長(zhǎng)期以來(lái)，在衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中，石膏模具已經(jīng)成為注漿、滾壓、旋壓等成形工序不可缺少的輔助部件，它是最早也是使用最廣泛的一類模具?！笆嗄＞呒s占中國(guó)衛(wèi)生陶瓷模具市場(chǎng)的90%以上?！钡聡?guó)斯瑪特新材料技術(shù)有限公司王平澤博士說(shuō)。

    隨著衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)業(yè)的日益發(fā)展和壯大，傳統(tǒng)的石膏模具越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的需求，改革衛(wèi)生陶瓷成型用模具成為陶瓷行業(yè)的迫切要求。盡管國(guó)外已研制出新型的模具產(chǎn)品，但我國(guó)絕大多數(shù)衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品成型過(guò)程中仍使用傳統(tǒng)模具。新型模具不能替代石膏模具在國(guó)內(nèi)廣泛推廣和應(yīng)用的原因何在?

    石膏模具缺點(diǎn)多高壓樹(shù)脂模具或成最佳替代品

    石膏模具擁有原材料豐富、成本低廉、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、吸水性能好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于衛(wèi)生陶瓷的成型，還要求模具具備工作面光滑、細(xì)微處可復(fù)制性良好、吸水范圍較寬和空氣滲透性較好、滿足坯體易于脫模、能多次注漿等特殊性能。

    但石膏模具也有不可克服的缺點(diǎn)。從石膏本身來(lái)講，石膏性能受雜質(zhì)的影響很大，含二氧化硅時(shí)強(qiáng)度顯著降低，從而使模具使用壽命縮短;石膏在水中可溶，模具容易浸蝕，反復(fù)使用后泥坯的水份使模具表面變粗糙，影響產(chǎn)品的光潔度;石膏表面耐磨性差，模具與陶瓷素坯之間的摩擦而造成的磨損會(huì)十分嚴(yán)重;石膏受凍后強(qiáng)度降低的同時(shí)吸水率也降低，模具在實(shí)際使用過(guò)程中容易造成爆模。另外，隨著石膏模具應(yīng)用時(shí)間加長(zhǎng)，泥漿使用量將不斷增加，而成型的合格率卻不斷下降，人工修胚的成本也隨著模具的老化而增加，生產(chǎn)成本在不知不覺(jué)中提高。通常企業(yè)計(jì)算成本，習(xí)慣性地按照新模具最佳狀態(tài)時(shí)的成本來(lái)計(jì)算，往往忽略了模具磨損后不斷增加的成本計(jì)算。從模具制造過(guò)程來(lái)說(shuō)，石膏模具的制造工藝較為復(fù)雜：先制造“型”，由“型”制成種模(又稱“原始?！?，再將種模的每一模片分別制成一個(gè)模，稱為母模，再以石膏從母模中澆注成大量生產(chǎn)用的工作模。

    基于上述原因，石膏模具的反復(fù)使用率很低，平均每個(gè)模具的使用次數(shù)為90次左右，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。為改變傳統(tǒng)石膏模具開(kāi)發(fā)的落后現(xiàn)狀，有必要將先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)生陶瓷行業(yè)，開(kāi)發(fā)出全新的衛(wèi)生陶瓷模具材料以及設(shè)計(jì)制造工藝，以符合行業(yè)的發(fā)展需求。

    據(jù)悉，早在20世紀(jì)60年代中期，聯(lián)邦德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)的技術(shù)人員為了解決石膏模具所存在的問(wèn)題，開(kāi)始石膏模具代用品的研制，并開(kāi)始公布這方面的專利。作為石膏模具的替代材料，人們探討過(guò)石膏—有機(jī)物復(fù)合模具、塑料模具、多孔陶瓷模具和硅灰石模具等。

    “在德國(guó)、日本、意大利、英國(guó)等技術(shù)發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，上世紀(jì)80年代就把高壓樹(shù)脂模具應(yīng)用于衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中，石膏模具占的比例很低。”王平澤告訴記者，上世紀(jì)50年代末，德國(guó)就開(kāi)始研究由高壓樹(shù)脂模具材料代替石膏，并取得了很大進(jìn)展。但大量的工業(yè)化應(yīng)用則從80年代開(kāi)始。80年代中期以來(lái)，德國(guó)DORST，NETZSCH公司，意大利SACMI，SITI公司，英國(guó)PORVAIR公司，日本INAX公司，先后制成高壓注漿設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化，從而推動(dòng)高壓樹(shù)脂模具材料技術(shù)的發(fā)展和推廣。目前高壓樹(shù)脂模具材料在技術(shù)上已相當(dāng)成熟，在國(guó)外機(jī)械化衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。這些材料主要是以樹(shù)脂為基礎(chǔ)的具微孔結(jié)構(gòu)的塑料材料，其主要特點(diǎn)是：強(qiáng)度高、韌性好，表面光潔，其孔隙率的大小可通過(guò)不同的加工工藝控制和優(yōu)化。

    王澤平表示，高壓樹(shù)脂模具使用壽命長(zhǎng)，成型質(zhì)量高，成型次數(shù)可達(dá)數(shù)萬(wàn)次，是高壓注漿工藝中不可缺少的輔助產(chǎn)品。據(jù)了解，相比石膏模具，高壓樹(shù)脂模具不受空氣濕度、溫度的影響，生產(chǎn)出來(lái)的衛(wèi)生陶瓷質(zhì)量將更穩(wěn)定。這點(diǎn)在國(guó)外的衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)上早已得到驗(yàn)證。

    工藝落后與價(jià)格高昂阻礙高壓樹(shù)脂模具推廣步伐

    盡管人們已意識(shí)到，目前陶瓷行業(yè)的勞動(dòng)力成本不斷上漲、產(chǎn)品質(zhì)量要求愈發(fā)提高、國(guó)家對(duì)環(huán)保節(jié)能要求逐漸嚴(yán)格，這些都構(gòu)成制約衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的瓶頸。盡管高壓樹(shù)脂模具具有上述優(yōu)點(diǎn)，但王澤平表示：“高壓樹(shù)脂模具目前在國(guó)內(nèi)的推廣仍處于起步階段，還沒(méi)有得到普遍應(yīng)用?！?/P>

    對(duì)于高壓樹(shù)脂模具在我國(guó)的推廣尚不理想，王澤平認(rèn)為：“我國(guó)陶瓷工業(yè)化起步較晚，勞動(dòng)力相對(duì)便宜，目前大多數(shù)衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)仍采用傳統(tǒng)的人工注漿方法，大大制約了新型模具在國(guó)內(nèi)的推廣速度?！彼f(shuō)，傳統(tǒng)注漿工藝通過(guò)人工注漿，運(yùn)用石膏模具生產(chǎn)，一天只能注漿一次，生產(chǎn)效率低下;而采用高壓注漿工藝，在配合高壓注漿設(shè)備和高壓樹(shù)脂模具的同時(shí)，可使面盆12-15分鐘成型一次，馬桶25分鐘成型一次，一臺(tái)機(jī)器可帶幾個(gè)到十幾個(gè)模具不等，也就是說(shuō)一次可同時(shí)成型數(shù)件或十幾件產(chǎn)品，大大提高生產(chǎn)效率。高壓樹(shù)脂模具解決了人力成本的問(wèn)題，相比對(duì)體力要求很高的人工灌漿工序，應(yīng)用該模具可減少工人的使用量。

    目前高壓注漿工藝已成為國(guó)內(nèi)衛(wèi)生陶瓷較為推崇的產(chǎn)品成型方法，由于該工藝要求配套相應(yīng)的注漿設(shè)備和成型模具，而國(guó)內(nèi)缺乏先進(jìn)的制模技術(shù)，高壓注漿設(shè)備和高壓樹(shù)脂模具主要依賴進(jìn)口，因此需要的一次性投資較大。

    據(jù)了解，相比國(guó)內(nèi)幾百元一套的石膏模具，一套進(jìn)口的面盆高壓樹(shù)脂模具的價(jià)格可達(dá)人民幣20萬(wàn)元，一套進(jìn)口的3開(kāi)?；?開(kāi)模的馬桶高壓樹(shù)脂模具造價(jià)達(dá)人民幣30-40萬(wàn)元。這不僅制約了高壓注漿工藝在我國(guó)的發(fā)展，也為新型模具的推廣帶來(lái)困難。“80年代以來(lái)，進(jìn)口的高壓注漿設(shè)備大部分還處于停滯狀態(tài)?！蓖跗綕烧f(shuō)。由于多數(shù)企業(yè)無(wú)法承受昂貴的進(jìn)口模具價(jià)格，寧可將機(jī)器閑置。

    對(duì)于高壓樹(shù)脂模具不能在國(guó)內(nèi)普及的問(wèn)題，不少衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)的相關(guān)負(fù)責(zé)人也發(fā)表了各自的看法。其中，澳維絲衛(wèi)浴科技有限公司(下面簡(jiǎn)稱“澳維斯”)總經(jīng)理蘇細(xì)弟認(rèn)為，該模具產(chǎn)品只適用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的衛(wèi)生陶瓷成型，不符合我國(guó)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)，為滿足消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品款式的多種需求，衛(wèi)生陶瓷企業(yè)轉(zhuǎn)換產(chǎn)品款式的頻率較高。如果要轉(zhuǎn)換不同型號(hào)和規(guī)格的高壓注漿設(shè)備，其成本會(huì)很大。“國(guó)外一款衛(wèi)浴產(chǎn)品不僅風(fēng)格簡(jiǎn)約，且風(fēng)行多年也不過(guò)時(shí)，因此對(duì)應(yīng)該款產(chǎn)品的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命也較長(zhǎng)?！卑木S斯是潮州近700家衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)里面能自己開(kāi)發(fā)模具的一家企業(yè)，生產(chǎn)模具的時(shí)間已超過(guò)10年?！霸诔敝莸男l(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)中，自己生產(chǎn)模具供自家產(chǎn)品成型的廠家約占10%?！碧K細(xì)弟說(shuō)。據(jù)了解，目前潮州共有衛(wèi)生陶瓷模具企業(yè)約100家，約一個(gè)模具廠服務(wù)于6-7家衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)。

    廣東佳夢(mèng)陶瓷實(shí)業(yè)有限公司(下面簡(jiǎn)稱“佳夢(mèng)陶瓷”)副總經(jīng)理戴愛(ài)春也表示：“相對(duì)于不成熟的新工藝和新方法我們更愿意使用已經(jīng)發(fā)展成熟的傳統(tǒng)產(chǎn)品。”他說(shuō)，雖然石膏模具自身存在一定的缺點(diǎn)，但目前還沒(méi)有更好的產(chǎn)品能替代它進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。另外，這些新工藝和方法不能推廣與行業(yè)自身的發(fā)展?fàn)顩r有很大關(guān)系。這個(gè)行業(yè)目前還屬于粗放型的狀態(tài)，管理不完善，工藝也達(dá)不到相應(yīng)要求。

    佳夢(mèng)陶瓷目前擁有兩條高壓樹(shù)脂模具生產(chǎn)線。據(jù)采訪，高壓樹(shù)脂模具能通過(guò)壓力進(jìn)行清潔生產(chǎn)，整個(gè)流程可利用電腦操作，這解決了招工難的問(wèn)題。相比石膏模具只能重復(fù)使用約100次，高壓樹(shù)脂模具的使用壽命為2—3萬(wàn)次，可每小時(shí)生產(chǎn)一次，產(chǎn)能相當(dāng)大?！案鶕?jù)使用壽命算，普通模具平均用一次約人民幣十幾元，而高壓樹(shù)脂模具只要人民幣一元多，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)還是后者比較便宜，只是前期需要投入較大。”不過(guò)戴愛(ài)春也表示，使用高壓樹(shù)脂模具生產(chǎn)成型要求企業(yè)具有相應(yīng)完善的工藝。

    傳統(tǒng)模具弊端難克服新型模具有待開(kāi)發(fā)

    在國(guó)內(nèi)，目前還沒(méi)有找到合適的新材料去代替石膏成為衛(wèi)生陶瓷的成型模具材料。不少企業(yè)面對(duì)這種情況，只能通過(guò)其他途徑去盡量克服石膏模具在生產(chǎn)成型中的固有弊端。“我們主要從源頭上克服石膏模具的缺點(diǎn)?！碧K細(xì)弟說(shuō)，采購(gòu)人員會(huì)到湖北和山西這兩個(gè)較好的石膏產(chǎn)地中挑選質(zhì)量好的石膏。據(jù)了解，石膏的質(zhì)量與礦源有很大關(guān)系，雜質(zhì)少、純度高的礦源較優(yōu)，石膏的雜質(zhì)主要來(lái)自鐵渣和石英砂等。而佳夢(mèng)陶瓷則通過(guò)協(xié)調(diào)好漿料配置、攪拌時(shí)間、浸泡時(shí)間等來(lái)使石膏模具達(dá)到優(yōu)質(zhì)化。

    記者了解到，為克服人工注漿工藝使用人力注漿的方式，不少衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)采用管道注漿方式來(lái)協(xié)助產(chǎn)品成型。我國(guó)常用空氣壓力管道注漿和重力管道注漿兩種方式，前者為我國(guó)首創(chuàng)，其注漿壓力易于控制，便于集中管理，至今居主導(dǎo)地位。佛山早在20世紀(jì)80年代左右就采用管道注漿方式，該方式節(jié)省人力資源和時(shí)間成本，成型質(zhì)量也得到進(jìn)一步的提高。潮州地區(qū)于2004年始才改用管道注漿方式，目前在潮州衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)的普及率達(dá)90%以上。澳維斯每條管道注漿的生產(chǎn)線資金投入約人民幣2萬(wàn)元。

    另外，原由咸陽(yáng)陶瓷研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)的“國(guó)家衛(wèi)生陶瓷模具中心試驗(yàn)基地”項(xiàng)目去年在潮州設(shè)立了“衛(wèi)生陶瓷模具生產(chǎn)基地及研發(fā)中心”，該中心致力于對(duì)國(guó)內(nèi)外衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品及模具的技術(shù)動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析，以研發(fā)具自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)生陶瓷模具新材料、新器型、新產(chǎn)品為目標(biāo)。

    依靠傳統(tǒng)工藝和模具難以在激烈的衛(wèi)生陶瓷市場(chǎng)中生存，但目前傳統(tǒng)模具的缺點(diǎn)難以克服，開(kāi)發(fā)新型模具成為必由之路。