專利名稱：制作陶瓷潔具模型的新方法和依此制得的陶瓷潔具模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷潔具制造業(yè)，特別是該制造業(yè)中有關(guān)陶瓷潔具模型的制作方法。
背景技術(shù)：
在陶瓷潔具制造業(yè)中，經(jīng)常需要為新產(chǎn)品制作原胎模和試驗(yàn)品，原胎模用于翻制工作模，試驗(yàn)品用于作沖水試驗(yàn)和外觀評(píng)測(cè)。原胎模和試驗(yàn)品在本專利統(tǒng)稱為陶瓷潔具模型。在已有技術(shù)中，原胎模依靠工匠用泥或石膏人工塑造，制作質(zhì)量完全依賴工匠的經(jīng)驗(yàn)和手藝，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且難以保證造型的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)品的制作過程更為復(fù)雜，首先要用人工塑造原胎模，再用原胎模翻制工作模，再往工作模內(nèi)灌注陶漿形成待燒的泥坯，將泥坯上釉燒成后才得到試驗(yàn)品，對(duì)試驗(yàn)品進(jìn)行沖水試驗(yàn)和外觀評(píng)測(cè)后，如果發(fā)現(xiàn)缺陷就必須再次重復(fù)上述過程，直到測(cè)試合格為止。由此可見，傳統(tǒng)的試驗(yàn)品制作方法制作周期長、成本高，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷就必須重新制作，所有先前所耗資源付之東流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種制作陶瓷潔具模型的新方法和依該方法制得的陶瓷潔具模型。
為此，制作陶瓷潔具模型的新方法是采用改進(jìn)的無模砂型成型工藝，包括以下步驟將欲制得的陶瓷潔具模型的造型數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，得到陶瓷潔具模型的三維數(shù)字模型，計(jì)算機(jī)根據(jù)一定的層厚對(duì)三維數(shù)字模型進(jìn)行分層，得到每一層截面的二維圖形，成形時(shí)，由無模砂型制造設(shè)備控制將砂粒以分層厚度逐層鋪展堆疊在設(shè)備工作平臺(tái)上，在每層鋪好的砂粒上施加粘結(jié)劑，使所有二維圖形實(shí)體范圍內(nèi)的砂粒粘接成一個(gè)三維實(shí)體，之后再清除未粘接的砂粒得到一個(gè)砂模，所施加的粘結(jié)劑包括呋喃樹脂和對(duì)甲苯磺酸，呋喃樹脂的加入量為，每100份重量單位的砂量，配2～3份重量單位的呋喃樹脂，對(duì)甲苯磺酸的加入量為，每100份重量單位的呋喃樹脂，配40～60份重量單位的對(duì)甲苯磺酸；在制得砂模后再作進(jìn)一步處理，包括在砂模的表面涂環(huán)氧樹脂，使環(huán)氧樹脂滲透到砂模內(nèi)部的砂粒之間，待環(huán)氧樹脂干固后將留在表面的環(huán)氧樹脂打磨光滑。
依照上述方法制得的陶瓷潔具模型，由多層砂粒和位于砂粒之間的粘結(jié)劑粘結(jié)成一整體，所述的粘結(jié)劑包括呋喃樹脂和對(duì)甲苯磺酸，呋喃樹脂與砂量的比例為，每100份重量單位的砂量配2～3份重量單位的呋喃樹脂，對(duì)甲苯磺酸與呋喃樹脂的比例為，每100份重量單位的呋喃樹脂配40～60份重量單位的對(duì)甲苯磺酸；在陶瓷潔具模型的表面以及內(nèi)部的砂粒之間還黏著有環(huán)氧樹脂。
本發(fā)明首次將無模砂型成型工藝應(yīng)用于陶瓷潔具模型的制作，而且在現(xiàn)有的無模砂型成型工藝的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)，通過優(yōu)化無模砂型成型工藝中的粘結(jié)劑，以及增加往砂模內(nèi)滲入環(huán)氧樹脂的工藝，克服了現(xiàn)有的無模砂型成型工藝制出的以砂粒堆積粘結(jié)而成的實(shí)體容易松散損壞的缺點(diǎn)，使砂模的強(qiáng)度得到提高。制成的陶瓷潔具模型具有足夠的強(qiáng)度，既可作為用于翻制工作模的原胎模，也可作為供沖水試驗(yàn)和外觀評(píng)測(cè)的試驗(yàn)品?？朔耸止に茉煸ツＹM(fèi)時(shí)費(fèi)力、對(duì)工匠手藝依賴性強(qiáng)、難以保證造型質(zhì)量的缺點(diǎn)，而且大大縮短了試驗(yàn)品的制作周期，顯著降低了制作成本。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可大大縮短陶瓷潔具新產(chǎn)品的開發(fā)周期，顯著提高新產(chǎn)品的開發(fā)效率，降低開發(fā)成本，而且實(shí)施本發(fā)明無需根本改造現(xiàn)有的無模砂型制造設(shè)備，易于推廣應(yīng)用。


圖1是用本發(fā)明方法制得的馬桶模型及分層路徑示意圖；圖2是將馬桶模型分為兩半以及各自的分層路徑示意圖；圖3是將圖2所示的兩半馬桶模型粘結(jié)成一體后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以制作圖1所示的馬桶模型為例，制作過程包括以下步驟將馬桶模型的造型數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，得到三維數(shù)字模型，計(jì)算機(jī)根據(jù)一定的層厚，按照?qǐng)D1所示的分層路徑對(duì)三維數(shù)字模型進(jìn)行分層，得到每一層截面的二維圖形(為表示清楚，圖1夸大了每一層的厚度)，成形時(shí)，由無模砂型制造設(shè)備控制將砂粒以分層厚度逐層鋪展堆疊在設(shè)備工作平臺(tái)上，在每層鋪好的砂粒上施加粘結(jié)劑，使所有二維圖形實(shí)體范圍內(nèi)的砂粒粘接成一個(gè)三維實(shí)體，清除未粘接的砂粒就得到一個(gè)砂模。上述步驟與現(xiàn)有的無模砂型成型工藝相同，可利用現(xiàn)有的CAD軟件、AURORA軟件(即分層軟件)和無模砂型制造設(shè)備完成。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還對(duì)粘結(jié)劑配比進(jìn)行了優(yōu)化以及增加了往砂模內(nèi)滲入環(huán)氧樹脂的步驟。所用的粘結(jié)劑可以是下述配方之一配方一每100份重量單位的砂量，配2份重量單位的呋喃樹脂，每100份重量單位的呋喃樹脂，配40份重量單位的對(duì)甲苯磺酸；配方二每100份重量單位的砂量，配2.5份重量單位的呋喃樹脂，每100份重量單位的呋喃樹脂，配40份重量單位的對(duì)甲苯磺酸；配方三每100份重量單位的砂量，配2.5份重量單位的呋喃樹脂，每100份重量單位的呋喃樹脂，配50份重量單位的對(duì)甲苯磺酸；配方四每100份重量單位的砂量，配3份重量單位的呋喃樹脂，每100份重量單位的呋喃樹脂，配50份重量單位的對(duì)甲苯磺酸；配方五每100份重量單位的砂量，配3份重量單位的呋喃樹脂，每100份重量單位的呋喃樹脂，配60份重量單位的對(duì)甲苯磺酸；上述配方例子僅是列舉，不是窮舉。呋喃樹脂和對(duì)甲苯磺酸可以同時(shí)施加，也可以先施加呋喃樹脂再施加對(duì)甲苯磺酸。
往砂模內(nèi)滲入的環(huán)氧樹脂最好采用5288號(hào)環(huán)氧樹脂，當(dāng)然也可以采用其它型號(hào)的環(huán)氧樹脂，關(guān)鍵是選擇滲透性好、強(qiáng)度高的類型。待環(huán)氧樹脂干固后將表面的環(huán)氧樹脂打磨光滑至所要求的尺寸精度即可投入使用。為確保環(huán)氧樹脂的充分滲入，最好在滲入環(huán)氧樹脂前將砂模加熱至100～130攝氏度，保溫1～2小時(shí)，目的是把砂模內(nèi)的水份烘干，以增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的滲透效果，并且使得環(huán)氧樹脂與砂粒黏著得更牢固，從而使制得的陶瓷潔具模型更堅(jiān)固。加熱保溫后，將砂模自然冷卻至常溫即可涂環(huán)氧樹脂。
依上述方法制得的圖1所示的馬桶模型，是由多層砂粒和位于砂粒之間的粘結(jié)劑粘結(jié)而成的一個(gè)整體，而且馬桶模型的表面以及內(nèi)部的砂粒之間還黏著有環(huán)氧樹脂。其中粘結(jié)劑的成份比例與制作過程所用配方比例相同。這種馬桶模型具有足夠強(qiáng)度。依上述方法既可以制作用于翻制馬桶工作模的原胎模，也可以制作供沖水試驗(yàn)和外觀評(píng)測(cè)的馬桶試驗(yàn)品。原胎模的尺寸應(yīng)比馬桶試驗(yàn)品尺寸在不同部位都要放大11～13％，以便于制作灌漿用的工作模，因?yàn)樘沾蓾嵕咴跓蛇^程中尺寸都有一定的收縮。
因?yàn)閷?duì)原胎模的強(qiáng)度要求比較特殊，既要保證原胎模在翻制工作模的時(shí)候不會(huì)損壞，又要保證在取出工作模的時(shí)候能夠較容易打爛且不損壞工作模，所以如果本發(fā)明制得的陶瓷潔具模型作為原胎模使用，就要注意涂環(huán)氧樹脂要適宜，不宜涂得太多，以防滲入太深以致模型強(qiáng)度太高，不易打爛。
在滲入環(huán)氧樹脂的步驟中，為了填充砂模表面的空隙以得到光滑的表面，需要多次涂刷環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂價(jià)格較高，這樣很不經(jīng)濟(jì)，操作時(shí)間也長。為此，本發(fā)明的一種改進(jìn)措施是，往砂模內(nèi)滲入環(huán)氧樹脂并將表面的環(huán)氧樹脂打磨光滑后，用鑄鋼涂料去填充砂模表面的空隙，使砂模表面光滑平整，待鑄鋼涂料干固后再次涂環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂干固后將表面打磨光滑。用價(jià)格較低的鑄鋼涂料去填充砂模表面的空隙，不僅可節(jié)省環(huán)氧樹脂，而且也比較容易得到光滑的砂模表面。至于涂覆在鑄鋼涂料表面的環(huán)氧樹脂，由于無需填充砂模表面的空隙，因此可涂得較薄，消耗量顯著減少，而且較薄的環(huán)氧樹脂層還方便于打磨。所述的鑄鋼涂料就是在金屬鑄造業(yè)中，常用于填充砂型表面空隙以提高鑄件表面質(zhì)量的涂料(砂型是金屬鑄造業(yè)中的技術(shù)用語，往砂型內(nèi)澆注金屬液就能得到鑄件，砂型也不同于本發(fā)明所稱的砂模，本發(fā)明所稱的砂模專指無模砂型成型工藝制得的以砂粒堆積粘結(jié)而成的實(shí)體)。應(yīng)用于本發(fā)明的鑄鋼涂料應(yīng)選用顆粒度細(xì)、觸變性好、常溫強(qiáng)度高的涂料，最好選用屏蔽性鑄鋼鋯英粉水基涂料。用此改進(jìn)后的工藝制得的陶瓷潔具模型，其表面的環(huán)氧樹脂中分隔有鑄鋼涂料層。
鑄鋼涂料是一種水基涂料，如果長時(shí)間未能干固就容易使涂料層與砂粒和環(huán)氧樹脂剝離。為解決此問題，最好在涂鑄鋼涂料后，將砂模加熱至100～130攝氏度，保溫2～4小時(shí)，以徹底去除涂料層的水分。
本發(fā)明并不要求一定要對(duì)整個(gè)砂模的表面都用環(huán)氧樹脂或者鑄鋼涂料去填充空隙，對(duì)于不影響使用性能的砂模局部表面，可以不作填充處理和打磨處理。
為了提高陶瓷潔具模型表面的光滑度，在砂模表面涂環(huán)氧樹脂之前，應(yīng)先對(duì)砂模表面進(jìn)行打磨，清除表面浮砂和臺(tái)階狀痕跡。
如果陶瓷潔具模型具有較復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，難以對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行打磨、施涂等操作，可以將陶瓷潔具模型分為兩部份甚至更多部份，各部份分別依本發(fā)明方法成型并打磨好后再用環(huán)氧樹脂粘成一個(gè)整體。例如圖1所示的馬桶模型具有較復(fù)雜的水道結(jié)構(gòu)，因此可以如圖2所示將馬桶模型分為左右兩半，兩半各自按照?qǐng)D示分層路徑和前述方法成型，最后將兩半馬桶的水道表面都打磨光滑后，就可以用環(huán)氧樹脂將左右兩半如圖3所示粘成一體，形成一個(gè)完整的馬桶模型。
權(quán)利要求
1.制作陶瓷潔具模型的新方法，其特征是采用改進(jìn)的無模砂型成型工藝，包括以下步驟將欲制得的陶瓷潔具模型的造型數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，得到陶瓷潔具模型的三維數(shù)字模型，計(jì)算機(jī)根據(jù)一定的層厚對(duì)三維數(shù)字模型進(jìn)行分層，得到每一層截面的二維圖形，成形時(shí)，由無模砂型制造設(shè)備控制將砂粒以分層厚度逐層鋪展堆疊在設(shè)備工作平臺(tái)上，在每層鋪好的砂粒上施加粘結(jié)劑，使所有二維圖形實(shí)體范圍內(nèi)的砂粒粘接成一個(gè)三維實(shí)體，之后再清除未粘接的砂粒得到一個(gè)砂模，所施加的粘結(jié)劑包括呋喃樹脂和對(duì)甲苯磺酸，呋喃樹脂的加入量為，每100份重量單位的砂量，配2～3份重量單位的呋喃樹脂，對(duì)甲苯磺酸的加入量為，每100份重量單位的呋喃樹脂，配40～60份重量單位的對(duì)甲苯磺酸；在制得砂模后再作進(jìn)一步處理，包括在砂模的表面涂環(huán)氧樹脂，使環(huán)氧樹脂滲透到砂模內(nèi)部的砂粒之間，待環(huán)氧樹脂干固后將留在表面的環(huán)氧樹脂打磨光滑。
2.如權(quán)利要求1所述的制作陶瓷潔具模型的新方法，其特征是在滲入環(huán)氧樹脂前，將砂模加熱至100～130攝氏度，保溫1～2小時(shí)
3.如權(quán)利要求1所述的制作陶瓷潔具模型的新方法，其特征是往砂模內(nèi)滲入環(huán)氧樹脂并將表面的環(huán)氧樹脂打磨光滑后，用鑄鋼涂料去填充砂模表面的空隙，使砂模表面光滑平整，待鑄鋼涂料干固后再次涂環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂干固后將表面打磨光滑。
4.如權(quán)利要求3所述的制作陶瓷潔具模型的新方法，其特征是所述的鑄鋼涂料是屏蔽性鑄鋼鋯英粉水基涂料。
5.如權(quán)利要求3所述的制作陶瓷潔具模型的新方法，其特征是涂鑄鋼涂料后，將砂模加熱至100～130攝氏度，保溫2～4小時(shí)。
6.如權(quán)利要求1所述的制作陶瓷潔具模型的新方法，其特征是在砂模表面涂環(huán)氧樹脂之前，先對(duì)砂模表面進(jìn)行打磨，清除表面浮砂和臺(tái)階狀痕跡。
7.用權(quán)利要求1所述方法制得的陶瓷潔具模型，其特征是由多層砂粒和位于砂粒之間的粘結(jié)劑粘結(jié)成一整體，所述的粘結(jié)劑包括呋喃樹脂和對(duì)甲苯磺酸，呋喃樹脂與砂量的比例為，每100份重量單位的砂量配2～3份重量單位的呋喃樹脂，對(duì)甲苯磺酸與呋喃樹脂的比例為，每100份重量單位的呋喃樹脂配40～60份重量單位的對(duì)甲苯磺酸；在陶瓷潔具模型的表面以及內(nèi)部的砂粒之間還黏著有環(huán)氧樹脂。
8.如權(quán)利要求7所述的陶瓷潔具模型，其特征是模型表面的環(huán)氧樹脂中分隔有鑄鋼涂料層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制作陶瓷潔具模型的新方法和依該方法制得的陶瓷潔具模型。所述方法的特點(diǎn)是首次將無模砂型成型工藝應(yīng)用于陶瓷潔具模型的制作，并在現(xiàn)有無模砂型成型工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)無模砂型成型工藝中的粘結(jié)劑進(jìn)行了優(yōu)化，增加了往砂模內(nèi)滲入環(huán)氧樹脂的工藝，使砂模的強(qiáng)度得到提高。制成的陶瓷潔具模型具有足夠的強(qiáng)度，既可作為用于翻制工作模的原胎模，也可作為供沖水試驗(yàn)和外觀評(píng)測(cè)的試驗(yàn)品。克服了手工塑造原胎模費(fèi)時(shí)費(fèi)力、對(duì)工匠手藝依賴性強(qiáng)、難以保證造型質(zhì)量的缺點(diǎn)，而且大大縮短了試驗(yàn)品的制作周期，顯著降低了制作成本。實(shí)施本發(fā)明無需根本改造現(xiàn)有的無模砂型制造設(shè)備，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)B28B7/34GK1962220SQ200610123839
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者梁滿杰, 唐果林, 楊如玉, 金楓, 譚玉珍, 石明寬, 余揚(yáng), 林生, 金明亮 申請(qǐng)人:佛山市峰華自動(dòng)成形裝備有限公司