陶瓷製品造型設計與成型模具

本書是一本全面系統論述陶瓷製品的造型、結構設計、成型和模具的著作。全書共分8章,分別介紹中國陶瓷發展簡史、陶瓷概論、陶瓷造型與構型、傳統陶瓷設計、新型陶瓷設計、陶瓷製品成型、陶瓷製品成型模具、陶瓷成型模具設計實例。

基本信息

讀者對象

陶瓷製品造型設計與成型模具封面陶瓷製品造型設計與成型模具封面

本書可供從事陶瓷材料科學、陶瓷造型與構型、結構與材料設計、陶瓷坯料(漿料與粉料)成型性能和成型技術、成型模具設計與製造的工程技術人員與科研人員,以及輕工、化工、非金屬材料成型加工工程、模具設計與製造、陶瓷造型等專業院校師生閱讀參考。

前言

《陶瓷製品造型設計與成型模具》一書系統闡述了陶瓷概論、陶瓷製品的造型與構型、結構與材料設計、陶瓷坯料(漿料和粉料)的成型性能、陶瓷成型方法、成型機械、成型模具的結構和型腔設計以及套用實例等內容,將陶瓷製品的造型、設計、成型和模具4個方面的內容融匯於一體,力求寫出較高的學術水平。

陶瓷所涉及的領域十分廣闊。傳統陶瓷(日用陶瓷、陳設陶瓷、包裝陶瓷、建築衛生陶瓷、絕緣陶瓷、化工陶瓷、多孔陶瓷等)是人民生活、工業和基礎建築必需的基礎材料和製品;新型陶瓷(結構陶瓷、功能陶瓷、金屬陶瓷、陶瓷基複合材料、陶瓷纖維、陶瓷薄膜、納米陶瓷等)製品更是現代新技術、新興產業和傳統工業技術改造的物質基礎,也是發展現代軍事技術、空間技術和生物醫學的必要物質條件。

本書取材豐富,引用了前人的總結,更多的是國內外的研究成果及套用,而所有的實例均來自生產第一線,力求內容新穎,層次分明,理論聯繫實際,反映當代陶瓷製品的造型、設計、成型領域的先進理論和新技術及新設備,相信能為讀者提供一些有益的借鑑。

全書共分8章。第1章簡要概述陶瓷與中華文明、陶瓷在現代化建設中的作用。第2章首先按陶瓷原料將陶瓷分成傳統陶瓷和新型陶瓷兩類,再對它們進行細分,並進行較為詳細的概述,其次按陶瓷功能簡要概述純審美型陶瓷、純實用型陶瓷和賞用結合型陶瓷,然後介紹陶瓷材料的組織結構、結合鍵和組成相等內容,最後介紹陶瓷材料的物理性質、力學性質和化學性質等知識,這些內容共同構成了內容豐富且較為全面的陶瓷概論這一章。第3章為陶瓷造型和構型,分為藝術陶瓷造型、賞用結合型陶瓷造型、實用型工業陶瓷和新型陶瓷構型3部分,重點是賞用結合型陶瓷造型,主要討論陶瓷造型、造型的基本要點、造型與人和環境、造型中的人機工程學、造型要素等造型理論,美的陶瓷形體所涉及的基本形體、單純、變化、統一和美的形體特徵,以及日用陶瓷造型,有助於讀者研究陶瓷造型的規律,並很好地掌握,以指導實踐。第4章為傳統陶瓷設計,涵蓋了日用陶瓷設計、建築衛生陶瓷設計、絕緣陶瓷設計、化工陶瓷設計和陶瓷坯料配方設計。第5章為新型陶瓷設計,就設計依據、以強度為關鍵性能的設計、金屬陶瓷組成設計以及設計方法做了論述。第6章為陶瓷製品成型,第1部分為陶瓷坯料成型性能的研究,包括可塑坯料的成型性能(流變性、可塑性、瘠性料的塑化),陶瓷粉末注射成型流變學(粉料流變學、黏結劑對流變行為的影響),注漿漿料的成型性能(流動性、黏度、觸變性、滲透性、穩定性、固化、注漿速度和吸漿速度、與模具間的相互作用、影響成型的因素)和壓制粉料(流動性、成型性、工藝性能);第2部分為成型方法的選擇和分類,贊同將成型方法分為塑性成型法、膠態成型法、粉料成型法和特種成型法4大類,但為了闡述的方便和人們的習慣,仍按可塑法成型、注漿成型、壓製成型、特種成型和納米陶瓷坯體成型分類,詳細介紹了8種可塑法成型、7種注漿成型、5種壓製成型以及27種特種成型;第3部分為8種納米陶瓷坯體成型法;最後部分為成型機械。第7章為陶瓷製品成型模具,簡述成型模具的分類、設計原則和模種製作,重點介紹可塑法成型模(陰模、陽模、旋坯刀和旋壓模、滾壓頭),注漿成型模(雙合模、多合模、多塊複合模、多層次結構模、崩毀性模),熱壓鑄成型模,壓製成型模(單向壓模、雙向壓模、摩擦芯桿壓模、組合壓模、精整模),等靜壓成型模,真空練泥工裝等結構設計與計算法以及模腔尺寸的計算,還著重介紹了石膏模和其他材料的成型模具以及石膏模的使用、壽命與質量控制。最後一章(即第8章)介紹成型模具設計實例,可供讀者參考,也可供一些工廠借鑑。

在本書的編寫過程中,除參閱了大量的參考文獻外,還得到了喻惠琴等人的鼎力相助,在此本人表示深切的謝意。同時,限於本人的學術水平,本書可能會存在一些不妥乃至錯誤之處,歡迎廣大讀者批評指正。

最後,還要特別感謝化學工業出版社的有關人員,有他們的支持,本書才能順利問世。

楊裕國2005年12月,上海

目錄

第1章 中國陶瓷發展簡史

1.1 陶瓷與中華文明

1.2 陶瓷在現代化建設中的作用

第2章 陶瓷概論

2.1 陶瓷分類

2.1.1 傳統陶瓷簡介

2.1.2 新型陶瓷簡介

2.1.3 純審美型陶瓷

2.1.4 純實用型陶瓷

2.1.5 賞用結合型陶瓷

2.2 傳統陶瓷

2.2.1 粗陶

2.2.2 普陶

2.2.3 精陶

2.2.4 細陶

2.2.5炻器

2.2.6 瓷器

2.2.7 建築衛生陶瓷

2.2.8 絕緣陶瓷

2.2.9 化工陶瓷

2.2.10 多孔陶瓷

2.3 新型陶瓷

2.3.1 結構陶瓷

2.3.2 功能陶瓷

2.3.3 金屬陶瓷

2.3.4 陶瓷基複合材料與製品

2.3.5 陶瓷纖維

2.3.6 陶瓷薄膜

2.3.7 陶瓷強化和增韌

2.3.8 納米陶瓷

2.4 陶瓷材料組織結構

2.4.1 長石質瓷的組織結構

2.4.2 陶瓷材料的結合鍵

2.4.3 陶瓷材料的組成相

2.5 陶瓷材料性質

2.5.1 物理性質

2.5.2 力學性質

2.5.3 化學性質

第3章 陶瓷造型和構型

3.1 藝術陶瓷造型

3.2 賞用結合型陶瓷造型

3.2.1 陶瓷造型

3.2.2 造型的基本要點

3.2.3 造型與人和環境

3.2.4 陶瓷造型中的人機工程學

3.2.5 陶瓷造型要素

3.3 美的陶瓷形體

3.3.1 基本形體

3.3.2 單純

3.3.3 變化

3.3.4 統一

3.3.5 美的形體特徵

3.4 日用陶瓷造型

3.4.1 日用陶瓷造型的法則

3.4.2 日用陶瓷造型的命名

3.4.3 日用陶瓷形體的處理

3.4.4 日用陶瓷形體的變形與防止變形的方法

3.5 實用型工業陶瓷和新型陶瓷構型

3.5.1 實用型工業陶瓷和新型陶瓷的合理構型

3.5.2 壓製成型製品結構工藝性

3.5.3 基於工藝過程的新型陶瓷製品結構設計

第4章 傳統陶瓷設計

4.1 日用陶瓷設計

4.1.1 陶瓷器物本體和構件的結構

4.1.2 套疊和摞疊的結構

4.1.3 製品的形狀和壁厚

4.1.4 日用陶瓷尺寸精度

4.2 建築衛生陶瓷設計

4.2.1 建築陶瓷設計

4.2.2 衛生陶瓷設計

4.3 絕緣陶瓷設計

4.3.1 絕緣件結構工藝性

4.3.2 膠裝結構、卡台和棱傘

4.3.3 壁厚

4.3.4 絕緣子頭部結構設計

4.4 化工陶瓷設計

4.4.1 塔類容器

4.4.2 貯槽、真空過濾器和吸收器

4.4.3 其他化工陶瓷製品

4.5 陶瓷坯料配方設計

4.5.1 坯料配方設計原則

4.5.2 坯料配方設計程式

第5章 新型陶瓷設計

5.1 新型陶瓷設計的依據

5.2 以強度為關鍵性能的設計

5.3 金屬陶瓷組成設計

5.3.1 陶瓷相和金屬相的選擇

5.3.2 性能與濃度的關係

5.3.3 性能與顯微組織的關係

5.4 設計方法

5.4.1 經驗設計

5.4.2 定量性設計

5.4.3 機率設計

第6章 陶瓷製品成型

6.1 陶瓷坯料的成型性能

6.2 可塑坯料的成型性能

6.2.1 可塑坯料的流變性

6.2.2 可塑坯料的可塑性

6.2.3 瘠性料的塑化

6.3 陶瓷粉末注射成型流變學

6.3.1 陶瓷粉末混合料(餵料、混料)流變學

6.3.2 黏合劑對流變行為的影響

6.3.3 氧化鋁陶瓷混合料流變行為

6.3.4 氮化矽陶瓷混合料流變行為

6.4 注漿漿料的成型性能

6.4.1 注漿漿料的流動性

6.4.2 傳統陶瓷漿料應具備的條件

6.4.3 漿料的黏度

6.4.4 泥漿的觸變性(稠化性)

6.4.5 泥漿的滲透性

6.4.6 漿料的穩定性(懸浮性)

6.4.7 漿料的固化

6.4.8 注漿速度和吸漿速度

6.4.9 泥漿與模具間的相互作用脫模

6.4.10 影響注漿漿料成型的因素

6.5 壓制粉料的成型性能

6.5.1 粉料的流動性

6.5.2 粉料的成型性

6.5.3 壓製成型對粉料和添加劑的要求

6.5.4 等靜壓成型用粉料的工藝性能

6.6 成型方法的選擇和分類

6.6.1 成型方法的選擇

6.6.2 成型方法的分類

6.7 可塑法成型

6.7.1 雕塑、印坯與拉坯成型

6.7.2 旋壓成型

6.7.3 滾壓成型

6.7.4 擠壓成型

6.7.5 車坯成型

6.7.6 塑壓成型

6.7.7 軋膜成型

6.7.8 注射成型

6.8 注漿成型

6.8.1 空心注漿

6.8.2 實心注漿

6.8.3 強化注漿

6.8.4 熱壓鑄成型

6.8.5流延成型

6.8.6 電泳成型

6.8.7 原位凝固膠態成型

6.9 壓製成型

6.9.1 濕壓、半乾壓和乾壓成型

6.9.2搗打成型

6.9.3 等靜壓成型

6.9.4 熱壓燒結成型

6.9.5 熱等靜壓燒結成型

6.10 特種成型法

6.10.1 壓濾成型法

6.10.2 紙帶浸漬成型

6.10.3 軋滾成型法

6.10.4 漿料浸漬成型法

6.10.5 印刷成型法

6.10.6 熔體浸透成型法

6.10.7 化學氣相浸透成型法

6.10.8 拉絲成型法與擠壓拉絲成型法

6.10.9 噴吹成型法

6.10.10 甩絲成型法

6.10.11 電弧等離子噴塗成型

6.10.12 火焰粉末噴塗成型法

6.10.13 火焰棒材噴塗成型法

6.10.14 比例噴射成型法

6.10.15 離子束沉積成型法

6.10.16 真空蒸發成型法

6.10.17 液相急冷成型法

6.10.18 物理氣相沉積成型法

6.10.19 化學氣相沉積成型法

6.10.20電漿化學氣相沉積成型法

6.10.21 雷射選區燒結成型法

6.10.22 熔融沉積成型法

6.10.23 噴墨列印成型法和三維列印成型法

6.10.24 疊層添加成型法

6.10.25 立體光刻成型法

6.10.26爆炸燒結成型法

6.10.27 電火花燒結成型法

6.11 納米陶瓷坯體(素坯)的成型

6.11.1 冷等靜壓成型法

6.11.2 超高壓成型

6.11.3 橡膠等靜壓成型法

6.11.4 氣相蒸發沉積加等靜壓成型法

6.11.5 離心注漿成型法

6.11.6 凝膠直接成型法

6.11.7 凝膠澆注成型法

6.11.8 滲透固化成型法

6.12 成型機械

6.12.1擠壓成型機

6.12.2 其他成型機械技術規範

第7章 陶瓷製品成型模具

7.1 成型模具分類

7.2 模具設計原則和模種製作

7.2.1 成型模具設計原則

7.2.2 日用陶瓷石膏模的模種製作

7.3 可塑法成型模

7.3.1 陰模設計

7.3.2 陽模設計

7.3.3 旋坯刀和旋壓模

7.3.4 滾壓頭

7.4 注漿成型模

7.4.1 雙合模

7.4.2 多合模

7.4.3 多塊複合模

7.4.4 多層次結構模

7.4.5 崩毀性模

7.5 熱壓鑄成型模

7.5.1 熱壓鑄成型工藝性分析

7.5.2 模具結構分析

7.5.3 模具結構設計

7.6 壓製成型模

7.6.1 單向壓模

7.6.2 雙向壓模

7.6.3 摩擦芯桿壓模

7.6.4 組合壓模

7.6.5 精整模

7.6.6 壓制模主要零件設計

7.7 等靜壓成型模

7.8 真空練泥機工裝設計

7.8.1 機頭、機嘴與鐵芯的尺寸

7.8.2 結構設計

7.9 模腔尺寸計算

7.9.1 放尺

7.9.2 熱壓鑄模型腔尺寸

7.9.3 松裝粉料的裝料比與模腔高度尺寸

7.9.4 壓制模型腔尺寸

7.10 石膏模和其他材料模

7.10.1 石膏模

7.10.2 改性石膏模

7.10.3 人工合成石膏模

7.10.4 新型多孔模

7.10.5 陶瓷基模

7.10.6 橡塑模

7.10.7 金屬孔模

7.10.8 金屬模

7.11 石膏模的使用、壽命與質量控制

7.11.1 石膏模的使用

7.11.2 提高滾壓新模具陶瓷坯體合格率的對策

7.11.3 把好模具質量關的一些做法

7.11.4 模具的表面處理與裝配

7.11.5 模具的管理

7.12 採用先進的CAD/CAM技術

第8章 陶瓷成型模具設計實例

8.1 日用陶瓷製品滾壓模

8.2 1200mL桶形壺注漿成型模

8.3 工字形磁芯熱壓鑄模

8.4 電極支架熱壓鑄模

8.5 鐵氧體磁體濕法壓制模

8.5.1 磁體成型方法

8.5.2 模具結構

8.6 電瓷半乾壓成型模

8.7 偏轉磁芯壓制模

8.7.1 壓坯松裝高度

8.7.2 裝粉

8.7.3 壓制

8.7.4 脫模

8.8 磁芯模CAD系統

8.9 基於CAD/CAM技術的陶瓷花瓶造型及模具設計與製造技術

參考文獻

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