陶瓷酒瓶快速成型的技术研究

马玉峰

摘要：陶瓷酒瓶生产一般都是采用石膏模具，在常压下注浆成型。生产过程由于石膏模具受泥浆剥蚀和磨损，容易出现形状、尺寸精度下降问题。酒瓶瓶嘴需装配塑料或金属配件，要求装配后结合紧密，有良好的密封性能。因此，陶瓷酒瓶的应用率很高。

关键词：陶瓷酒瓶；快速成型；技术

1技术原理

（1）将多孔树脂模具装好锁定，模具内腔为酒瓶状；（2）将模具以内腔的瓶口朝下的方式置放；把带进浆阀和回浆阀的浆管与带进气阀和排气阀的气管从模具内腔的瓶口处插入模具并固定，浆管与生产的酒瓶坯体瓶嘴高度一致，气管高度高于浆管；（3）关闭回浆阀和进气阀、排气阀，打开进浆阀，将泥浆通过泥浆泵注入模具中，逐步升高至最高压力，保压1min；（4）关闭进浆阀，打开回浆阀和进气阀，将压缩空气通过进气阀将模具内的泥浆从回浆阀排出，泥浆排完后关闭回浆阀；（5）将压缩空气压力调到0.5MPa，保压2min；（6）关闭进气阀，打开排气阀，排掉模具内的空气；（7）将浆管和气管从模具中拔出；（8）打开模具，取出酒瓶坯体。

2陶瓷酒瓶快速成型的技术

2.1酒瓶造型特点分析

现代洒瓶的造型设计必须服从这三个基本要素。多样的材质美，简练的形态美，科学的结构美，严格的工艺美，是时代所赋予现代洒瓶造型的美感特征，功能与造型的和谐统一，是酒瓶造型的最高原则。包括式样、色彩、质感及装饰等。容器除了保护商品外，还具有传达商品信息的功能，造型的艺术形式、文化性能直接影响消费者的选择和购买，本身就是产品的一个组成部分。自然界中蕴藏着极其丰富的形态资源，是设计取之不尽、用之不竭的源泉。不论是古代的酒器，还是现代的洒瓶，其造型按形态可以分为圆形瓶、方形瓶、扁圆形瓶、多角形瓶、异形瓶几种。所以，酒瓶造型的形体起伏、容量大小、表面质地、线角转折及釉色彩饰等，都是酒瓶造型的决定性因素。包括保护功能、便利功能、销售功能、心理功能、复用功能等。

2.2酒瓶造型设计的基本原则

在现代社会，什么瓶装什么酒，已经成为业界的惯例和生活常识。酒的品种不同。对于容器的选材有不同的倾向性，形成自己特定的个性和风格。在酒瓶造型设计中，首先要满足酒容器的基本功能，其次再考虑空间、造型、触觉、商品特性以及审美等诸多因素。①安全盛放的原则酒瓶首先要满足在长期的存放过程中，不能引入其他异味、不能引入其他不利于健康的成分、尽量减少酒液损失的功能要求，对于少量有排气要求的酒，对包装的紧密性也有要求。②使用便利、人性化的原则洒瓶作为容器，在消费者携带和使用的过程中，应尽量体现出对人的关心，体现第二章市场调研与前期分析出便利性，这是树立企业形象的机会。人们使用酒瓶时是否便利和舒适非常重要，设计时要符合人们运动或拿握的规律和尺度。酒瓶的设计主要考虑人手的尺度，饮用者在拿取、开启、倾倒等过程中，如何方便省力，是设计尺寸设定的依据。根据人机工程的原理有些在手握的位置上设计四槽，有的通过磨砂处理，一方面增强了视觉的美感，另一方面方便了消费者。例如，深受人们喜爱的红星二锅头酒小酒瓶，设计成略带弧形的扁平状，非常适合放在后裤究里携带，与人体结构相结合，因此受到旅行者及体力劳动者的欢迎，是结合人体工程学知识进行设计的一个范例。③视觉与触觉美感兼顾的原则酒瓶造型应该具有美感，现在许多容器通常摒弃过多的装饰图案，仅以容器的造型形态赋予其艺术个性。来吸引消费者。另外，容器的肌理也能给人以审美感受，器物表面的细腻或粗糖、肌理起伏，都会传达出某些情绪与情感特征。其次，酒瓶造型要与产品特性保持一致，比如日本一些女性饮用酒容器造型，多釆用优美曲线及韵律节奏感来表现，而男性所饮用的酒的容器造型。则大多用硬线条表现刚毅的特征。④可持续原则可持续设计是选用酒瓶材料时的一个重要原则。应该考虑合理使用材料，以最贴近自然的、对人体无害的、节省能源的材料，满足产品功能的包装需要，以最少的用料实现最佳的效果，避免那种“假、大、空”的包装。总之，酒瓶包括实用性和艺术性两个方面。从实用性方面来说，只要符合国家标准，无毒，不渗，不漏，不变质，能够满足生产的需要；从艺术性方面来说，首先是洒瓶的造型符合不符合审美标准，其次是加工精度能否体现细节，再次是表面处理的是否美轮美奐。除此之外，造型和表面图文的设计流派、设计手法是否得到认可。

2.3双口圈陶瓷瓶颈的主要技术创新之处

（1）单独设计出一个陶瓷外圈，它可以将插入式盖子与瓶口相接触的部位完全包裹在内，从根本上杜绝了造假者从外部破坏各类外盖座后再灌装假酒的现象。（2）采用机械强度很高的薄钢片作为插入式外盖的锁扣部件，并在其上面设置一对开口槽与陶瓷瓶颈凸块相吻合，以此来锁定外盖，使其不可左右旋转，再增设一对单向斜扣面来与陶瓷瓶颈凸槽相咬合，以便固定外盖，使之不会上下松动。（3）将两个口圈分别通过实心注浆成型方式制作坯件，确保了制品对规格尺寸的公差精度要求控制在±0.3mm之内，先内口、后外圈分别镶接在半干燥酒瓶身筒上，经高温烧制出颈与瓶身构成一体的双口圈陶瓷酒瓶。经过以上一系列设计构造的整体型式，使得陶瓷酒瓶与插入式钢片外盖均只能一次性使用。一旦带有钢片的外盖插入酒瓶后，若想要拿出外盖扣件，只能打碎陶瓷酒瓶。

2.4注浆工艺控制

实验结果表明：随注浆压力的增加，同等注浆时间成坯厚度增加，体积密度、生坯强度有所提高，烧成收缩有所下降，但变化不明显。空浆后采用压缩空气保压可加快坯体水份的排除，随保压压力的增加，空心注浆坯体成坯厚度、干燥收缩变小，密度、强度提高。在对注浆压力、保压压力等工艺参数对坯体成型及质量影响研究的基础上，确定注浆成型工艺制度如表1所示。注浆过程采用逐步升压的方式，使前期形成的坯体保持较好的透水性，加快了坯体形成速度，避免因骤然提升泥浆压力而造成漏浆及坯体分层缺陷；在空浆后通入压缩空气保压，将坯体的水分继续通过模具微孔排出，进一步降低坯体的含水率，提高坯体强度，确保脱模时坯体不变形。压力注浆时泥浆性能对成型的影响具有与常压注浆相近的规律，即粘度大成坯速度快，粘度过小则模缝容易漏浆或出现沉淀分层。压力注浆由于采用压力填浆和压缩空气空浆，一般不会因为泥浆粘度大，出现难以注满模型边角和狭窄部分、空浆时排浆不干净的现象。反而由于注浆过程泥浆受到较大的压力，易出现漏浆，所以要求泥浆的粘度不能太小。适当的触变性有利于泥浆的固化成坯，也不妨碍空浆；若触变性太大，成型后的坯体结构疏松，在坯体脱模或搬运过程中稍微振动就会造成变形甚至塌坯。若触变性太小，坯体致密，滤水性差，成坯速度降低，成型后坯体内外湿差大，易造成开裂或变形。触变性降低到小于1.1时出现漏浆。泥浆性能控制在含水率28~32%；触变性1.1~1.3为宜。

结语

本项目研发的快速成型技术，将传统石膏模依靠毛细管力吸水成型变为多孔塑料模压滤排水成型，实现了酒瓶瓶嘴一次成型。成型效率高，生产可连续进行。成型过程只需10min，比现有采用石膏模具成型时间30min，生产效率提高2倍以上。

参考文献：

[1]邱伟志.基于石膏模的压力注浆工艺研究[J].《陶瓷》，2010（02）：32-34

[2]徐人平.快速原型技术与快速设计开发[M]．北京：化学工业出版社，2009：26～30．