陶瓷石膏模具的快速成型系统研究
陶瓷丨教你如何制作石膏模具
陶瓷⼁教你如何制作⽯膏模具陶瓷⼁ 教你如何制作⽯膏模具捏泥巴的⼿艺⼈ps:（今天与⼤家分享的是我做的仕⼥ 然后将它翻模翻出来 然后倒陶泥泥浆 ，就可以做出成千上万个⼀模⼀样的出来啦），好啦 现在分享我做模具的步骤。
上⾯这个 就不⽤多说啦吧! 左边的最⼤的仕⼥就是翻模翻出来的，我呢做了⼀个缩⼩版，如上图 嗯，⽤雕塑泥 ⼀点点起⼤型啊，然后⾝体的⽐例啊啥的， 我想对于有画画功底的童鞋做出这样⼀个雕塑是很容易的事情 ，好了接下来 开始说翻模步骤。
第⼀步， 为了翻制模具⽅便，我把仕⼥的头和⼿ 分解下来，单独做成模具，这样在后来的 陶泥泥浆 会更⽅便的。
分模线 ：所谓的分模线，指的是你做的这个东西分⼏个⾯，可以把这个模具翻制出来，这个仕⼥分了三个⾯， 前⾯⾝体是⼀部分，然后 左边⼀部分，背后⼀部分，切记，分模线很重要 ，很重要，这取决你是否能翻制成功的关键，（说的简单⼀些，就是把⼀个物体平均分成三等份 ，这样应该更好理解）。
⽤⽑笔蘸上墨汁，在要翻制的模具上三等份。
第⼆步：雕塑泥挡住以后我们就可以⽤砂纸 ⽤绳⼦把它围起来，因为我们要翻制的是⽯膏模具，我们是在转盘上⾯翻模，在转盘下⾯⽤刷⼦涂上⼀遍平时吃的植物油，这样有利于脱模，（脱模）就是让我们做的雕塑和⽯膏分离开来，不⾄于粘在⼀起。
第三步：⽯膏翻模的步骤如下图， 现在最关键的步骤就是在这⾥ 如何调出 适合做⽯膏翻模的正确⽐例， ⽯膏粉，⼀般化⼯⽤品店有买，⼀袋⼗⼏块钱，很便宜， 根据你翻制模具的⼤⼩，⾸先我们翻制的是前⾯的，⽤的不是很多。
在⼀个桶⾥ 倒上⽔， ⽔ 和⽯膏的⽐例⼤概是，⽤⼀个容器往⽔⾥倒⽯膏粉，⽯膏粉⼀定要泡开，充分溶解到⽔⾥，只要⽯膏粉 没过⽔，就可以，⼀定要慢，然后充分搅拌均匀。
（在往模具上⾯倒的时候，先倒上⼀部分，然后⽤刷⼦轻轻来回⼏下，赶⾛⾥⾯的⽓泡，接下来就可以把剩下的⽯膏倒进去，ps:我直接⽤的⼿摸上去，这样也可以赶⾛⽓泡。
）静置⼀会，因为⽯膏⼲的很快，在⼲燥过程中会产⽣热量，所以需要等个两三分钟就可以 ⽤刮⼑等⼀些⼯具，把 前半部分的模具修整了。
石膏成型原理
石膏成型原理石膏是一种常见的建筑材料，具有优良的成型性能。
它常常被用于制作雕塑、模具、修复文物等。
那么，石膏是如何实现成型的呢？本文将从石膏的特性、成型工艺和应用领域三个方面来探讨石膏成型的原理。
一、石膏的特性石膏，化学名为硫酸钙水合物，是一种无机非金属材料。
它具有以下几个主要特性：1. 吸湿性：石膏具有较强的吸湿性，能够吸收周围空气中的水分，形成水合物。
这种特性使得石膏在成型过程中能够与水发生反应，迅速凝固。
2. 可塑性：石膏具有良好的可塑性，即使在较低的温度下也能变得柔软和易于塑造。
这使得石膏成型时可以通过手工或工具进行精确的造型。
3. 硬度：石膏在凝固后能够形成坚硬的结构，这使得石膏制成的模具或雕塑具有较好的耐久性和稳定性。
二、石膏的成型工艺石膏的成型工艺通常包括以下几个步骤：1. 制备石膏糊：将石膏粉与适量的清水混合搅拌，直至形成均匀的糊状物。
这一步骤中，石膏与水发生化学反应，形成水合物，糊状物的形成使得石膏具有可塑性。
2. 模具准备：将待成型的物体放置在一个平整的表面上，然后在其周围建立起一道边界，以便容纳石膏糊。
这道边界可以使用木板、塑料膜等材料构建。
3. 石膏浇注：将制备好的石膏糊倒入边界内，使其充分覆盖待成型物体。
在浇注过程中，可以使用振动器轻轻震动模具，以排除石膏糊中的气泡，确保成型品的质量。
4. 等待凝固：石膏糊在浇注后会逐渐凝固，形成坚硬的结构。
通常需要等待一定的时间，以确保石膏完全凝固。
5. 脱模：待石膏完全凝固后，可以将边界移除，轻轻敲击模具，使其与成型品分离。
如果需要进一步加工，可以对成型品进行修整、打磨等工艺。
三、石膏的应用领域由于石膏具有良好的成型性能和硬度，被广泛应用于以下领域：1. 建筑装饰：石膏可以用于制作天花板、壁画、雕塑等装饰品，赋予建筑物更多的艺术感。
2. 医疗领域：石膏可以用于制作石膏固定带，用于骨折患者的固定和康复。
3. 文化遗产修复：石膏可以用于修复文物、古建筑等，使其恢复原貌。
陶瓷母模石膏的工艺配方研究_王文忠
从表４可以看出： １）加入水泥和胶 粉 都 能 在 一 定 程 度 上 降 低 吸 水 率，
但加入水泥量大的表 现 更 佳，同 时 水 泥 的 加 入 也 能 降 低
率 ，同 时 也 能 够 降 低 石 膏 的 吸 水 率 。 １．５ 母 模 石 膏 配 方 的 调 整
通过对石膏粉、减 水 剂、抑 制 膨 胀 剂、防 水 剂 的 加 入
０．５３
７２
由表３可以看出： １）在稠度相同的情况下，ＳＭ 减 水 增 强 效 果 显 著，阿
膏制品是多孔结构，从 表 面 到 内 部 都 存 在 一 个 微 细 裂 缝 网，有一个庞大的内比 表 面 积，当 这 些 裂 缝 被 侵 蚀 时，水
拉 伯 树 胶 粉 虽 然 减 水 效 果 显 著 ，但 强 度 却 有 所 下 降 ，可 能
吸 水 率 （％ ）
固相法高强石膏粉
４８
１６
２８
４．８
０．４２
１４．８９
液相法高强石膏粉
３３
６
１２
６．０
０．３８
１３．２２
台湾母模粉
４０
２７
３８
４．５
０．０８
１１．８３
１．２ 膨 胀 系 数 的 控 制 由 表 １ 可 以 看 出 ，相 对 于 台 湾 永 昌 母 模 石 膏 而 言 ，无
图 １ 磨细后的β半水石膏晶体照片 图 ２ 磨细后的固相法 α半水石膏晶体照片 图 ３ 磨细前的液相法 α半水石膏晶体照片 图 ４ 磨细后的液相法 α半水石膏晶体照片
＊ 作者简介：王文忠（１９７５－），工程师；主要从事石膏粉体工艺研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｊｈ０９７８＠１２６．ｃｏｍ
科技篇（研究与开发）２０１１年０９月（上） 陶 瓷 Ｃｅｒａｍｉｃｓ ·１９·
陶瓷酒瓶快速成型的技术研究
陶瓷酒瓶快速成型的技术研究摘要：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 1 min；（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 0.5 MPa，保压 2 min；（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。
陶瓷零件快速成型机及控制系统研究的开题报告
陶瓷零件快速成型机及控制系统研究的开题报告一、研究背景陶瓷零件广泛应用于电子、航空、医疗等领域中，而陶瓷材料的物理性质、化学性质等特点决定了它的加工难度相对较大，因此快速成型技术的应用呼之欲出。
目前，陶瓷快速成型技术的研究还处于起步阶段，传统的成型方式多采用陶瓷粉末冷、热压成型等工艺，而快速成型技术可以高效、精确地制造成各种形状复杂的陶瓷零件，相关技术的研发对推动我国陶瓷行业的发展起到了积极的作用。
二、研究目的本次开题报告的研究目的是设计开发一种陶瓷快速成型机及其控制系统，实现陶瓷零件的快速、高效制造，提高陶瓷行业的生产效率和制品质量。
三、研究内容（一）陶瓷快速成型机的设计及制造本研究旨在设计一种基于光固化技术的陶瓷快速成型机，该成型机应具备以下特点：1. 高温耐久：能够承受超过1000度的高温，对陶瓷的成型和烧制有较好的适应性。
2. 高精度：零部件精度能够达到0.1毫米以下。
3. 高速成型：能够在数小时内完成数十个陶瓷零件的成型。
（二）陶瓷快速成型机的控制系统设计及优化本研究旨在设计一套陶瓷快速成型机的控制系统，包括传感器、控制器、执行机构等，并优化系统的性能，使其具备以下特点：1. 确保零部件精度和稳定性。
2. 提高设备生产效率和自动化程度。
3. 实现多种陶瓷材料的可适配性。
四、研究意义该研究成果将具备以下意义：1. 实现对陶瓷零件的高效、精确制造，提高陶瓷行业的生产效率。
2. 推动陶瓷快速成型技术的发展，丰富制造业技术手段。
3. 技术应用广泛，包括航空、医疗、电子等各个领域，有着重要的社会和经济效益。
五、研究方法（一）陶瓷快速成型机的设计及制造1. 研究与优选多种陶瓷材料的物理性质、化学性质。
2. 对光固化技术进行改进，使其更适用于制造陶瓷零件。
3. 设计成型机的结构和参数，利用CAD软件进行三维建模和仿真分析。
4. 制造快速成型机的零部件，并开展调试和测试。
（二）陶瓷快速成型机的控制系统设计及优化1. 研究不同陶瓷材料的物理特性和化学特性，并通过实验、测试等方式建立相应的数据模型。
陶瓷注浆模具制作、泥浆性能、成型方法分析
陶瓷注浆模具制作、泥浆性能、成型方法一、石膏模具1、石膏的特性:石膏是模型制作的主要原料，一般为白色粉状晶体，也有灰色和淡红黄色等结晶体，属于单斜晶系，其主要成分是硫酸钙，按其中结晶水的多少又分为二水石膏和无水石膏，陶瓷工业制模生产应用一般为二水石膏，就是利用二水石膏经过180摄氏度左右的低温煅烧失去部分结晶水后成为干粉状，又可吸收水而硬化的特点。
除天然石膏外，还有人工合成石膏。
一般石膏调水搅拌均匀的凝固时间为2-8分钟，发热反应为5-8分钟，冷却后即成结实坚固的物体。
理论上石膏与水搅拌时进行化学反应需要的水量为18.6%；在模型制作过程中，实际加水量比此数值大的多，其目的是为了获得一定流动性的石膏浆以便浇注，同时能获得表面光滑的模型；多余的水分在干燥后留下很多毛细气孔，使石膏模型具有吸水性。
吸水率是石膏模型一个重要的参数，它直接影响注浆时的成坯速度。
陶瓷用石膏模的吸水率一般在38-48%之间。
石膏粉放置在干燥的地方，使用时不要溅到水，石膏袋子要干净，严防使用过的石膏残渣或其它杂物混入袋中。
2、石膏浆的调制:（1）准备好盆和石膏粉；（2）在盆中先加入适量的水，再慢慢把石膏粉沿盆边撒入水中，一定要按照顺序先加水再加石膏。
（3）直到石膏粉冒出水面不再自然吸水沉陷，稍等片刻，就用搅拌棒搅拌，要快速有力、用力均匀。
成糊状即可。
（4）石膏在调制时的比例为：水：石膏=1：1.4-1.8左右。
（5）注意挑除石膏浆里的硬块和杂质。
3、模型翻制操作:常用的材料和工具有：钢锯条、锯条刀，直尺三角板、毛刷、海绵、脱模剂等。
a、清理工作台，把石膏母模清理干净，在石膏母模上均匀涂抹脱模剂，一定注意各个部位必须均匀涂上，不能遗漏。
b、按顺序合模夹紧，并安放好各种模具内配件。
c、调制石膏浆，缓缓注入围好的空腔内，并不断搅动或震动石膏浆，使气泡排出，直至注满母模。
d、静置一段时间，等石膏发热固化后，可开模，如不容易打开，可以用轻敲、气冲、水冲泡等方法打开。
石膏模具的制备实验报告
石膏模具的制备实验报告实验目的：本次实验的目的是学习石膏模具的制备方法，并掌握制备过程中涉及的相关知识点和技术。
实验原理：石膏模具是利用石膏粉和水混合后形成的半固态材料，通过在模具内制备并固化成型，最终得到需要的零件或产品。
制备石膏模具的过程包括以下几个步骤：1.选取模具的原型：通常使用泥质原型或塑料原型来制备石膏模具。
2.准备模具的框架：将选好的原型放入模具的框架中，框架的材质一般为木材或金属。
3.涂抹模具分离剂：使用模具分离剂，在原型表面均匀涂抹一层，以便于模具成型后的取出。
4.制备石膏浆：将石膏粉均匀地撒入水中，搅拌至石膏粉不再吸水，形成石膏浆。
5.倒入石膏浆：将石膏浆缓慢地倒入框架中，使其充分覆盖原型表面，直至浆料充满整个模具。
6.固化成型：等待石膏浆固化成型，时间一般在数小时至数天不等，具体时间取决于石膏浆的质量和温度等因素。
7.取出模具：待石膏浆固化成型后，可以拆卸框架，用手轻轻敲击模具四周，使其与原型分离，最终取出模具。
实验步骤：1.准备模具的原型和框架：选取一个简单的泥质原型，制作一个木质框架。
2.涂抹模具分离剂：在原型表面均匀地涂抹一层模具分离剂。
3.制备石膏浆：将石膏粉缓慢地撒入水中，搅拌至石膏粉不再吸水，形成石膏浆。
4.倒入石膏浆：将石膏浆缓慢地倒入框架中，使其充分覆盖原型表面，直至浆料充满整个模具。
5.固化成型：等待石膏浆固化成型，时间约为12小时。
6.取出模具：待石膏浆固化成型后，拆卸框架，用手轻轻敲击模具四周，使其与原型分离，最终取出模具。
实验结果分析：根据实验结果，我们成功制备了一个石膏模具。
模具表面平整、细腻，与原型精度高度一致，符合预期效果。
实验中我们还发现，制备石膏模具需要注意以下几点：1.石膏粉和水的比例要恰当，过多或过少都可能导致模具质量下降。
2.石膏浆中应尽量避免气泡，否则会影响模具的质量。
3.石膏浆的搅拌时间不宜过长，否则会使其凝固太快，影响成型效果。
卫生陶瓷注浆成型石膏模的性能研究_李佳
摘要我国是卫生陶瓷生产大国，多年来产量持续世界第一。
石膏模由于具有吸水性好，制作方便，成本低，对市场变化反应迅速等诸多优点，一直以来被作为卫生陶瓷注浆成型的主要模具，但石膏为微溶材料，耐水性差，耐溶蚀性差（主要是泥浆中电解质Na2SiO3、Na2CO3的侵蚀），导致石膏模使用后期吸浆性能差，使用寿命短，一般60-80次。
因此，提高石膏模使用寿命是企业长期以来节约成本、节约资源的一个重要课题。
本论文首先针对石膏模的固有易变性，进行了一系列工艺因素实验。
研究表明：水温10-20℃为石膏性能不稳定区间，水温5℃、25-35℃为石膏性能相对稳定区间，从维持生产稳定角度，选择30℃水温为最适合水温，最终确定最佳工艺因素组合为膏水比1.25:1，水温30℃，搅拌速度500r/min，搅拌时间3min，浸泡时间3min。
从降低或阻止石膏溶蚀角度出发，选择易成膜的三种高分子物质CMC，PV A，甲基硅酸钠做石膏改性添加剂，并利用TEOS对PV A薄膜进行改性，当PV A与TEOS质量比为2:1时，制得耐水性好的复合PV A/TEOS薄膜。
研究表明：质量分数3%CMC溶液，3%PV A溶液，CMC/PV A混合溶液，改性PV A/TEOS溶液，及甲基硅酸钠都具有优良成膜性，作为添加剂都能显著降低石膏的溶蚀率，同时提高了石膏强度，但其影响机理不同，CMC的添加改变二水石膏晶体生长习性，使石膏晶体由长径比大的针状晶体向短柱状，碎屑状转变，而PV A、PV A/TEOS，甲基硅酸钠的添加几乎对石膏晶体形貌及气孔分布无影响，但其在二水石膏晶体表面形成的膜层增大了二水石膏与水的接触角，导致石膏整体毛细管吸力减小，宏观吸水率减小，这为降低石膏溶蚀提供了依据。
从降低溶蚀率，维持石膏模工作性能的角度，实验确定质量分数3%CMC溶液、3%PV A 溶液的最适合添加量分别为1%、0.5%，甲基硅酸钠的最适合添加量为0.075%。
关键词：石膏；CMC；PV A；甲基硅酸钠；改性AbstractChina is a major sanitary producing country, the output has led the world for many years. Plaster mould has many advantages, such as good water absorbing performance, convenient making, low cost, rapid response to market changes and so on, so it is widely used as the main slip casting mould in sanitary ceramic industry. Plaster, as a slight soluble material, also has many disadvantages, such as bad water resistance, bad corrosion resistance to electrolyte (Na2SiO3、Na2CO3)from slip. So the absorption slip performance of plaster mould is poor in the use later and the working life of plaster mould is short, generally 60-80 times. To enterprise, there is an important subject to save cost and resources by continually improving using life of plaster mould.In this paper, we first conduct a series of experiments about process factors to analyze the inherent mutability of plaster mould. The results show that: water temperature 10-20℃is an instable region of plaster performance, while water temperature 5℃and 25-35℃is the stable regions. To maintain a steady production of plaster mould, we choose 30℃as the best water temperature. Finally, the optimal combination of process factors is obtained: plaster-water ratio 1.25:1, water temperature 30℃, stirring speed 500r/min, stirring time 3 min, soaking time 3min.To reduce or prevent plaster corrosion effectively, we choose three good film-forming macromolecule materials, CMC, PV A, methyl-sodium silicate, as modified additives of plaster. Good water resistance PV A/TEOS composite films were obtained through the reaction between TEOS and PVA when the mass ratio of PV A and TEOS is 2:1. The experiments show that: 3%CMC solution, 3%PV A solution, CMC/PV A mixed solution, modified PV A/TEOS solution and methyl-sodium silicate have fine film-forming property. As plaster additives, they can all reduce plaster corrosion ratio, and increase plaster strength, but the influence mechanisms are different. The addition of CMC can change growth habit of dihydrate gypsum crystal, make its morphology transform from needle-shaped to short columnar and even clastic, while the addition of PV A, PVA/TEOS, methyl-sodium silicate almost have no influence to morphology of gypsum crystal and inner pore distribution, but they can increase contact angle between dihydrate gypsum crystal and water, so as to decrease capillary suctionof the whole plaster mould, display low water absorption, all of these provide a basis for improving corrosion resistance of plaster mould. From the point of reducing plaster corrosion and maintaining working performance of plaster mould, the experimental results show that the best addition of 3%CMC solution and 3%PV A solution is 1% and 0.5% respectively, methyl-sodium silicate is 0.075%.Key Words: plaster; CMC; PV A; methyl-sodium silicate; modification目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 影响石膏模质量的因素分析 (2)1.3 石膏模改性研究现状 (4)1.3.1 无机物对石膏模的改性研究 (4)1.3.2 高分子对石膏模的改性研究 (5)1.4 本课题的研究目的和意义 (7)1.5 本课题的研究内容 (7)第二章实验方案及研究方法 (9)2.1 实验原料 (9)2.1.1 石膏 (9)2.1.2 添加剂 (10)2.2 实验仪器 (11)2.3 分析测试方法 (11)2.3.1 凝结时间测试 (11)2.3.2 吸水率测试 (12)2.3.3 抗折强度测试 (13)2.3.4 溶蚀率测试 (13)2.3.5 稠度测试 (13)2.3.6 发热温度和比重测试 (14)2.3.7 扫描电镜测试 (14)第三章各工艺因素对石膏模性能的影响研究 (15)3.1 水温、搅拌速度、搅拌时间协同对石膏模性能的影响 (16)3.2 膏水比对石膏模性能的影响 (26)3.3 浸泡时间对石膏模性能的影响 (29)3.4 本章小结 (31)第四章添加剂对石膏模性能的影响研究 (33)4.1 添加剂的选择 (33)4.2 羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇对石膏模性能的影响 (36)4.2.1 CMC，PV A单一添加对石膏模性能的影响 (36)4.2.2 CMC/PV A混合添加对石膏模性能的影响 (41)4.2.3 PV A/TEOS添加对石膏模性能的影响 (45)4.3 甲基硅酸钠对石膏模性能的影响 (51)4.4 本章小结 (56)结论 (57)参考文献 (58)攻读硕士学位期间取得的研究结果 (62)致谢 (63)第一章绪论第一章绪论1.1 引言我国是卫生陶瓷生产大国，从1997-2007十年间，我国卫生陶瓷年产量由5400万件猛增到1.5亿件，增长了将近2.8倍[1]。
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实物的 Ｃ Ｄ模型的过程， Ａ 是一个从样 品生成产 品数
字化信 息模 型 ， 此基 础 上进 行产 品 没计 开发 及生 并在
产 的全 过程 。
示， 对其进行编辑等操作 ， 便获得了此佛像的三维数
字模 型 ， 图 ５ 示 。 如 所
在 石膏模 型制作 中 ， 利用实 物测 量进 行 决速反求 建模 ， 产 品仿型基 础上进 行产 品修 改设 计的 重要技 是 术。 其基本 原理是 通过三坐 标 测量机 或激 光测 量机对
图 １石膏模制作过程
Ｆｉ． ｌ ｓｅｒ ｇ １ Ｐ ａ ｔ ｌ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｍｏ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔ ｒ ｃ ｓ ｏ
是陶瓷行业不可缺少的辅助材料。
传统 的石 膏模 型 制造 过 程 为 ： 制造 “ ” 称 先 型 又 胎 ）由“ 翻制 成种模 （ 称 为原始 模 ， ， 型” 又 或胎 模 ）再 ， 将种模 的每一模片 分别制成一 个模 ， 为母模 。再 以 称
３冯立静， 张国友． 向工程在曲面反求建模 中的应用． 逆 气动研
究 与实 ，００（） － Ｉ ２ １ ， ： Ｉ ｉ７
行简化处理， 使之有利于模具的后续加工。 该系统能够对陶瓷石膏模具的种模进行三维建 模， 并数控编程 ， 获得数控加工程序 ， 输入数控设备 ，
４徐 晗， 良玲． 罗 五轴联动数控陶瓷雕刻机的研究与开发 ． 中国
石膏从母模 中浇注成大量生产用的工作模。石膏模
型制造 过程可见 图 ｌ 示 。 所
图 ２ 陶 瓷 石膏 模 具 的计 算 机 辅助 设 计 与制 造
Ｆ ｇ ２ Ｃｅ ａ ｃ ｐａ ｔ ｒｍｏｄ ＣＡＤ， ｉ ． ｒ ｍｉ ｌｓ ｅ ｌ ＣＡＭ
传统陶瓷石膏模具设计制造过程漫长且复杂， 无 法适应当前 日益激烈的市场竞争 。为了改变传统陶 瓷石膏模具开发的落后现状 ， 有必要将先进制造技术 应用于陶瓷行业， 开发出全新的陶瓷石膏模具设计制 造工艺 ， 以满足陶瓷石膏模具快速开发的要求 ， 使设
２ 陶瓷石 膏模 具 Ｃ Ｄ 技 术 的研 究 Ａ
本研究所使用的三维建模软件为 Ｕ Ｘ ．软 ＧＮ ５ ０ 件 ， ＧＮ Ｕ Ｘ是一款功能强大的三维设计软件 ， 主要用
计以及三维扫描技术获得陶瓷模具的三维数字模型，
于汽车和机械行业，在航空领域也有部分企业在使
用。 相似软件还有 ｃｔ 、ｒ 等。 ＧＮ ａａｐｏ ｉ ｅ Ｕ Ｘ包含了世界 上最强大 、 最广泛的产品设计应用模块 ， 具有高性能 的机械设计和制图功能 ， 为制造设计提供了高性能和
外形 ， 能快速的应用于陶瓷石膏模具匍 膛行业的扫描。 利用该扫描仪对佛像进行了三维扫描， 得到了此
塑像 的点 云数 据 ，并 导 入到 ＵＧ Ｘ软 件 中如 图 ４所 Ｎ
程、 反向工程， 是指用一定的测 量手段对实物或模型
进 行测量 ， 据测 量数 据通 过三 维几 何 建模 方法 重构 根
《 瓷 学报 》 Ｏ ０年 第 ４期 陶 ２１
图 ３ 拍 照式 三 维 扫 描 仪
Ｆｉ ３ ｃ ｍｅ ａ ｔ ｐ Ｄ ｃ ｎ ｅｒ ｇ． ａ ｒ－ ｙ ｅ ３ ｓ ａ ｎ
图 ４ 佛像点云 图
Ｆ ｇ ４ Ｂｕ ｄ ａ ｓ ａ ｕ ｏｎ ｌ ｕ ｉ ． ｄ ｈ ｔ ｔ ｅ ｐ ｉｔ ｏ ｄ ｃ
４ 陶 瓷石 膏模 具 ＣＡ 技 术 的研 究 Ｍ
Ｃ ＡＭ 即计算 机辅 助制 造 ，是利用计 算机来进 行
实物进行扫描测量 ， 把测量所获得的数字化的大量数
据 点送 入 高级 Ｃ Ｄ Ａ 软 件 的 反求 模 块 或 专 用 的反 求 软件 中 ， 反求 软 件可 直 接 读 取 点数 据群 ， 可 对 点数 并 据群进行 编辑 、 滤 、 理 、 过 整 求精 、 序 、 部修 改与重 排 局 组， 后 自动生 成 曲面 ， 终 获 得 同实 物 精 确 一致 的 然 最
路编辑 ， 即包括 刀具和 加 工 路径 的选 择 ， 关工 艺参 相 数 的 确定 ， 以及 毛 坯 的制 作 等 。通过 ＵＧ Ｎ 软 件 自 Ｘ
或经改造的电脑产品模型。 这一方式可极大地提高新
产 品设计速 度 。
本研 究 采用 的 扫描 测 量设 备是 拍 照式 三 维扫 描 仪 ， 图 ３所示 。其结 构主 要 由光栅投 影 设备及 两个 如
图 ６ 加工路径的生成
Ｆｉ ６ Ｐｒ ｅｓ ｎｇ ｐａ ｈ ｇ ９． ｏｃ ｓｉ ｔ ｅｎｅｒ ｔｎ ａ ｉｇ
图 ７ 模 拟 加 工
Ｆｇ７Ａｎ ｌｇ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｉ． ａｏ ｒｃ ｓ ｉｇ
图 ８加工完成 的石膏佛像
Ｆｇ８ Ｆｎｓ ｅ ｌｓｅ ｔｔｅ ｉ． ｉｉｈ ｄ ｐａ ｔｒｓａ ｕ
灵 活性 ， 以满足客 户 没计任 何复 杂产 品的需要 。本 研
上， 并加 以粗 细 变 化 及 位 移 ， 合 Ｃ Ｄ 相机 将 所 撷 配 Ｃ 取 的数字 影像 通过计算 机运 算处 理 ， 得知待 测物 即可 的 实际 ３ Ｄ外型 。 照式 三维扫 描仪 采用非接触 白光 拍
技术 ， 避免 对物 体表 面 的接 触 ， 以测 量各种 材料 的 可
陶瓷 石膏模 具 的快 速成型 系统研 究
徐 晗 韩 文 吴 南星
（ 景德 镇 陶瓷学院机 电工程 学院 ， 江西 景德镇 ３ ３ ０ ） ３ ４ ３
摘 要
为了改变传统陶瓷石膏模具开发的落后现状 ，开发 出了一套陶瓷石膏模 具快速成型系统。整个系统以 Ｃ Ｄ Ｃ Ｍ技术为核 Ａ ／Ａ
心， 融合了反求工程技术和快速原型制造技术 ， 满足了陶瓷石膏模具快速开发的要求 ， 使得没计制造过程更加数字化、 规范化。 关键词 陶瓷 ， 石膏模具 ， Ａ ， Ｃ Ｄ 反求工程 ， Ａ Ｃ Ｍ
业 出版社 ， ０ ２ ６ ０
遇到的问题进行分析 ， 并相应地处理 ， 陶瓷坯体干 如 ２ 杨胜群＇ 唐秀梅．Ｇ Ｘ 数控加工高级教程． ： ＵＮ ４ 北京 清华大学 出 燥和烧 成后都会有 收缩现象 ， 因此对 石膏模具应按 比
版社， ０ ２ ７ ０
例预先放 大 。 以需要 考虑 到研 究石膏模 型的缩 放率 所 及其在各个 方向的变化 ， 在确保 外观质 量的前提下进
第 ３ 卷 第 ４期 ｌ ２１ ００年 ｌ ２月
《 陶瓷学报》
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＣＥＲＡＭ Ｉ ＣＳ
Ｖｏ ． ． Ｏ ４ １ ３１ Ｎ ． Ｄｅ ． ０１ ｃ２ ０
文 童编 号 ：０ ０ ２ ７ （００ ０ － ６ ７ ０ ｌ０ － ２ ８ ２ １ ）４－ ０— ４ － ０
模拟加工 ， 图 ７ 如 所示 。模 拟加工 无误后便 可将刀路 文 件借 助专用 的后处 理程 序生 成 用于 数控 雕刻机 加
图 ８所示 。
并最终 加工 出了符合要 求的石 膏模具 ， 石膏模 具的 对 快 速加工 具有重要 意义 。 产 品数 字化是未 来的发 展 将
工的 Ｎ Ｃ代码文件 ，最后加工出需要的石膏模具， 如 趋势 ， 产品数字化能够大大加快产品的设计和生产速
度， 提高产品质量， 因此该系统在陶瓷模具领域具有
良好的应 用前景和 经济效 益前景 。
５ 结束语
参 考 文 献
在研究 中发现 陶 瓷石 膏模具不 同于金 属模 具 ， 根
据陶瓷产品的生产工艺 ， 针对在产品生成过程 中可能
１ 磊．Ｇ Ｘ ．中文版 曲面设计典型范例教程． 电子工 吴 ＵＮ４ ０ 北京：
生产设备管理控制和操作的过程。 它输入信息是零件
的工艺 路线和 工序 内容 ， 出信息 是刀具 加工时 的运 输
动 轨迹 （ 文件 ） 数控 程序 。将 Ｃ Ｍ 技术 用于 陶 刀位 和 Ａ
瓷石膏模具的快速成型 ， 是对已得到的三维数字模型
进行 Ｃ ＮＣ编程 ， 得到 用于 加工 的 ＮＣ代码文件 ， 输入 数 捌 隹 机对 石膏进 行快 速雕 刻 成型 。 刻 本 研 究对 浮 雕 花 瓶 和 佛 像 的 Ｃ Ｄ Ａ 模 型 进 行 刀
ＰＬＡＳ ＴＥＲ ｏ ＬＤＳ Ｍ
Ｘｕ Ｈａ Ｈａ ｅ Ｗ ｕ Ｎａ ｘ ｎ ｎ ｎＷ ｎ ｎ ｉｇ
（ ｃ ｎ ａ ａ ｄＥｅ ｔ ｎｃ ｃ ｏ ｌ ｉｇ ｅ ｈ ｎＣ ｒｍｉ Ｉｓｉ ｔ， ｉｇ ｅ ｈ ｎＪ ｎ ｘ ３ ３ ０ ， ｈｎ Ｍｅ ｈ ｉ ｌ ｎ ｌ ｒ ｉ Ｓ ｈ ｏ， ｎ ｄ ｚ ｅ ｅａ ｃ ｎ ｔｕｅ Ｊｎ ｄ ｚ ｅ ｉ ｇ ｉ ３ ４ ３ Ｃ ｉａ） ｃ ｃｏ ｓ Ｊ ｔ ａ
究所 建立 的数 据库 中绝 大 多数 模 型 都是 由 Ｕ ｘ５ ＧＮ ．
０软件 直 接进行 三维 建模 ， 部分 是 通过 三维 扫描 技 少 术 获得 点云数 据 ， 后导 入 ＵＧ Ｎ ． 然 Ｘ５ ０中进行 编辑 等
操 作 ， 获得所 需要 的三维 数字 模型 。 从而
Ａｂｓ ｒ ｔ ｔ ａｃ
Ｉ ｒｅ ｈ ｎ ｅ ｔｅ ｂ ｃ ｗａｒｎ ｓ ｆ ｒｄｔ ａ ｅａ ｉ ｐａ ｔｒｍｏｄ ｄ ｓｇ ｎ ｎ ｆ ｃｕｅ ａ ｉ ｒｔ ｔｐｎ Ｉ ｏｄ ｒｔ ｃ ａ ｇ ｈ ａ ｋ ｎ ｏ ｄ ｅ ｓ ｏ ａ ｉｏｎ ｌ ｒｍ ｃ ｌｓｅ ｌ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｍａ ｕａ ｔ ｒ，ａ ｒ ｐｄ ｐ ｏｏｙ ｉｇ ｔ ｉ ｃ
中图 分类 号 ： Ｑ１ ４６ 文献 标 识 码 ： Ｔ ７． Ａ
计算 机辅助设 计与制造 过程见 图 ２所示 。
１ 引 言
石膏模具是最早的也是使用最广泛的一类模具 ，
目前仍然广泛应用于注浆 、 滚压、 旋压等成形工艺中，
竺 Ｈ 堡Ｈ 兰 — 兰 兰 苎 ｒ １ ｌ
计制 造过程更 加数 字化 、 范化 。 规 为此 ， 本课题 选择陶 瓷石膏模具 的快速成 型系统 作 为研 究 对 象 ， Ｃ Ｄ／Ａ 技 术 ， 从 Ａ Ｃ Ｍ 反求 工 程技 术 、 快速 原型制 造技术 等方 面对 陶 瓷石 膏模 具 的设计 制 造工 艺进 行系统 的研 究。本 系统 利 用计 算机 辅助 设 利用 Ｃ Ｄ 系统软件 进 行产 品模 型设计 ， 中三 Ａ 其 维造型设 计是数 字化产 品的真实 形状 设计 ， 完全表 它 达 了产 品， 进 一步 为模 具 设 计 、 能够 分析 和加 工提供 必要 的数 学模型 。