[實用新型]一種計算機輔助陶瓷3D無模具成型設備

有效

• 申請號: 201520512372.2
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN204819855U
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 余波;喬學禮
• 申請（專利權）人: 玉溪諾德軟件開發有限公司
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B33Y30/00
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 鄭興平;李繼瓊

技術領域

本實用新型涉及陶瓷制作技術領域，具體涉及一種無模具陶瓷坯成型設備。

背景技術

陶瓷材料制備工藝是降低陶瓷制品生產成本、提高陶瓷材料可靠性和可重復性不能逾越的環節,新的陶瓷制備工藝,成型工藝及燒結工藝的研究逐漸成為陶瓷材料研究領域的重點。

陶瓷坯體成型，是將制備好的坯料，應用各種不同的方法制成具有一定形狀和尺寸的坯體的過程。成型需要滿足以下要求：a、坯體應該符合產品所要求的生坯形狀和尺寸，因此必須要考慮到干燥收縮；b、坯體應當具有相當的機械強度，以便于后續工序的操作；c、坯體結構應當均勻，具有一定的致密度；d、成型過程應當適應工業化的生產組織流程。

傳統陶瓷坯體的成型方法可分為：

注漿成形：從泥漿注入石膏模吸水開始到形成薄泥層為第一階段；形成薄泥層，泥層逐漸增厚，直到形成注件為第二階段；從雛坯形成到脫模為收縮脫模階段。壓制成形：將含有一定水分或其它粘結劑的粒狀粉料填充于模具之中，對其施加壓力，使之成為具有一定形狀和強度的陶瓷坯體。

注漿成型雖然生產的產品一致性較好，但是每一個陶瓷產品都需要單獨進行石膏模具的制作，工序繁多，生產成本較高，最主要的還在于，注漿成型方法不能夠快速修改陶瓷產品的外形設計，且勞動強度大，操作工序多，生產效率低；生產周期長，石膏模占用場地面積大；注件含水量高，密度小，收縮大，燒成時容易變形；模具損耗大，不適合連續化、自動化、機械化生產。

壓制成形的優點是生產效率高，人工少、廢品率低，生產周期短，生產的制品密度大、強度高，適合大批量工業化生產；缺點是成型產品的形狀有較大限制，模具造價高，坯體強度低，坯體內部致密性不一致，組織結構的均勻性相對較差等。

上述兩類傳統的陶瓷坯料成型技術具有一個相同點，就是都需要額外制備模具，一方面會增加制造成本，另一方面，陶瓷坯體的成型質量完全依賴于模具的質量，一旦模具出現問題，就會造成批量的質量問題，另外，使用模具進項成形就無法快速修改陶瓷產品的外形設計，只能制造新的模具，如果是批量生產，制造模具的成本尚可接受，如果使小批量生產，會出現模具的成本甚至高于產品價值的情況。因此擺脫模具對陶瓷生產的制約,才能夠滿足陶瓷生產日益激烈的市場競爭，縮短的產品更新周期以及適應頻繁的產品試制和改型要求。陶瓷無模成型技術及專用設備，能夠實現上述目的。

發明內容

為解決背景技術中存在的問題，降低甚至消除模具制造對陶瓷制品成型的限制，本實用新型提供了一種計算機輔助陶瓷3D無模具成型設備，該成型設備由計算機控制，根據預先編制的模型數據自動對泥坯進行加工成型，加工成型速度快、精度高、產品的一致性好，模型數據可長期保存，方便調取，同時無需操作人員直接參與，大大降低了人工成本和勞動強度。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種計算機輔助陶瓷3D無模具成型設備，其特征在于，包括底座1、支架2、數控轉臺3、雕刻加工頭4、垂直方向加工頭5以及水平方向加工頭6；所述支架2固定在底座1上，數控轉臺3安裝在底座1上，其軸心與底座1的幾何中心重合，雕刻加工頭4和水平方向加工頭6分別安裝在支架2的兩個側柱上，垂直方向加工頭5安裝在支架2的橫梁上。

所述雕刻加工頭4、水平方向加工頭6和垂直方向加工頭5的連接及動作機構為滾珠絲桿直線滑臺7，包括底板801、導軌802、滾珠絲桿803、伺服電機804以及滑塊805，所述導軌802設置在所述底板801上，所述滾珠絲桿803設置在所述導軌802上，所述滾珠絲桿803包括自由端以及固定端，所述滾珠絲桿803的自由端及固定端分別通過支撐座將所述滾珠絲桿803固定在所述導軌802上，所述滾珠絲桿803的固定端的輸出軸連接有齒輪，所述齒輪外部設置有齒輪箱，所述齒輪通過同步帶連接所述伺服電機804的電機支座，所述伺服電機804通過電機輸出軸設置在所述電機支座上，所述伺服電機804與所述底座1平行設置，所述伺服電機804平行設置在所述底座1的下部。

本實用新型所述設備在工作時，首先利用3D造型軟件建立陶瓷實體模型，然后按照工藝要求制成塊體泥坯，并將泥坯安置在數字化無模成型設備的數控轉臺3上，數控轉臺3帶動泥坯保持勻速轉動，之后根據建立好的陶瓷實體模型編制加工代碼，并將其輸入到數字化無模成型設備的控制系統中，之后通過直線滑臺結構中的滾珠絲桿帶動雕刻加工頭4、水平方向加工頭6和垂直方向加工頭5做直線運動，根據模型數據調整進刀量，最終得到陶瓷制品坯體，最后清理坯體，按照工藝要求進行燒結，修整得到所需陶瓷產品。