Технология производства фарфора

Изготовление керамических изделий сочетанием нескольких способов формования позволяет получать изделия  сложной формы. Сочетание пластического  способа формования во вращающейся  гипсовой форме металлическим шаблоном или роликом со шликерным литьем и монтировкой приставных деталей  широко распространено при выработке  чайников, сахарниц, чашек, графинов, пиал и других фарфоровых и фаянсовых  изделий, состоящих из корпуса и  отдельных деталей. После формования изделия высушивают на воздухе и обжигают.

Из вышеизложенного  можно сделать вывод, что производственный процесс изготовления керамических изделий, состоит  из нескольких этапов, находящихся в строгой взаимосвязи. 
 

В технологии по изготовлению фарфора, а в частности посуды, предусматривается  два способа  отделки. Это зависит от формы  изделия: плоской или округлой.  Первый способ заключается в зеркальном переносе декора из гипсовой формы  на внутреннюю поверхность предмета. Этот способ приемлем для производства плоских изделий: тарелок и блюдец. Для изготовления округлых предметов (графины, чашки, вазы) используют второй способ -  ручная или частично механизированная внутренняя фасовка форм, в процессе которой мягкая глина равномерно раскладывается по стенкам гипсовой формы.

   «Тесто» для фарфора готовится заранее. Сырые материалы измельчаются и перемешиваются с водой, а потом образовавшаяся масса пропускается через сито, а иногда и очищается от окиси железа, находящегося в нем. После этого материал скатывается в валики и определенное время вылеживается. И только перед самой расфасовкой по формам,  тесто замачивается водой, если нужно дополнительное увлажнение. После того, как материал разложили по формам, изделия просушиваются. А когда вся влага из глины переходит на гипс,  заготовки можно доставать из формы.

     Для изготовления статуэток, кубиков, разных фигурок из фарфора используют технологию литья, которая делиться на: отливку в закрытых и отливку в открытых формах. Открытая отливка предусматривает заполнение полой гипсовой формы фарфоровой массой через трубку. Эта процедура происходит на гончарном круге, чтобы в массе не образовались трещины. После высушивания, изделие легко вынимается из формы через пробку внизу. Закрытая отливка служит для фасовки подносов и блюд. Фарфоровая масса заливается между двух стенок гипсовой формы.

      После того, как заготовки будущих изделий, к примеру – чашек, достали из форм, к ним нужно прикрепить ручки, носики или другие мелкие детали, которые всегда выливаются из гипсовых форм и крепятся вручную.  После изъятия ручек из форм их приклеивают к цилиндрам чашек с помощью обычного глиняного раствора.

Еще один этап в производстве фарфоровой посуды - глазурование. После  того как основы для изделий высыхают, в большую емкость заливают раствор  глазури,  и окунают  в него поочередно каждое изделие на несколько  секунд, а лишнюю влагу убирают, чтобы  на готовом изделии не было капель или натеков.

     После того, как все изделия были проглазурованы, будущая посуда сушится в сушилке, а потом ее перевозят в другой цех, где она обжигается.  Одна за другой тележки с посудой помещаются в огромную 70-ти метровую печь, где температура достигает 1200-1400 градусов. И если нам нужны изделия белые и без разных логотипов, то этот этап в производстве посуды будет заключительным.

2.2 Украшения на фарфоре

Различаются два  принципиально отличных вида декора:

•   рельефный или же пластическим образом налепливаемый декор и роспись;
•    красочный декор.

   Рельефный декор вделан непосредственно в материал самого предмета - граверным путем, перфорацией или посредством рельефообразных завышений. Предмет либо отливается в формах вместе с рельефом, либо рельеф или же пластические части декора (цветки, почки, листья, фигурки в качестве рукоятей и т.д.) формуются отдельно и потом наклеиваются.

   Красочный декор исполняется либо под глазурью, либо над ней.  Во время подглазурной росписи, особенно употребительной на китайском фарфоре, способные вынести большой жар окислы металлов (кобальт, гематит) наносятся непосредственно на черепок и затем обжигаются вместе с глазурью. Старейшая надглазурная техника - это роспись эмалевыми красками , палитра которых довольно ограничена. Говоря о твердом фарфоре, такие краски часто пластически выделяются на поверхности глазури, так как обжигаться при высокой температуре они не могут и поэтому не соединяются с глазурью. На мягком же фарфоре, с другой стороны, они нередко расплавляются вместе с глазурью и сливаются с ней. Так называемые муфельные краски и позолоты также наносятся на глазурь. Содержащаяся в краске глазурь действует наподобие плавня, соединяя во время жара краску с фоновой глазурью, так что краска не выступает. Обжиг происходит при 600-800^оС.

Таким образом, ознакомившись  с двумя, принципиально отличающимися  друг от друга видами декора приходим к выводу, что каждый из них наносится  на изделие, имеющее определённое утилитарное  значение.  Кроме того, орнамент выполняется  в зависимости от того, какой вид  изделия хотят получить.

      Если же на посуду нужно нанести краску или логотип, тогда после процедуры нанесения печати, готовые изделия еще раз помещают в печь (размером поменьше) для обжига,  при меньшей температуре.

Чтобы украсить изделия  из фарфора можно использовать  два разных вида декора: рельефный (налепливаемый  сверху) и роспись. Используя рельефный  метод, предмет либо отливается в  формах вместе с рельефом, либо его  пластические формы отливаются отдельно, а потом наклеиваются.  

Техника  надгалзурной  росписи самая древняя. Исполняется  эмалевыми красками. Почти все этапы в производстве фарфоровой посуды происходят вручную. Поэтому качество готовой продукции в большинстве своем зависит от мастеров, которые непосредственно задействованы в процессе. 
 

ФОРМИРОВАНИЕ  ИЗДЕЛИЙ 

3.1.  Способы формования

     Формуют керамические изделия в основном пластическим методом и методом литья, а также полусухим прессованием. Для формования применяют гипсовые формы пористостью не менее 25%. В последнее время формы начали изготавливать из масс на основе поливинилхлорида.

При пластическом формовании используют массу влажностью 22-24%, из которой в зависимости от формы  получают заготовки в виде пластов. Для формования применяют полуавтоматы или автоматы. При изготовлении плоских  изделий помещают глиняный пласт, который  разравнивают роликом при вращении формы. Для получения полых изделий, например чашек, заготовку массы  помещают в форму и раскатывают  специальным профильным роликом. Промежуток между роликом и формой заполняется  слоем массы необходимой толщины. Наружная поверхность изделия формуется  поверхностью формы, а внутренняя - роликом. Если на внутренней поверхности  формы имеется углубленный рисунок, то он точно воспроизводится на наружной поверхности изделия.

Методом литья в  гипсовые формы изготавливают изделия  сложной формы и емкостные, например чайники, художественно-декоративные предметы. Для получения изделий  сложной конфигурации используют разъемные  формы. Для формования методом литья  готовят сметанообразную массу - шликер влажностью 34-36%. В шликер добавляют  для повышения текучести при  минимальной влажности 0,1-0,2% электролита, что обеспечивает лучшее заполнение формы. Изделия изготавливают двумя  способами - сливным и наливным.

При сливном способе  шликер заливают в разъемную гипсовую форму и оставляют в ней  на определенное время. Гипс быстро впитывает  влагу, и на стенках формы откладываются  твердые частицы, которые образуют стенки изделия. Время выдержки определяют опытным путем, оно зависит от толщины стенки изделия, толщины  стенок гипсовой формы и пористости. После выдержки шликер сливают, а  гипсовую форму с изделием подвергают медленной сушке.

Полнотелые изделия  сложной формы, например ручки для  чайников, крышки, изготавливают наливным способом. Шликер наливают в гипсовую разъемную форму с соответствующими углублениями на внутренних поверхностях, где оно полностью затвердевает.

Полусухое прессование  применяют для формирования плоских  изделий небольшой толщины, например тарелок. Подготовленную пластичную массу  высушивают до влажности 2-3%, тонко измельчают и получают порошок, в который добавляют пластификатор. Из этого порошка формуют изделие в металлических пресс-формах под большим давлением (25-30 МПа). Изделия имеют правильную форму, точные размеры, более высокую механическую прочность и небольшую влажность, что значительно сокращает время сушки перед обжигом.

При формовании вследствие небрежного обращения, использования  изношенных форм и роликов могут  образоваться такие дефекты, как  деформация, волнистый край, концентрические  трещины, неодинаковая толщина изделий, неровность поверхности, подрыв носиков  и др.  

2. Сушка

     После формования изделия для подготовки к обжигу - заключительному и наиболее ответственному этапу производства - сушат до остаточной влажности 2-4%. При этом изделие приобретает достаточную для обжига прочность, исключается образование внутренних напряжений, приводящих к появлению трещин, деформации и т.д.

Сушку проводят в  две стадии: предварительная стадия (подвяливание) - в гипсовых формах и  окончательная - без форм. Плоские  изделия сушат только в гипсовых формах. Корпус полых изделий после  предварительной сушки до влажности 14-16% вынимают из форм, соединяют с  приставными деталями смесью шликера  с декстрином, после чего изделия  окончательно высушивают.

Для сушки применяют  конвейерные, конвекторные (с направленной подачей теплоносителя на изделие), радиационные (с электрическим или  газовым обогревом) и комбинированные  сушилки, в которых время сушки  значительно сокращается.

Теплоносителями являются воздух и лучистая энергия, выделяемая керамическими панелями и другими  поверхностями, которые обогреваются газом, реже - лампами накаливания. Все  эти сушилки характеризуются  высокой производительностью и  минимальными затратами ручного  труда на загрузку и выгрузку. Наиболее перспективно использование для  сушки керамических изделий ультразвука, токов высокой частоты или  инфракрасного излучения. Современные методы сушки позволяют регулировать температуру и время процесса в зависимости от толщины изделия.

В процессе сушки  могут образоваться трещины (при  неравномерной влажности массы), деформация и другие дефекты.

Высушенные изделия  перед обжигом зачищают наждачной  бумагой, удаляют швы от пресс-форм, посторонние примеси и загрязнения. После зачистки изделия обдувают сжатым воздухом для удаления пыли.  

3. .  Обжиг

      Керамические изделия подвергают, как правило, двукратному обжигу - утельному (до глазурования) и политому (после глазурования). Применяют также однократный скоростной и бескапсельный обжиг. Фарфоровые изделия, декорированные надглазурными украшениями, подвергают третьему обжигу - муфельному.

Утельный обжиг  в зависимости от состава черепка  и назначения фарфоровых изделий  проводят при температуре 900-1000шС, а  политой - 1350-1400шС. При утельном обжиге удаляет механически и химически  связанная влага, черепок приобретает  необходимую прочность при достаточной  для впитывания глазури пористости. Реакции взаимодействия исходных компонентов  массы протекают в твердой  фазе.

Для обжига применяют  печи непрерывного действия - туннельные, конвейерные с шагающим подом  и роликовые щелевые, а также  периодического действия - горны. В  печах непрерывного действия поддерживается более строгий температурный  режим, сокращается время обжига и обеспечиваются нормальные условия  работы при загрузке и выгрузке. В качестве топлива используют нефть, газ и электричество (в электропечах).

После утельного  обжига керамические изделия либо декорируют послегазурными красками, газурируют и подвергают политому обжигу, либо глазуруют, обжигают и декорируют.

Фарфоровые изделия  после утельного обжига чаще всего  глазуруют , а затем обжигают. Тугоплавкую  глазурь в виде суспензии наносят  методом окунания, обливания и  пульверизацией. После глазурования с ножки или верхнего края форфорого  изделия счищают глазурь, чтобы  предупредить сплавление х с подставкой во время политого обжига или другими  изделиями при обжиге "в спарку". Это отличительный признак фарфоровых изделий; фаянсовые изделия полностью  покрывают глазурью. Перед политым  обжигом изделия помещают в шамотные капсели и тщательно предохраняют от сплавления друг с другом и с  капселем. Капсели устанавливают  на вагонетку и направляют в туннельную печь. Применяют также бескапсельную  загрузку на специальные этажерочные  вагонетки.