезаны зубчиками разных размеров, что облегчает обработку поверхности отливок при достижении заданной формы изделия.

13. Кисти волосяные и щетинные - используют для сметания пыли с форм и моделей, смазки деталей пастой, заполнения узких мест гипсовым раствором и др.

14. Тупилки - металлический двусторонний инструмент с зауженным округлыми концами - применяют для тонкой отделки мелких рельефов на модели или углубления их на форме.

15. Мутовка - лопатка с крестовиной на конце для взбалтывания гипсового раствора в небольшом сосуде или деревянная палка, на конце которой врезаны крест-накрест две металлические планки с отверстиями. Длина мутовки 30-60 см в зависимости от количества замешиваемого гипса.

16. Гипсовка - небольшая резиновая чаша с толстыми стенками. Она легко очищается от остатков гипса простым нажатием на её стенки. Для замешивания большого количества гипсового раствора применяют металлические или полиэтиленовые сосуды «лейки» соответствующей вместимости. Употребляют чаще сосуды из нержавеющих материалов или эмалированные.

17. Модельно-формовочный станок - применяют для изготовления формовочной оснастки и моделей из гипса, имеющих форму тел вращения. На модельно-формовочных станках обтачивают наружные поверхности форм и других гипсовых изделий. Модельно-формовочные станки серийно выпускаются промышленностью. Кроме того, существует множество конструкций модельных станков разных предприятий фарфорофаянсовой промышленности, отличающихся в основном габаритными размерами, конструкцией привода и устройством шайб «болванов», но принцип их эксплуатации один и тот же.

18. Модельно-шпиндельный станок - представляет собой металлическую станину, изготовленную из углового железа длинной 800 мм , шириной 1000 и высотой 950 мм «ориентировочно» . Внутри станины на расстоянии 300 мм от её края смонтирован стальной вертикальный шпиндель, вращающийся в шариковых и опорном подшипниках. На верхний конец шпинделя с помощью резьбы насажена металлическая шайба диаметром 550- 560 мм. На отдельных предприятиях вместо металлической шайбы изготавливается гипсовый «болван» облегчает небольшие развороты гипсовой шайбы вручную при выключенном электроприводе. В том и другом случае металлическая шайба имеет отверстие для фиксирующих гипсовую заготовку приспособлений «металлических штырей, гвоздей и др». Электропривод шпинделя позволяет регулировать частоту его вращения от 0 до 600 мин ^-1 и снабжен дисковым тормозным устройством с ножным приводом. Станина - сварная конструкция, обшита листовым металлом. Верхняя часть каркаса «стол» покрыта пластиком. На станине смонтированы все узлы станка и электрооборудование. Стол, над которым размещается металлическая шайба, с трех сторон на высоту 700 мм имеет ограждения, предотвращающие загрязнения соседних рабочих мест гипсовой стружкой в процессе проточки изделия резцами. В верхней части каркаса с двух сторон установлены направляющие для крепления упорной лестницы. Лестница закрепляется в направляющих зажимами. На упорной лестнице устанавливают правило «деревянной рейки», служащее упором для режущего инструмента при проточке гипсовых изделий. Ступеньки упорной лестницы позволяют устанавливать правила на необходимую высоту в зависимости от размера изделии. Модельно-шпиндельный станок имеет арматуру местного освещения, позволяющую размещать светильник в удобном для работающего положении. Частоту вращения шайбы «болвана» регулируют в зависимости от режимов резания или другой обработки.

Процессы и особенности технологии фарфорового производства

Керамика раньше металлов стала важным материалом для изготовления декоративных изделий. Это способствовало широкое распространение доступного сырья - глин - и их высокая технологичность.

Глины и их наиболее чистые представители - каолины - являются единственными горными породами, из которых вместе с отощающими добавками можно приготовить пластичные и текучие «литейные» керамические массы или сухие заготовки и прессованные порошки. Только глины и каолины обеспечивают керамическим массам универсальные свойства: пластичность и податливость при формовании изделий, хорошее заполнение гипсовых форм жидкой массой и последующее её упрочнение за счёт отдачи влаги через капилляры формы, хорошую обрабатываемость резанием подвяленных или высушенных заготовок.

Основными отличиями тонкой керамики от грубой, является использование для формования изделий тонкодисперсных масс «шихт» и однородное мелкозернистое строение этой керамики, отдельные элементы которого различимы лишь под микроскопом. По этим общим признакам к тонкой керамике относят обожжённые изделия древнейших эпох, которые изготовлялись из глин, содержащих лишь тонкодисперсные примеси кварца, полевого шпата и других минералов. Таким образом, история развития технологии тонкой керамики начинается с изготовления обожжённой посуды, имеющей в изломе однородную структуру.

Тонкая керамика как материал в производстве художественно-декоративных изделий получила широкое распространение благодаря сочетанию присущих ей ценных свойств и удерживая свои твёрдые позиции в этой области, несмотря на конкуренцию.

Химическая стойкость и жаропрочность тонкой керамики обеспечивают длительную её службу, пока она случайно не будет разбита вследствие невысокой ударной прочности, существенный недостаток любой керамики. Благодаря этим положительным свойствам образцы тонкой керамики древнейших времён сохранились до наших дней, свидетельствуя об уровне культуры народов, несмотря на губительное действие огня, почвенных вод, замораживания и других атмосферных явлений.

Особенностью тонкой керамики является также возможность её покрытия тонким слоем глазури специального состава, разработанного применительно к свойствам глазируемого изделия.

Обработка сырьевых материалов

Сырьё для производства тонкокерамического изделия поставляется в виде порошков, не требующих среднего дробления и отсортировки, или крупными кусками, которые необходимо рассортировать и измельчить. Сырьё для производства тонкой керамики обрабатывают по следующей схеме: первичная сортировка, грубое дробление, среднее дробление, грубый и средний помол, тонкий помол. В зависимости от качества исходного материала и требований к конечному продукту должно быть предусмотрено оборудование, обеспечивающее выход продукта с заданными стабильными свойствами.

Успешное протекание физико-химических реакций при обжиге тонкокерамического изделия, в результате которых материал приобретает все необходимые свойства, возможно только в случае достаточно тонкого зернового состава масс, из которых это изделие изготовлено. Измельчая материал, необходимо обеспечить зерновой состав, при котором достигается максимально плотная укладка всех компонентов массы. Небольшая плотность достигается, когда промежутки между касающимися друг друга крупными частицами отощающих материалов заполнены более тонкими частицами этих же материалов и глинистыми компонентами.

Измельчение сырья занимает в технологии керамики значительную часть всего процесса. В зависимости от размеров кусков исходного и конечного продукта измельчение приближенно делится на несколько стадий.

Для крупного и среднего измельчения каменистых материалов применяются щековые и конусные дробилки. Для мелкого дробления в производстве тонкой керамики применяют бегуны с гранитными катками и подом. Они не загрязняют сырьё металлическим железом, однако имеют низкую производительность, энергоёмки и трудны в обслуживании.

При тонком помоле большого количества каменистых материалов используются непрерывно действующие установки, состоящие из шаровой мельницы и устройств для непрерывной подачи материала и вывода измельчённого продукта. В тонкой керамике наибольшее распространение получил мокрый помол каменистых материалов в шаровых мельницах непрерывного и периодического действия.

Шаровая мельница периодического действия состоит из барабана, торцы которого закрыты плоскими или выпуклыми днищами. Внутренняя полость барабана выложена защитным слоем из фарфоровых или кремниевых брусков толщиной 60-90 мм. К наружной части днищ приварены стальные цапфы, которые входят в гнёзда подшипников качения.

Привод мельницы состоит из электродвигателя и редуктора. Загружают и выгружают мельницу через люк. На противоположной от люка части барабана устанавливается штуцер для свободного доступа воздуха или подсоединения шланга, по которому в мельницу подаётся сжатый воздух, что значительно сокращает время разгрузки. Для контроля за временем помола на мельнице должен быть установлен счётчик оборотов. Эффективность работы мельницы прежде всего зависит от правильного выбора частоты вращения её барабана и степени заполнения, а также от подготовки измельчаемого материала и качества мелющих тел и футеровки. Частота вращения, при которой прекращается падение шаров и измельчение материала, называется критической. За оптимальную частоту вращения барабана мельницы принимается такая частота, при которой наибольшее количество шаров будет падать с самой высокой точки. При этом условии шары будут совершать наибольшую работу. Для определения скорости выведена формула, которая учитывает коэффициент загрузки мельницы:

(3)

где n - частота вращения барабана мельницы, C ^-1;

R _{д -} радиус внутренней полости барабана, M;

д - коэффициент загрузки.

Количество материала, загружаемого в мельницу, должно быть на 15-20% больше, чем необходимо для заполнения пустот между шарами. При меньшей загрузке часть работы шаров будет направлена на истирание друг друга.

На 1м³ объёма мельницы необходимо загружать дробящих тел

1? 0,45= 0,45м³ (4)

измельчаемого материала

0,45 ? 0,4 ? 1,2 = 0,22м³ (5)

Сила удара шаров будет зависеть и от высоты их падения. Поэтому в шаровой мельнице большого диаметра шары обладают большей энергией. Отсюда целесообразно применять более мелкие шары. Очевидно также, что шары изготовленные из материала с большой плотностью, будут обладать большей энергией. Для повышения эффективности работы мельниц особенно важно не допускать загрузки измельчаемого материала кусками выше критического размера. Все материалы перед загрузкой должны просеиваться через сито № 1-2, 36 отв./см² .

В качестве мелющих тел применяют природную кремневую гальку или специально изготовленные тела из высокоглинозёмистой массы «уралит», циркониевые, фарфоровые и т.д.

Уралитовые шары обладают высокой плотностью 2,95 - 3,1 г/см³ , большой твердостью и механической прочностью, низким коэффициентом истираемости и отличаются высоким абразивным действием.

Приготовление шликера для отливки фарфорового полуфабриката

Сырье, необходимое для производства фарфорового изделия сначала поступает в Массо-заготовительный цех, где в первую очередь попадает на участок заготовки сырьевых материалов. На этом участке сырье проходит предварительную подготовку: дробление, вылеживание, очистку, обогащение и т.д. Глинистые материалы попадают в массозаготовительный цех в виде порошков или комков различных размеров. Перед смешиванием с каменистыми материалами глину распускают в воде, и полученную суспензию процеживают через сито. Для крупного и среднего измельчения каменистых материалов применяются щековые и конусные дробилки. Для мелкого дробления в производстве тонкой керамики применяют бегуны с гранитными катками и подом. В условиях данного предприятия используется мокрый помол каменистых материалов в шаровых мельницах непрерывного действия. В качестве дробящих элементов используются уралитовые шарики. [5]

При смешивании с водой глина остаётся липкой и пластичной до тех пор, пока количество воды не будет больше некоторой критической величины, при которой наступает текучее состояние суспензии. При наблюдении этого процесса под микроскопом видно, что вначале глинистые частицы связаны между собой в агрегаты или флоккулы. При добавлении воды связь между отдельными частицами нарушается, и суспензия становится текучей. Этот момент наступает значительно быстрее, если в систему добавить небольшое количество силиката натрия. В этом случае текучесть может наступить при меньшем содержании воды, иногда около 20% . Такие системы при незначительной потере воды утрачивают текучесть и вновь становятся пластичными.

Указанные явления возникают вследствие действия слабых молекулярных сил, водородных связей, электростатического отталкивания одноименно заряженных или притяжения противоположно заряженных мест частиц и их полярных гидратных оболочек. Прослойки воды ослабляют действие этих сил. Свойства глинистых суспензий зависят от структуры силы взаимодействия частиц, которые определяются минералогическим составом, морфологией и дисперсностью твёрдой фазы, концентрацией суспензий, родом и концентрацией ионов и поверхностно-активных веществ, поглощённых глиной и растворённых в воде, температурой. Воздействие на эти факторы, можно изменить свойства шликера.