第六章成型工艺
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无机非金属材料成型工艺资料
➢ 空心注浆（单面注浆） ✓壁厚相同的薄胎制品 ✓吃浆缓慢，不能保持制品绝对均一壁厚。 增加制品壁厚需要时间长
空心浇注花瓶操作示意图
➢ 实心注浆（双面注浆） ✓尺寸大而形状复杂制品 ✓没有多余泥浆排出。 ✓水分同时被模型的两个工作面吸收。
实心浇注鱼盘操作示意图
➢ 提高吸浆速度的方法： （1）减少模型的阻力 （2）减少坯料的阻力 （3）提高泥浆和模型的温度 （4）提高吸浆过程的推动力
6.2 注浆成型
一、注浆成型概念
坯料吃浆
流动性 石膏模 泥浆粘附 的泥浆 吸水性 在模壁上
泥层增厚
坯体
干燥收缩
与模型相 同形状的
泥层
二、注浆成型对泥浆的要求 首要条件
1、流动性好
流动性好，浆料才能在管道中流动并能 充满模型的各个部位。
影响泥浆的流变性质的因素有：
（1）固相含量、颗粒尺寸和形状 （2）温度 （3）粘土及泥浆的处理方法 （4）稀释剂（电解质）
1）泥浆 水分，陈腐时间，电解质种类及用量 2）操作 夹有气泡
3）石膏模 混有杂质或颗粒太粗, 过湿、过干、过旧， 表面沾有灰尘。
2、开裂 1）泥浆配方不当； 2）电解质用量不当,或陈腐不足、不均； 3）接坯的双部分干湿不一致； 4）操作不当、厚薄坯； 5）脱模太早或太迟,干燥温度过高。
3、变形 1）泥浆混合不匀，干燥收缩不一。 2）泥浆水分太高，干燥收缩过大。 3）倾浆操作不当，坯体厚薄不匀。 4）模型过湿，或脱模过早，出模操 作不当，湿坯没有放平、放正。
第六章 无机非金属材料成型工艺
本章主要内容 6.1 概述 6.2 - 6.12 成型工艺 6.13 成型模具 重点：注浆成型、塑性成型、
压制成型
第6章 缠绕成型工艺 (1)
第六章 缠绕成型工艺
③ 纤维都必须进行表面处理，以改善与树脂基 体的浸润性和粘附性。 玻璃纤维亦采用优良的增强型浸润剂。碳纤维则 应采用气液相氧化法、表面清洁法、电沉积与电 聚合法等进行表面处理，以改善表面结构，提高 表面活性； 6.1.2
纤 维 缠 绕 制 品 的 ④ 与树脂浸渍件性好，浸透速度快； 优 ⑤ 各股纤维张力均匀； 点 ⑥成带性好，不起毛，不断头。
第六章 缠绕成型工艺
6.1.3 原材料 主要有纤维增强材料与树脂两大类。 选择原则
纤 维 缠 绕 制 品 的 优 点
6.1.2
产品的各项设计性能指标
缠绕制品的使 用性能要求
工艺性要求
经济性要求
第六章 缠绕成型工艺
6.1.3 原材料 （1）增强材料 主要是中碱、无碱粗纱。另外有玻璃布带、碳纤维 等。应根据不同产品对性能的要求进行选用。
第六章 缠绕成型工艺
6.2.3 芯模设计 芯模设计的内容 根据制品批量、尺寸、固化温度、生产周期、工作载荷、 树脂收缩等因素进行：
芯 模 设 计
6.2.3
芯模设计需满足的基本要求 芯模设计的内容 芯模强度、刚度计算
第六章 缠绕成型工艺
6.2.3 芯模设计
芯模设计需满足的基本要求
能够承受缠绕过程的工作载荷、自重及加工过程的机械
芯 模 设 计
6.2.3
载荷；
具有一定刚度，在使用期间保持合乎要求的尺寸；
能经受固化温度的作用； 易于脱模。
6.1 概述
概 述
6.1
第六章 缠绕成型工艺 6. 缠绕成型工艺
6.1 概述
概 述
6.1
第六章 缠绕成型工艺 6. 缠绕成型工艺
8-聚合物基复合材料制备方法
喷射成型工艺
3. 工艺流程
喷射成型工艺
4. 工艺控制 1）树脂凝胶时间 2）树脂/玻纤=（2.5~3.5）/1（质量比） 3）胶衣树脂凝胶 第N层
（2mm）
第一层
（1mm）
辊压
第二层
（2mm）
辊压……
最后一层（先喷树脂，后铺表面毡）
4）喷射速率：2~10Kg/min 5）树脂粘度：0.3~0.8Pa.S，含胶量约60% 6）玻纤为无捻粗纱，短切长度25~50mm
手糊成型工艺
三、手糊工艺过程
1. 原材料准备 1）胶液配制
胶液工艺性：胶液粘度、凝胶时间 手糊工艺进行前，必须进行胶液凝胶时间试验。要使凝胶时 间大于或等于所配胶液施工时间，否则手糊不能顺利进行。
不饱和树脂配方（质量份） 树脂：100份；过氧化甲乙酮：2份（引发剂）； 萘酸钴苯乙烯溶液：1~4份（促进剂，加入量与环境温度有关）
加热
预浸料熔融
粘流态
固化
高弹态
玻璃态
加压作用：压实预浸料，制备结构均匀、致密复合材料 加压时机：粘流态与高弹态区间 加压太早：树脂流失过多 加压太迟：树脂已进入高弹态，树脂结构不致密
袋压成型
3. 真空封装材料铺叠顺序 专家系统：控制热压罐成型工艺过程
固化模型
流动模型：树脂流动特性 热化学模型：树脂体系吸热、放热过程 空隙模型：成型缺陷 内应力模型：收缩应力、热应力
手糊成型工艺 3. 固化（凝胶-----定型-----熟化）
固化方式
常温固化：温度＞15℃ （25~30℃）；湿度 ≤80% （15~30℃，8~24h） 加热固化：烘箱、固化炉、模具加热、红外 线加热 （60~80℃，1~2h）
丙酮萃取法 硬度法（巴氏硬度） ＞15
第6章、缠绕成型工艺
第6章、缠绕成型工艺§6—1、概述定义:将浸过树脂胶液的连续玻璃纤维或布带，按照一定规律缠绕到芯模上，然后固化脱模成为增强材料制品的工艺过程。
因此三大过程：预浸、缠绕、固化脱模.细节见图7—1§6—1-1、缠绕工艺分类及特点1、干法缠绕预浸纱带(布带），加热粘流后缠绕。
特点：严格控制纱带含胶量和尺寸，质量稳定，速度快，劳卫条件好，投资大。
2、湿法缠绕浸渍无捻粗纱直接缠绕.特点:材料经济，质量不稳。
3、半干法缠绕预浸渍粗纱（或布带)随即缠绕到芯模上。
特点：无需整套设备，烘干快,室温操作。
§6—1-2、缠绕制品特点1、比强度高F：3Ti，4Steel.原因：(1)表面缺陷小(2）避免纵横交织点和末端的应力集中（3)可控方向与数量,实现等强（4)纤维含量高80%2、可靠性高克服材料的韧性不够及缺口带来的可靠性降低.3、生产率高机械化，大批量.4、成本低无捻减少了纺织等其它工费。
缺点：形状限制，投资大，必须大批量。
§6—1—3、原材料纤维增强材料,树脂基体选择原则:满足设计性能指标，工艺性参数及经济性要求.1、增强材料玻纤（无碱,中碱无捻粗纱，高强纤维），碳纤维，芳纶纤维等.纤维要求：（1）高档产品：碳纤维，芳纶纤维（2)制品性能要求(3）表面处理(4)与树脂浸渍性好(5)各股张力均匀(6)成带性好2、树脂基体指合成树脂与各种助剂组成的基体体系.选用要求：(1)工艺性好,粘度与适用期最重要,适用量>4小时，η=0。
35~1Pa·S. （2）树脂基体的断裂伸长率与增强材料相匹配，方能获得满意效果。
（3)固化收缩率低和毒性刺激小(4)来源广、价格低§6-1-4、应用航天、导弹、军用飞机、水下装置，高强度、质量轻的高压容器，壳体。
民用管道，贮罐，质轻，耐腐,费低.形成缠绕工艺的两部分-—空间技术及民用部分.§6—2、缠绕规律§6—2-1、缠绕规律的内容由导丝头(绕丝嘴）和芯模的相对运动实现。
第六章压制成型
流动性要适中： 流动性要适中：
太大：溢出模外，塑料在型腔内填塞不紧， 太大：溢出模外，塑料在型腔内填塞不紧，或树脂 与填料分头聚集。 与填料分头聚集。 太小：难于在压力下充满型腔，造成缺料， 太小：难于在压力下充满型腔，造成缺料，不能模 压大型、 复杂及厚制品。 压大型、 复杂及厚制品。
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
四、模压成型工艺和条件限制
高分子材料成型加工
模压压力的作用
促进物料流动，充满型腔提高成型效率。 促进物料流动，充满型腔提高成型效率。 增大制品密度，提高制品的内在质量。 增大制品密度，提高制品的内在质量。 克服放出的低分子物及塑料中的挥发物所 产生的压力，从而避免制品出现气泡、 产生的压力，从而避免制品出现气泡、肿胀 或脱层。 或脱层。 闭合模具，赋予制品形状尺寸。 闭合模具，赋予制品形状尺寸。
高分子材料成型加工
4.压缩率 4.压缩率 定义： 定义：粉状或粒状的热固性塑料的表观比重与制 品比重之比。即压塑料在压制前后的体积变化。 品比重之比。即压塑料在压制前后的体积变化。 Rp = d2 / d1 Rp值总是＞ 1 Rp值总是 值总是＞ Rp 越大，所需的模具装料室越大消耗模具钢材， 越大，所需的模具装料室越大消耗模具钢材， 不利于传热，生产效率低，易混入空气。 不利于传热，生产效率低，易混入空气。 解决方法： 解决方法： 预压。 预压。
高分子材料成型加工
排气
赶走气泡、水份、挥发物，缩短固化时间 赶走气泡、水份、挥发物， 过早， 过早，不能完全排气 过迟，制品表面已经固化，气体不能顺利排出 过迟，制品表面已经固化，
保压固化
经过固化后， 经过固化后，原来可溶可熔的线型树脂变成了 不溶不熔的体型结构的材料。 不溶不熔的体型结构的材料。 固化速率不高的塑料也可在制品能够完整地脱 模时固化就暂告结束， 模时固化就暂告结束，然后再用后处理来完成 全部固化过程，以提高设备利用率。 全部固化过程，以提高设备利用率。
高分子材料成型加工基础 第六章注塑成型
第六章注塑成型一、简答题1.简单描述一个完整的注塑过程。
塑化物料，注塑，保压冷却，开模，脱模，合模2.注塑制品有何特点。
壁厚均匀；制品上有凸起时，要对称，这样容易加工；为加强凸台的强度．要设筋，并在拐角处加工出圆角；倾斜的凸台或外形会使模具复杂化，而且体积变大，应该设计为和分型面垂直的形状；深的凹进部分．尽可能的集中在制品的同一侧；对于较薄的壁．为避免出现侧凹，可将制品上的凹孔设计成v形槽；所有的拐角处都应有较大的圆角。
3.注塑机有几种类型，包括哪些组成部分。
按传动方式：机械式注塑机，液压式注塑机，机械液压式注塑机按操纵方式：手动注塑机、半自动注塑机、全自动注塑机按塑化方式：柱塞式注塑机、预塑式注塑机、橡胶注塑机包括以下：注射装置、合模装置、液压电气控制系统4.柱塞在柱塞式注塑机中的作用。
柱塞将注塑力传递至聚合物，并将一定的熔料快速注射入模腔。
5.挤出机和注塑机的螺杆有何异同。
注塑机的螺杆存在前进、后退运动，多为尖头，压缩比较小6.为了防止“流涎”现象，喷嘴可采用哪几种形式，描述每种形式的工作原理。
小孔型：孔径小而射程长。
料压闭锁型：利用预塑时熔料的压力，推动喷嘴芯达到防止“流涎”弹簧锁闭式：用弹簧侧向压合顶针。
可控锁闭式：用液（或电、气）动控制顶针开闭7.锁模系统有哪几种型式，描述每种型式的工作原理。
液压式，轴杆式8.注塑机料筒清洗要注意哪些问题。
1.首先使用上要注意操作的问题。
2.如果加工的物料有腐蚀性，且停机后需要一定时间才开机，则要及时对料筒进行清洗。
清洗工作应在料筒加热情况下进行，一般用聚苯乙烯作为清洗料。
在清洗结束后，立即关闭加热开关，并做结束工作。
3.如果是一般物料，清洗时一定要升温到上次实验物料的熔点之上进行清洗，否则螺杆会扭断。
后在降温到所需温度进行实验。
4.清洗时可采用高低不同转速进行清洗，容易洗净。
最后在所需转速清洗，后进行实验。
9.嵌件预热有何意义。
为了装配和使用强度的要求，理解塑件内常常嵌入金属嵌件。
快速成型制造的几种典型工艺与后处理
四、熔融沉积制造（FDM) 1.基本原理 2.特点 3.后处理
五、三维打印（3DP) 1.基本原理 2.特点 3.后处理
六、五种成型方法的比较。 见书P132 表格6-1.
第六章 快速成型制造的几种典型工 艺及后处理
一、光固化成型（SLA）
1.光固化成型的基本原理 利用激光扫描和光敏树脂固化的原理。具体见书
P121. 2.光固化成型特点 优点： 尺寸精度高 表面质量好
缺点： 尺寸稳定性差 需要支撑结构 成本高 可适用的材料少 树脂具有气味和毒性。 需要二次固化 树脂性能不如常用的工业塑料
3.光固化的后处理 晾干 工业酒精对树脂原型表面和型腔清洗 去实体制造（LOM) 1、分层实体制造原理 2、分层实体制造特点 3、后处理
适用于大中型原型，翘曲变形小，成型时间短的 产品、直接制作砂型铸造模。
三、选择性激光烧结（SLS） 1、基本原理 2、制造特点 3、后处理
【大学】无机非金属材料成型工艺
1、物理脱水过程 泥浆注入石膏模型后，在毛细管力的作用下，
泥浆中的水沿着毛细管排出后被吸入石膏模毛 细管内。可以认为毛细管力是泥浆脱水过程的 推动力。
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2、化学凝聚过程 泥浆与石膏接触时，在其接触表面上溶有一
定数量的CaSO4，它与泥浆中的Na-粘土和水 玻璃发生离子交换反应，使得靠近石膏模表面 的一层Na-粘土变成Ca-粘土，泥浆由悬浮状态 转变为聚沉。石膏起到絮凝剂的作用，促进泥 浆絮凝硬化，缩短了成坯时间。 Na-粘土+CaSO4+Na2SiO3
粒度分布是指不同大小颗粒所占的百分比。
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（2）粉料的流动性 当粉料堆积到一定高度后，会向四周流动，始 终保持为圆锥体且自然安息角α保持不变的性质。
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（3）粉料的含水率 粉料的含水率可直接影响压制成型时的性能。 适当 均匀
（4）粉料的拱桥效应 粉料自由堆积的孔隙率往往比理论计算值大得 多。这是因为实际粉料不是球形，加上表面粗 糙，结果颗粒相互交错咬合，形成拱桥形空间， 增大孔隙率，这种现象称为拱桥效应。
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等静压成型示意图
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6.5 玻璃熔体成型
一、概述 ➢ 玻璃的成型是指从熔融的玻璃液转变为具有固
定几何形状的制品的过程。 ➢ 成型方法有吹制法(空心玻璃制品)、压制法(某
些容器玻璃)、压延法(压花玻璃)、浮法(平板玻 璃)、拉制法(平板玻璃)等。
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二、日用玻璃的成型 1、人工成型
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2、车坯成型 车坯成型，是在车床上将挤压成型的泥段再加工 成外形复杂的柱状制品。
➢ 干车，泥段含水6％—11％。干车坯体尺寸精确， 但粉尘大，效率低，刀具磨损大，已逐渐由湿车 替代。
泥浆中的水沿着毛细管排出后被吸入石膏模毛 细管内。可以认为毛细管力是泥浆脱水过程的 推动力。
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2、化学凝聚过程 泥浆与石膏接触时，在其接触表面上溶有一
定数量的CaSO4，它与泥浆中的Na-粘土和水 玻璃发生离子交换反应，使得靠近石膏模表面 的一层Na-粘土变成Ca-粘土，泥浆由悬浮状态 转变为聚沉。石膏起到絮凝剂的作用，促进泥 浆絮凝硬化，缩短了成坯时间。 Na-粘土+CaSO4+Na2SiO3
粒度分布是指不同大小颗粒所占的百分比。
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（2）粉料的流动性 当粉料堆积到一定高度后，会向四周流动，始 终保持为圆锥体且自然安息角α保持不变的性质。
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（3）粉料的含水率 粉料的含水率可直接影响压制成型时的性能。 适当 均匀
（4）粉料的拱桥效应 粉料自由堆积的孔隙率往往比理论计算值大得 多。这是因为实际粉料不是球形，加上表面粗 糙，结果颗粒相互交错咬合，形成拱桥形空间， 增大孔隙率，这种现象称为拱桥效应。
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等静压成型示意图
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6.5 玻璃熔体成型
一、概述 ➢ 玻璃的成型是指从熔融的玻璃液转变为具有固
定几何形状的制品的过程。 ➢ 成型方法有吹制法(空心玻璃制品)、压制法(某
些容器玻璃)、压延法(压花玻璃)、浮法(平板玻 璃)、拉制法(平板玻璃)等。
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二、日用玻璃的成型 1、人工成型
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2、车坯成型 车坯成型，是在车床上将挤压成型的泥段再加工 成外形复杂的柱状制品。
➢ 干车，泥段含水6％—11％。干车坯体尺寸精确， 但粉尘大，效率低，刀具磨损大，已逐渐由湿车 替代。
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第六章成型工艺
第三节 浆料的成形 一、通性
过程是浆体在模具中流动，在短期内充满模 型和具有模型的形状，经脱水（陶瓷浆）或水化 （混凝土），使其成为自重下不致变形的坯体， 即可脱模，后经继续干燥或水化过程变成接近完 全的固体。
第六章成型工艺
重要的是控制浆体的流动度。流动度差的浆 体成形速度慢，且不能很好地充满模型，影响产 品的产量和质量。
由此可见，在混凝土的成形和密实之间存在着矛盾， 密实成形工艺就是在研究解决这一矛盾。
第六章成型工艺
（ 一 ） 混 凝 土 混 合 料 振 动 密 实 成 形 (vibrocasting)
在搅拌后不久，水泥的水化反应尚处初期， 在这种情况下施加振动，颗粒不断受到冲击力 的作用而引起颤动而形成流动成型。
第六章成型工艺
（2）离心延续时间 一般由实验来确定，其延续时间长短，对制品质量的影 响起较大作用。 ①慢速时间的确定 ： 随管径大小和投料方式而变化，一 般控制在2~5min。 ②快速时间的确定： 是混凝土密实结构形成的关键阶段， 快速延续时间一般为15~25min。 ③中速时间的确定：中速时间的确定应尽量减小甚至克 服离心力的突增，使混合料能很好地分布就位，提高制 品的密实度和抗渗性。中速时间一般控制在2~5min。
第六章成型工艺
三、陶瓷注浆成型 （一）注浆成形工艺原理 1. 注浆成形基本方法:
分空心注浆（hollow casting）和实心注浆 （solid casting）两种。
空心注浆适用于浇注薄壁制品，如陶瓷坩埚、 花瓶等。
实心注浆又称双面注浆。模型从两面吸取泥浆 中的水分，直到模心内腔吸满为止，脱模后是一 个实心的物体。
第六章成型工艺
按振动方式可分为：振动台、内部振动器、表面振动器 和附着式振动器四种。
第六章成型工艺
(二)压制实形(compacting process)工艺， 一般有压制、压轧、挤压和振动加压、振动压扎、振
动挤压及振动模压等方法。 压制密实工艺制度包括成形压力，压制延续时间及加
压方式。若成形大型制品，总压力可达数千吨。
第六章成型工艺
加压方式，一般有一次加压、二次或多次加压； 单面加压和双面加压等几种。
双面加压可获得较均匀的结构，比单面加压效 果好。但加压机构较为复杂。
两次或多次加压比一次加压效果好。已经压实 的制品，不能重复压制，经防止再次泌水、表面 粘皮、层裂及强度下降。
第六章成型工艺
（三）离心脱水密实成形 离心密实成形是流动性混凝土混合料成形工艺
第六章成型工艺
2.离心制度的确定 （1）离心速度 离心速度一般按慢、中、快三档速度变化。 慢速为布料阶段，其主要目的是在离心力的作用 下，使混合料均匀并初步面形。一般80～
150r/min 中速则为必要的过渡阶段，不仅是由慢速到快速 的调速过程，而且还可以继续布料及缓和增速的 过程中达到减弱内外分层的目的。一般250～ 400r/min 。 快速成为密实阶段，其主要目的是在离心力的作 用下使混合料充分密实。一般400～900r/min 。
第六章 成 型
第六章成型工艺
第一节 概述 成形（forming）是将配合料制成的桨体、可塑泥团、 半干粉料或熔融体，经适当的手段和设备变成一定形状 制品的过程。 基本上由两个步骤组成： 第一步是使可流动变形的物料成为所需要形状,研究在外 力作用下物料流动与变形的规律，这也是流变学研究的 内容。 第二步是通过不同的机制使其定形。
第六章成型工艺
第六章成型工艺
第六章成型工艺
强化注浆的方法： 为缩短模型吸浆时间，提高成坯的质量，
常采用压力注浆、离心注浆、真空注浆等几 种强化注浆法。
第六章成型工艺
（二）注浆成形对泥浆的要求 (1)流动性好。可充分流注到模型的各个部位。 (2)稳定性好。久置后各组分颗粒不全沉淀。 (3)具有适应的触变性。太大，则易静止稠化，不便浇注。 而触变性太小，则生坯易软塌。 (4)含水量要少。可缩短注浆时间，增加坯体的强度，降 低干燥收缩，缩短生产周期，延长石膏模的使用寿命。 (5)滤过生能好。使泥浆中的水分能顺利地通过附着在模 型壁上的泥层而被模型吸收。一般可通过改变泥浆中瘠 性原料和塑性原料的含量来调整泥浆的滤过性。 (6)形成的坯体要有足够的强度。
第六章成型工艺
第二节、触变性与反触变性 触变性是指剪切应力保持一定时，表观粘度
将随着剪切应力作用的持续时间而减小，剪切应 变速率将不断增加的性质。具有这种性质的材料 为正触变材料。相反，表观粘度随着应力作用的 时间而增加则称反触变性。
浆体是否有触变性与成形密切相关，具有正触 变性的泥浆在搅拌时粘度小，一旦静止时，粘度 不断增大，影响它在模内的流动，严重时会管道 堵塞。
第六章成型工艺
不同材料采用各不相同的机制，大致有以下几种 体系：
1.各种无机胶凝材料浆体（如水泥、石灰、 石膏等浆体）是由胶凝材料和水作用，形成新的 水化产物而使浆体固化。
2.陶瓷泥料的可塑成形；主要靠粘土的可塑 性。
第六章成型工艺
3.陶瓷泥浆(ceramic slip)：在石膏模中的定形 是由于石膏模将泥浆的水分吸去，随后通过干燥 进一步定形。 4.压制的坯料：靠强大的压力使含有一定粘性颗 粒的物料在模具内非常紧密地靠拢，使制品具有 一定强度，成形和定形同时完成。陶瓷成形只提 供一个半成品强度，其最终强度还要通过烧成达 到。 5.熔融体（如玻璃、铸石等）的定形：依靠成形 后期玻璃的粘度随着温度的降低而迅速增长，以 致达到完全“冻凝“的程度而定形。
中的一种机械脱水密实成形工艺。 它是用离心力将混合料挤向模壁，从而排出空
气和多余的水分（20%~30%），使其密实并获 得较高的强度。 此种工艺适用于制造不同直径及长度的管状制品， 例如，管材、电杆及管桩等。
第六章成型工艺
1.离心混凝土（contrifugal concrete）的结构形成：
第六章成型工艺
如果靠增加水来提高流动度会影响材料的强度， 增加脱水的困难，泥浆容易沉淀。
解决的办法加些外加剂对浆体进行改性，使在 含水率较低的情况下达到较高的流动度，也可采 用外加机械力的方法促使其流动。
第六章成型工艺
二、凝土浆体的密实成形 使混合料获得流动性的比较方便的方法是增加用水
量，即增大水灰比。 缺点： 1、使混合料在运输、烧灌和密实成形过程中容易产生离 析，在密实成形以后还会严重的泌水现象。 2、水分蒸发以后，在混凝土内部遗留较多的孔隙，会严 重降低混凝土的强度及其他有关性能。
第三节 浆料的成形 一、通性
过程是浆体在模具中流动，在短期内充满模 型和具有模型的形状，经脱水（陶瓷浆）或水化 （混凝土），使其成为自重下不致变形的坯体， 即可脱模，后经继续干燥或水化过程变成接近完 全的固体。
第六章成型工艺
重要的是控制浆体的流动度。流动度差的浆 体成形速度慢，且不能很好地充满模型，影响产 品的产量和质量。
由此可见，在混凝土的成形和密实之间存在着矛盾， 密实成形工艺就是在研究解决这一矛盾。
第六章成型工艺
（ 一 ） 混 凝 土 混 合 料 振 动 密 实 成 形 (vibrocasting)
在搅拌后不久，水泥的水化反应尚处初期， 在这种情况下施加振动，颗粒不断受到冲击力 的作用而引起颤动而形成流动成型。
第六章成型工艺
（2）离心延续时间 一般由实验来确定，其延续时间长短，对制品质量的影 响起较大作用。 ①慢速时间的确定 ： 随管径大小和投料方式而变化，一 般控制在2~5min。 ②快速时间的确定： 是混凝土密实结构形成的关键阶段， 快速延续时间一般为15~25min。 ③中速时间的确定：中速时间的确定应尽量减小甚至克 服离心力的突增，使混合料能很好地分布就位，提高制 品的密实度和抗渗性。中速时间一般控制在2~5min。
第六章成型工艺
三、陶瓷注浆成型 （一）注浆成形工艺原理 1. 注浆成形基本方法:
分空心注浆（hollow casting）和实心注浆 （solid casting）两种。
空心注浆适用于浇注薄壁制品，如陶瓷坩埚、 花瓶等。
实心注浆又称双面注浆。模型从两面吸取泥浆 中的水分，直到模心内腔吸满为止，脱模后是一 个实心的物体。
第六章成型工艺
按振动方式可分为：振动台、内部振动器、表面振动器 和附着式振动器四种。
第六章成型工艺
(二)压制实形(compacting process)工艺， 一般有压制、压轧、挤压和振动加压、振动压扎、振
动挤压及振动模压等方法。 压制密实工艺制度包括成形压力，压制延续时间及加
压方式。若成形大型制品，总压力可达数千吨。
第六章成型工艺
加压方式，一般有一次加压、二次或多次加压； 单面加压和双面加压等几种。
双面加压可获得较均匀的结构，比单面加压效 果好。但加压机构较为复杂。
两次或多次加压比一次加压效果好。已经压实 的制品，不能重复压制，经防止再次泌水、表面 粘皮、层裂及强度下降。
第六章成型工艺
（三）离心脱水密实成形 离心密实成形是流动性混凝土混合料成形工艺
第六章成型工艺
2.离心制度的确定 （1）离心速度 离心速度一般按慢、中、快三档速度变化。 慢速为布料阶段，其主要目的是在离心力的作用 下，使混合料均匀并初步面形。一般80～
150r/min 中速则为必要的过渡阶段，不仅是由慢速到快速 的调速过程，而且还可以继续布料及缓和增速的 过程中达到减弱内外分层的目的。一般250～ 400r/min 。 快速成为密实阶段，其主要目的是在离心力的作 用下使混合料充分密实。一般400～900r/min 。
第六章 成 型
第六章成型工艺
第一节 概述 成形（forming）是将配合料制成的桨体、可塑泥团、 半干粉料或熔融体，经适当的手段和设备变成一定形状 制品的过程。 基本上由两个步骤组成： 第一步是使可流动变形的物料成为所需要形状,研究在外 力作用下物料流动与变形的规律，这也是流变学研究的 内容。 第二步是通过不同的机制使其定形。
第六章成型工艺
第六章成型工艺
第六章成型工艺
强化注浆的方法： 为缩短模型吸浆时间，提高成坯的质量，
常采用压力注浆、离心注浆、真空注浆等几 种强化注浆法。
第六章成型工艺
（二）注浆成形对泥浆的要求 (1)流动性好。可充分流注到模型的各个部位。 (2)稳定性好。久置后各组分颗粒不全沉淀。 (3)具有适应的触变性。太大，则易静止稠化，不便浇注。 而触变性太小，则生坯易软塌。 (4)含水量要少。可缩短注浆时间，增加坯体的强度，降 低干燥收缩，缩短生产周期，延长石膏模的使用寿命。 (5)滤过生能好。使泥浆中的水分能顺利地通过附着在模 型壁上的泥层而被模型吸收。一般可通过改变泥浆中瘠 性原料和塑性原料的含量来调整泥浆的滤过性。 (6)形成的坯体要有足够的强度。
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第二节、触变性与反触变性 触变性是指剪切应力保持一定时，表观粘度
将随着剪切应力作用的持续时间而减小，剪切应 变速率将不断增加的性质。具有这种性质的材料 为正触变材料。相反，表观粘度随着应力作用的 时间而增加则称反触变性。
浆体是否有触变性与成形密切相关，具有正触 变性的泥浆在搅拌时粘度小，一旦静止时，粘度 不断增大，影响它在模内的流动，严重时会管道 堵塞。
第六章成型工艺
不同材料采用各不相同的机制，大致有以下几种 体系：
1.各种无机胶凝材料浆体（如水泥、石灰、 石膏等浆体）是由胶凝材料和水作用，形成新的 水化产物而使浆体固化。
2.陶瓷泥料的可塑成形；主要靠粘土的可塑 性。
第六章成型工艺
3.陶瓷泥浆(ceramic slip)：在石膏模中的定形 是由于石膏模将泥浆的水分吸去，随后通过干燥 进一步定形。 4.压制的坯料：靠强大的压力使含有一定粘性颗 粒的物料在模具内非常紧密地靠拢，使制品具有 一定强度，成形和定形同时完成。陶瓷成形只提 供一个半成品强度，其最终强度还要通过烧成达 到。 5.熔融体（如玻璃、铸石等）的定形：依靠成形 后期玻璃的粘度随着温度的降低而迅速增长，以 致达到完全“冻凝“的程度而定形。
中的一种机械脱水密实成形工艺。 它是用离心力将混合料挤向模壁，从而排出空
气和多余的水分（20%~30%），使其密实并获 得较高的强度。 此种工艺适用于制造不同直径及长度的管状制品， 例如，管材、电杆及管桩等。
第六章成型工艺
1.离心混凝土（contrifugal concrete）的结构形成：
第六章成型工艺
如果靠增加水来提高流动度会影响材料的强度， 增加脱水的困难，泥浆容易沉淀。
解决的办法加些外加剂对浆体进行改性，使在 含水率较低的情况下达到较高的流动度，也可采 用外加机械力的方法促使其流动。
第六章成型工艺
二、凝土浆体的密实成形 使混合料获得流动性的比较方便的方法是增加用水
量，即增大水灰比。 缺点： 1、使混合料在运输、烧灌和密实成形过程中容易产生离 析，在密实成形以后还会严重的泌水现象。 2、水分蒸发以后，在混凝土内部遗留较多的孔隙，会严 重降低混凝土的强度及其他有关性能。