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喷墨打印成为今年意大利陶瓷展大亮点

喷墨打印成为今年意大利陶瓷展大亮点

喷墨瓷砖 意大利瓷砖 意大利古代瓷器

2021-05-01

喷墨瓷砖。

瓷砖生产工艺的提高,更多层面上来自陶机装备与新材料的突破与应用,而瓷砖的新产品开发,则主要集中在对表面纹理、质感、图案和色彩几方面的研发与创新,如辊筒印花机的普遍应用,就比采用丝网印花工艺的瓷砖在质感、纹理、层次等方面有了极大的进步。而今年的意大利陶瓷展上,数款采用喷墨打印设备生产的瓷砖拼图就受到世界各地同行者的青睐,由此兆示着代表世界瓷砖最高水平的意大利瓷砖生产工艺又有了全新的突破。

早在两三年前,国内赴意大利参加展会的不少企业家就惊喜地发现了采用喷墨生产工艺的瓷砖,但作为一种新装备、新工艺,由于受技术成熟水平的限制,并未在企业当中大力推广。然而,今年的意大利陶瓷展上,不单推出了成熟的瓷砖喷墨设备,而且展出了采用此种生产工艺的众多产品,以其丰富的色彩、突破性的质感和逼真的构图而成为此届展会的一大亮点。据专家介绍,采用这种新型生产工艺的瓷砖,其表面构图、色彩与纹理将会产生突破性的进展,它是继辊筒印花设备之后,瓷砖生产领域的又一重大技术突破。相信要不了多久,就会像辊筒印花设备一样,受到中国企业的青睐。

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参观意大利陶瓷展有感之二


在意大利里比尼陶机展展会上国际、国内著名的陶瓷色釉料生产厂家展出了他们的展品和这些产品在陶瓷装饰上的应用及装饰技术。陶瓷色料作为陶瓷装饰的最基本材料,其产品已相当成熟。特别是在传统陶瓷色料方面,其类型除包裹色料系列外已基本齐全,已没有什么新品种推出,其产品开发的方向主要是放在提高色料的高温稳定性和化学稳定性方面,以扩展其使用领域和使用范围(从低温色料到高温色料,以及对坯、釉的适应性),扩展其对装饰工艺的适用领域。如从普通装饰到平板丝网印花,再到辊筒印花到胶辊印花,推出辊筒印花和胶辊印花专用色料系列。这里首先就瓷砖装饰中所用的常用色料以当前瓷砖生产王国意大利为例作一简单介绍。意大利瓷砖行业中常用的釉用色料其品种、类型和使用量如表1所示。这些色料主要用在釉面砖和上釉瓷质砖(gres)特别是仿古砖上。意大利瓷砖行业中常用的坯用色料其品种、类型和使用量如表2所示。上述坯、釉用色料国内都有生产、而且质量也不差,只是在干混色料、易分散色料(又称速溶色料。这里的溶并不是指溶解,而是专指经过表面改性处理后分散性和润湿性很好;不易团聚的色料,它在使用中不需球磨混合只需在基釉中搅拌后就可使用的色料,多用在工艺美术瓷装饰上。)和国外相比还有相当的差距特别是在对陶瓷色料的一些理论研究方面值得我们向国外同行学习。关于这点,我们重视不够,须知基础理论是应用技术的源泉,对色料的组成(化学组成、矿物组成、颗粒组成),结构,生产工艺包括加工机械的深入了解,对帮助我们开发新产品,进一步提高产品质量是十分重要的,理论研究要有针对性。比如通过对传统陶瓷色料基本结构和组成的了解可以帮助我们开发一些新产品,尽管这方面似乎已经作全了,但还不够细。这二年国内外推出的一些新品种就是属于刚玉赤铁矿结构和金红石结构的;又如钇铝红的开发也是在了解它的组成和结构(钇铝榴石)的基础上很快开发出来的。在传统色料的表面改性领域,近几年国外有很大进展。这也是适应对辊筒印花、胶辊印花专用色料应用领域的需要,有关陶瓷色料所用表面改性剂和改性工艺的研究和应用,国外同行作了很多工作值得我们学习和借鉴。现代生产都离不开机械,尽管简单的机械也能生产出好产品,但要提高生产效率,保证产品质量的稳定,必须采用先进的加工机械和装备,“工欲善必先利于器”,在这次里比尼展会上意大利PM公司展出的高效干法除铁系列设备,ANCORA公司展出的新型高效陶瓷釉用(可用于成釉,特别是印刷釉的制备。)三维研磨机系列(GLOTTOMILLS);气流磨和德国EIRICHGROUP(爱立许集团公司)展出的新型湿法和干法搅拌磨系列产品以及一些高效混料机械,给我留下了深刻的印象。这些设备都能适应我们色、釉料行业生产的需要。尽管它们的价格很高昂,是我们大多数厂家所接受不了的,但我们的陶机行业是否由此可得到启发和借鉴。为我国的陶瓷色釉料企业开发和生产出适应我国国情的新型、高效的加工机械。我们有待于这方面的进展。如果把传统的陶瓷色料列为第一代色料(基于它的一维物理光学特性),那么仿金属色料可列为第二代色料(基于它的二维物理光学特性);而相干色料则列为第三代色料(基于它的三维物理光学特性)。在这次展会上我们看到了意大利、西班牙厂家推出的各种仿金属色料。用这些色料制造的仿金属釉已大量应用在地砖装饰上。如庄兴—万丰展室的地面就全部铺上用他们公司生产的仿金属釉装饰的瓷质地砖(gresstile)非常引人注目。在展会上我们也看到了采用相干色料成釉装饰的陶瓷工艺艺术品(如在FERRO公司的展室中),尽管还不多。由此得到启发:我国国产的仿金属色料的产业化迫在眉睫。面对陶瓷专用相干色料的研究和开发也势在必行。

浅谈陶瓷喷墨打印机应用的有关问题


喷墨打印在陶瓷行业的应用源于欧洲,到现在已近十年,据说到今天,西班牙、意大利有30%左右的产品是用喷墨机生产的。由于对中国同行的恐惧,欧洲直到近年才对我国开放了机器和墨水的销售。随着第一批机器(都是采用国外技术或原装进口的)的投入使用,喷墨机的神秘面纱得以迅速揭开。有关它的优点、缺点,给行业将会带来的冲击等等问题,成了建陶行业有史以来最热门的话题。笔者一直钻研于施釉设备、印花机的研发和生产,对喷墨机在国内外的研发、推广历程较为明晰。首先,笔者要重复一下喷墨机的主要优点:非接触打印,可“印刷”凹凸面产品。非实物制版,转版简单迅速,是个性化生产的有力武器,并可减少库存。调色、操作简单,可大大减少这方面的技术人力和成本;数码化打印,生产重复性好,使技术管理容易,也便于社会化分工等等。根据我国建陶的发展历史,现在大部分企业的技术水平,以及近年我本人在推广喷墨机时看到的种种情况,要使喷墨机的以上优点发挥出来,本人认为企业不仅要投入资金购买机器,更重要的是要有相应的人才、技术架构和相应的制度建设等。而这些基础工作的建设,远比花钱买一台喷墨机更重要、更难以实施。必须引起已买喷墨机的以及想买的企业的重视。以下列举一下有关方面的问题:

一、做什么产品

企业必须首先要认真研究,我用喷墨机来做什么产品这个问题。陶瓷品类五花八门,花色成千上万,而且产品的生命周期越来越短。长则1-2年,短则数月就要被更新了。而受销售能力、设备能力、要形成竞争优势等原因影响,一个工厂(品牌)应专心做好几类花色品种,逐步形成竞争优势,才能在市场上立足和发展。基于以上的原因,纵然喷墨机适合做出千变万化的产品,企业也不能随意乱喷、乱推广。否则,再好的喷墨机也不能使企业产生独有的竞争力。

笔者认为要回答自己的企业什么时候应该推广什么产品,是一个企业最基础而且是最重要的工作。而这项关系到企业可持续发展的重要工作偏偏是目前很多国内企业所忽视的,是很多企业在管理环节的弱项。笔者认为,既然这项工作十分重要,而且因为这是一个跨部门的工作,必须由企业的一把手亲自跟进。并形成一套科学的、基于对企业现状(特别是销售模式、产品开发、生产能力等)和市场的现状和趋势分析来回答这个问题。否则,只是基于老板本人或某个部门的结论往往是脱离实际的,不会产生好的效果,甚至会使企业走向困境。

二、产品设计来源

当一个企业(品牌)选完了自己的产品路线后,接下来就要解决实施问题了。而要实施产品生产,首先要有符合品牌路径的设计。今天,因为欧洲对我国陶瓷技术几乎全开放,所以,我们可以通过很多途径买到来自欧洲各式各样的陶瓷设计稿。就算在国内,也有不少专业的公司可以提供类似的设计。但是,笔者认为,这些丰富的国内外的资源并不能直接为不同的企业所用。特别是目前专门针对喷墨机的特点而设计的图案并不是太多,或者说很多都只停留在丝网或辊筒印刷的要求范围内。如图稿不够大、层次不够丰富、没有相对应的凹凸模具设计、没有因应喷墨机(墨水)的发色特点而设计等等。而要有一楼一景、一房一特色的个性化设计,更加难于在外部资源上找到。

基于以上现状,笔者认为,想让喷墨机在企业营销中产生持久的效益和市场竞争力,企业必须更重视设计团队的培养,形成一支源于客户需求和产品路线的产品设计团队,为企业持续提供产品设计,这样才能发挥出喷墨机的作用。

三、设计实施

有了好的设计方案(图稿),不等同于就能生产出好的产品。因为陶瓷工艺是十分复杂的,而喷墨打印只是其中一个环节。在产品效果方面与平板、辊筒印花相比,使用喷墨机主要碰到的问题有:发色范围较窄、没有凹凸和手感等。发色是目前喷墨打印技术在陶瓷应用中的相对弱势,特别红、黄鲜艳的颜色在高温烧成制度下效果更差。同时,与其它使用有机墨水不同的是,尽管喷墨机可以精确地喷出层次丰富的图案来,但同样的图案和墨水,在不同的釉料和烧成制度下,发出的颜色和层次是不同的。虽然可以通过做icc等手段校正烧后颜色与设计颜色的差异。但在实际生产中,会有各种因素造成明显的失真。所以,往往不仅通过调整喷墨机参数就能达到好的产品效果,还需通过合理选择墨水,适当调整面釉配方,摸索最佳的烧成制度等等手段,才能使产品颜色层次接近设计效果。在手感方面,因为喷墨机的油墨量一般较少,所以难以产生如平板机、辊筒机那种厚重的有一定的凹凸感的图案效果。为了达到类似的效果,一般可采用模具效果或者平板印花结合喷墨打印、印花后增加打点、喷釉、干粒等的手段去改善单纯喷墨的效果不足。

因此,多功能组合的施釉线对产品创新还是十分重要的,也是当喷墨机进一步普及时产品差异化竞争的重要硬件保障。

四、生产过程的常见问题及解决办法

1.拉线、滴墨

拉线滴墨是喷墨机生产中常见影响质量和连续生产的问题,这主要是由于喷头堵塞引起的。因为喷孔和墨点都很细(微米级的),细小的杂质和灰尘、水汽都足以将喷孔堵塞,或将喷出来的墨点挡住,所以堵塞是喷墨机的常见病。

一般来说,堵塞又分为喷头内堵和外堵。喷头内堵一般由墨路污染、墨水沉淀两大原因引起的,而墨路污染一般是由于新装零件清洗不彻底引起,所以凡有更换零部件时要严格清洗再上机。同时,选择合适的过滤器也十分关键,太粗易引起喷头堵塞,太细又会引起过滤器本身堵塞。墨水沉淀既与墨水的悬浮性有关,也与机器本身的墨水供给系统关系十分密切。良好的供给系统可以保证喷头在待机、连续满打、小量断续打印等状态下都保持喷孔畅通,供墨充足。否则会出现经常堵孔、小墨量喷不均匀、大墨量供墨不足,造成阴阳色的缺陷。瑞然一般的外堵和内堵是可以通过自动或人工清洗的方法处理,但这回十分费时和影响生产,所以连续稳定生产的性能是衡量一台喷墨机质量好坏的最重要指标。

外堵一般是机器本身或外部污染造成的,外部污染有来源于车间的灰尘,也有来源于砖坯带入的泥尘、水汽。机器本身引起的污染来源于喷头喷出来的墨点,不能粘附于砖面上,飘起来,最后落在喷头上,并越积越多。要减少砖坯带入的泥尘污染,必须要做好进喷墨机房砖坯的“净身”处理。一般要求将温度降至40度以下,基本没有水汽冒出来,吹干净坯体的飞边、釉粉、灰尘等。这问题可以通过安装多台吹风机去达到目的。要减少车间带入喷墨房内的污染,可以通过保持房间内正压(注意向房内打进的空气必须先经过除尘过滤)来解决。

2.机器维护(主要是喷头维护)

由于喷头制造难度非常大,到目前为止,不管国外进口的或是国产的喷墨机,都是用进口的喷头。喷头也是一台喷墨机主要的成本构成,占了机器70%以上的成本。所以正确维护保养喷头十分重要。

喷头的设计寿命不同,品牌不同使用条件有所不同,在一条连续的陶瓷生产线,理论上赛尔系统是2-3年,北极星可达3-5年。但由于目前大部分在用的机器都只有1-3年的使用时间,所以这还有待时间验证。一般来说,喷头损坏主要有正常损坏(喷孔磨损等)、堵塞损坏和电路板故障等。磨损由墨水引起,使用企业是没法控制的;堵塞原因如以上分析;要减少电路板故障主要是要做好环境管理,做好恒温恒湿,减少灰尘污染。

目前国产陶瓷喷墨打印机企业或已达到7家


近日,据记者多方了解,目前国内陶瓷喷墨打印机生产企业达7家,其中希望、彩神、泰威、美嘉、精陶、新景泰共销售约210台设备,还有一家佛山机械公司的喷墨打印机尚在调试,未正式推出。此外,有业内人士称,现有5、6家喷绘设备企业正在研发陶瓷喷墨打印机,此消息有待证实。

国产喷墨打印机保有量约210台,自2010年以来,随着喷墨印花技术的应用在陶瓷行业日渐广泛,国内生产喷墨打印机的企业也逐渐增多,至今已有7家。最近一年,国产喷墨打印机的市场保有量也由一年前的几十台上升到现在约210台,其中希望已售100多台,彩神已售近50台,泰威已售40多台,美嘉已售10多台,精陶已售约10台,新景泰新近研发的设备也有少量销售。新景泰总经理彭基昌表示,广东占据目前市场保有量的60%,其余分布于外产区,目前大多数设备用于二次烧成的瓷片生产线,少数用于仿古砖,近期开始应用于全抛釉产品与微晶类产品的生产。彩神销售总监陈军、美嘉副总经理陆永华、精陶相关负责任人张钟慧均透露,其设备除了在广东出售,多数销往山东、福建、江西,也有少量销往四川、广西、湖北、沈阳几个产区。

据彭基昌和陈军介绍,从国产喷墨打印机出现至今,随着竞争日益激烈,其价格大幅降低,同一型号产品降价超过100万/台,目前不同配置的设备,价格为200万元~600万元/台不等。

未来仍将快速增长

业内人士分析,目前不少企业仍处观望状态,中国喷墨打印机市场还有很大增长空间。随着喷墨打印技术逐渐成熟、墨水国产化进程加速,为了实现产品与品牌升级、不被拉开距离,越来越多的中、低端企业也将加入喷墨打印热潮。陈军和张钟慧预测,未来两年国产喷墨打印机销售量仍将快速增长,并且进入鼎盛时期。

与之相对,中国陶瓷喷墨打印机市场竞争也将更加激烈。

有关人士告诉记者,目前尚有5、6家喷绘设备企业正在研发陶瓷喷墨打印机,其中除了上海泰威、深圳润天智(彩神)、广州晶绘(精陶)之外,还有北京恒泽基业、彩韵、浙江工正、上海万政、黑迈等超过5家喷绘设备企业已准备步入陶瓷喷墨打印机生产领域。

而彭基昌和张钟慧透露,快达平、Kerajet等国外企业也会在国内组装生产喷墨打印机,参与国内的市场竞争。张钟慧认为,以往国产喷墨打印机除了价格优势之外,更符合本土企业实际需求,并方便提供优质售出服务,而国外企业一旦正式进驻,这些优势就会减弱。中国喷墨打印机市场形成百花齐发的竞争格局。

国产喷墨打印机技术仍需改进

虽然国产喷墨打印机发展迅速,但广东金意陶陶瓷有限公司研发中心总经理黄惠宁和陈军、彭基昌、张钟慧等业内人士一致认为,国产陶瓷喷墨打印机技术未臻成熟,性能仍需改进。其中,张钟慧认为,国产设备清晰度不足、色差、性能不够稳定、耐候度不强。而黄慧宁则表示,国产设备虽然在打印速度和打印宽度上已经接近国外,但整机功率和使用温度仍与国外设备存在差距。

此外,新景泰最近针对国内目前在线喷墨打印机进行了一次满意度调查,结果满意度不到50%,大部分业内人士认为,其主要原因为设备存在操作不便利、服务不到位、故障率大、维护麻烦,阴阳色差、拉线、转版对色时间长等问题。

陶瓷喷墨打印机全球安装使用达1422台


近日,据有关消息显示,截至2012年6月30日,全球范围内安装使用的陶瓷喷墨打印机达1422台。

有关平台结合了全球陶瓷喷墨打印设备制造商提供的数据,统计了全球各大区域、国家及地区在2010年前已安装的设备数、2011年1月—2012年6月新安装的设备数,以及2012年上半年共安装的设备数。数据显示,全球2011年1月—2012年6月新安装的陶瓷喷墨打印机达884台,占目前安装总数的62.2%,表明近两年陶瓷喷墨打印机在全球范围内已经大规模运用。

2008年欧洲解除对中国陶瓷喷墨打印技术的封锁后,该技术在全球陶瓷行业开始普及。统计的数据显示,陶瓷喷墨打印技术在以中国和印度为代表的亚太国家和地区的发展速度十分迅猛,相比之下,以意大利和西班牙为代表的欧洲国家及地区,其速度有所减缓。

截至目前,亚太地区安装使用的陶瓷喷墨打印机达359台,相比2010年底,增长8.7倍。其中,中国与印度目前所拥有的设备数量分别位于世界第三和第四位。2012年上半年,中国新安装的设备数位于41个使用陶瓷喷墨打印技术的国家之首,达100台。中国目前已安装的设备比2010年增长了15倍。从2011年起,印度陶瓷喷墨打印机的增长速度也不断加快,相比2010年,印度目前已安装的设备数量增长了11.9倍。

由于具备雄厚的技术实力,欧洲地区最早发展陶瓷喷墨打印技术,但2011年1月—2012年6月,新安装的陶瓷喷墨打印机少于亚太地区同期数目,而且截至2012年6月30日,欧洲地区已安装使用的设备相比2010年底,增幅只有72.9%。作为全世界首个发展陶瓷喷墨打印技术的国家,西班牙所安装的喷墨打印机数量仍位居全球首位,但相比2010年,目前已安装使用的设备增幅只为57.6%。另一个陶瓷强国——意大利的情况与西班牙类似,相比2010年,该国目前已安装使用的设备增幅为88.7%。而目前这两国所拥有陶瓷喷墨打印机总数占全球陶瓷喷墨打印设备总量的比例呈下降趋势,2012年6月比2010年下降了28%。

民博会开幕在即 展亮点纷呈


26日开始,第五届中国民间工艺品博览会将盛装启幕。记者今天在国际博览中心C展区看到,江西景德镇文联的施工队伍正在日夜兼程,对他们900余平米的展位进行特装。此次展会上,景德镇带来了500件精美绝伦的陶瓷艺术精品。

据现场负责人介绍,景德镇文联为做好参加此次民博会工作,从6月初便开始在全市进行广泛宣传与发动,经过两个月时间征集,共收到送展作品上千件,此次带来的500件精品经过严格挑选,涉及青花、粉彩、新彩、古彩、综合装饰、雕塑等多个领域,创作人员包括20余名国家级大师和教授,60余名省级大师和副教授,120余名省级高级工艺美术大师、陶艺家,可以说是景德镇艺术陶瓷中一次高规格的全面展示。

除了500件陶瓷艺术精品,此次景德镇文联还精心组织了世界首创的,最具瓷都特色的景德镇瓷乐,现场为参观者演奏,安排了拉坯、捏雕高手表演制瓷绝活,邀请了12名国家级、省级大师和中青年实力艺术家,现场为大家进行瓷上作画展演,值得期待。

意大利博洛尼亚展或将对中国陶瓷企业“解禁”


据悉,将于今年9月底在意大利举行的博洛尼亚国际陶瓷展,将有可能对中国建卫陶瓷企业敞开大门,改变多年来中国陶瓷企业只有一家企业参展的局面。在全球金融危机的影响下,为了寻求新的市场和机遇,展会主办方有可能向更多中国企业发放博洛尼亚展会的入场券。

作为全球建筑卫生陶瓷行业第一展,博洛尼亚展会,既代表了世界建卫陶瓷产品设计的最高水平,也代表了高端建卫陶瓷市场的发展趋势,更是受到全球建卫采购商青睐的展会,是一年一度世界建陶卫浴流行趋势的风向标和发布会,是全球陶瓷终端销售商的订货会,世界各大陶瓷生产大国的参展商、渠道商,都以能够参加这一全球顶级盛会而骄傲与自豪。对于中国企业而言,能够参加博洛尼亚陶瓷展,无疑是一种难得的发展机遇。

然而,为了保护本国利益,保护欧洲建卫陶瓷高端品牌的利益,博洛尼亚展多年来始终对产品设计水平和陶瓷质量不断提升的中国陶瓷企业保持着相当的警惕,自1998年鹰牌代表中国陶瓷企业第一次参展以来,多年来没有哪一家企业能够直接从主办方那里拿到入场券。

金融危机导致欧美经济萧条,为了寻求新的市场和本国企业的发展机会,博洛尼亚展可能不得不向中国建筑陶瓷卫浴企业敞开大门,这给中国建筑卫浴陶瓷企业拓展海外市场,进军欧美高端建筑卫浴市场,提供了一次绝佳的商机。乐观地估计,今年将会有更多的中国知名陶瓷企业出现在博洛尼亚展,这对中国陶瓷企业树立国际化品牌,占领欧美高端建筑卫浴市场,建设国际化的销售渠道,具有十分重要的意义。

陶瓷3D打印技术


在金属3D打印在近期不断传来各种捷报的同时,陶瓷3D打印的讨论也变得更加热烈。一起来看看“陶瓷3D打印技术”的知识。

宋教授——宋轩,美国南加州大学博士,爱荷华大学助理教授,主要研究领域为陶瓷光固化成型、新型增材制造工艺开发等,也是国内著名DLP打印公司Sprintray的共同创办人。

陶瓷材料作为三大基本材料之一,以优良的理化特性在工业界被广泛应用。但因传统陶瓷制备工艺的限制,工业中使用的陶瓷制品往往只具备简单的三维形状。三维打印工艺的发展让复杂的陶瓷产品成为可能。目前来看,已经被成功应用于陶瓷材料的三维打印的工艺包括喷嘴挤压成型,立体光刻成型(面曝光和激光),粘合剂喷射成型,选择性激光烧结或熔融成型,浆料层铸成型(slurry-layercasting)等。

以上所列这些工艺与传统的3D打印工艺并无大的不同,主要的区别在于用于陶瓷打印时,这些工艺采用的原材料为陶瓷粉末或陶瓷浆料,其中陶瓷浆料因为其优良的成型特性而应用更为广泛。下面我们对这些工艺逐一分析,为读者选择合适的陶瓷打印工艺提供参考。

喷嘴挤压成型

喷嘴挤压成型与塑料3D打印的熔融沉积成型技术(FDM)类似。该技术采用混有陶瓷粉末的喷丝(filament)作为原材料,使用100摄氏度以上的温度将喷丝中的高分子材料融化后挤出喷嘴,挤出后的陶瓷高分子复合材料因为温差而凝固。

除此之外,也有部分工艺采用高粘度的陶瓷浆料作为原材料,直接通过喷嘴挤出后在空气中干燥固化。这种陶瓷浆料的主要成分是陶瓷粉末和粘合剂,其中粘合剂在成型过程中起到粘合陶瓷粉末的作用。无论是陶瓷喷丝还是陶瓷浆料作为原材料,这种工艺得到的三维模型都需要进一步进行热处理,即脱脂和烧结。脱脂和烧结也是传统陶瓷加工工艺中使用的致密化陶瓷产品的手段。目前来看,面向陶瓷的喷嘴挤压成型工艺受限于相对粗糙的加工精度,还主要集中于实验室研究,成熟的基于该工艺的3D打印机还未出现。

立体光刻成型

立体光刻成型是目前市场上陶瓷打印的主要技术,也是商业化相对成功的技术。该技术采用一种由陶瓷粉末、光引发剂、分散剂等混合而成的光固化胶,工艺本身与目前市场上的DLP和SLA打印机并无大的区别。有的产品(如Lithoz)会因为光固化胶的高粘度而使用特殊的刮刀涂抹手段来加快成型过程中的材料填充,但归根结底其本质与普通树脂成型并无大的区别。与喷嘴挤压出的毛坯件一样,立体光刻工艺制造出的3D模型也需要在高温炉中进行脱脂和烧结。根据有关公司的产品介绍,使用该工艺制造出的陶瓷制品(例如氧化铝、氧化锆、磷酸钙等)密度可高达99%以上。

与此同时,最近一两年,研究人员在光固化陶瓷前驱体材料上取得的技术突破(详情可见科学杂志2016年1月1日相关报道),让立体光刻成型技术在陶瓷打印中的地位更加稳固。陶瓷前驱体是一种在高温下热分解产生陶瓷材料的高分子化合物,它是用于制造碳化硅、碳氧化硅等高温陶瓷的传统手段。具有光敏感性的陶瓷前驱体材料的诞生极大地降低了高温陶瓷的3D打印成本,具有很广泛的应用前景。然后,由立体光刻技术做成的毛坯件中含有大量的有机物,这使得经过脱脂和烧结之后产生的成品往往会相对于初始设计尺寸拥有30%左右的收缩量。这也限制了该技术在陶瓷生产中的使用。

粘合剂喷射成型

这项技术将粘结剂通过打印喷头喷射到陶瓷粉末上,用来将粉末颗粒粘结在一起。然而,根据有限的文献报道,这种技术产生的陶瓷致密度并不高。可能的解释是其受到了粉末铺设的密度的限制。

选择性激光烧结或熔融

SLS/SLM主要被用于金属材料的3D打印上,在陶瓷的制造中使用并不多。这是因为使用激光直接对陶瓷粉末进行烧结或者融化处理时,加工过程中的温度差极易在陶瓷产品中产生应力,这些应力最后会在陶瓷产品内部产生大量裂纹;使用粉末层预热可以降低裂纹成形的可能性,但同时精度也有所降低。大量的研究集中在减少加工过程中的温度差,但是难度极大,目前并未取得太大进展。更加简单易行的方案是在陶瓷粉末中掺入高分子化合物作为粘合剂,使用激光来烧结这些高分子化合物以达到间接成型的目的。然后,与粘合剂喷射成型一样,这种工艺也受到了粉末铺设密度的限制,目前的研究文献报道中使用其加工而成的陶瓷制品密度并不高。

浆料层铸成型

在这里,我们将所有基于陶瓷浆料的3D打印技术统称为浆料层铸成型。之所以将他们列为一类,是因为笔者认为这些技术可能是陶瓷3D打印的一个方向。将陶瓷粉末与不同的有机粘结剂混合制备成浆料,再使用传统的3D打印工艺加工成型,这样一套工艺流程不但简单而且效果好。从文献报道可以看出,基于浆料的工艺要比其他工艺生成的陶瓷致密性更高。

除了以上介绍的技术,还有其他一些技术,例如分层实体制造、电子照相印刷技术等,因为应用的并不广泛或者仍然处于初步的研究中,本文不再赘述。

从意大利博洛尼亚陶瓷卫浴展看瓷砖流行趋势


意大利博洛尼亚陶瓷卫浴展

一年一度的博洛尼亚国际陶瓷卫浴展于9月30日在意大利降下了帷幕,这一陶瓷卫浴行业的顶级盛会,它所展出的瓷砖新品、设计应用以及风格流派,早已成为世界瓷砖发展潮流的风向标,并深刻影响着其它国家瓷砖产业的发展走势。作为全球建陶生产大国,国内陶瓷企业有千余人在此届盛会中脚步匆匆,流连忘返,紧紧抓住这一难得的机会,寻求着指引企业未来发展的方向与潮流。中国陶瓷与意大利的设计差距并没有缩小从本届博洛尼亚陶瓷卫浴展来看,设计,依然是意大利、西班牙等欧洲品牌最为强大并领先国际市场的竞争力,无论是其产品还是展示应用,都形成了自己独特而又先进的设计理念,并受到全球客户的肯定。那些参展企业的新产品,在品种的开发、色彩的搭配、质感的创新、规格的变化、应用与组合等方面,无不表现出了令人惊叹的设计水平,传承了意大利人严谨、个性、差异化的设计思路。而反观国内的陶瓷企业,无论是产品设计还是品种开发,都过于注重产品本身和市场销售,而忽略了产品的灵魂,即产品的设计。使其只剩下简单的模仿与抄袭。

从博洛尼亚展会可以看出,只有抓住产品设计的创新,才能不断赋予瓷砖新的生命与活力。透过此届展会我们可以看出,中国陶瓷企业的设计水平与意大利企业之间的差距并没有缩小,反而有拉大的趋向。意大利、西班牙、包括欧洲众多陶瓷企业,它们做抛光砖做不过国内企业,但它们会避开自己的劣势,果断放弃对抛光砖的研发与生产,在展会上我们没有看到抛光砖的身影,展出的产品基本上是上釉仿古砖,他们把能够体现深厚的设计水平和设计底蕴的仿古砖作为自己的主导产品,靠设计引领着世界陶瓷业的风向。意大利企业以中小企业为主,几乎每一家企业都有自己的设计理念和设计风格,在产品上体现出强烈的差异化,不同的企业之间,产品极少雷同。不像中国的企业,虽然也有设计、也有创新,但企业之间没有太多的设计个性,同质化现象非常严重,千人一面,看过了第一家就不想看第二家。与往年的展会相比,今年的博洛尼亚展在这方面又上了一个台阶,令每一位参观者受益匪浅。有一句话可以概括今年博洛尼亚展的感受,那就是“年年岁岁花相似,岁岁年年瓷不同”。

不同在什么地方呢?第一个不同是在设计与创新方面,虽然我们年年都去博洛尼亚,但年年都有新的东西,新的启发,与国内展会设计的贫乏形成了鲜明的对比;第二个不同方面是国外的瓷砖产品越做越精、越做越细,精雕细琢,永不满足,像一个陶瓷艺术殿堂;第三个方面的不同是国外没有太多的局限,材质方面有瓷质、陶质、还有玻璃,规格千变万化,色彩五彩缤纷,新品层出不穷,产品文化的氛围越来越浓厚,在图案设计、装饰手法方面,最突出的就是干法施釉。过去我们传统的工艺是湿法施釉,然后丝网印花,无论做得多精细,图案始终是平面的,采用干粒以后,纹理变成了三位一体,做出来的瓷砖与花岗岩质感非常的相似,这是一个非常值得国内企业学习的可贵之处。仿自然依然是未来瓷砖的流行趋势从本届展会可以看出,意大利、西班牙瓷砖正呈现出几大流行趋势。一是仿木材。色彩、纹理仿得很逼真,跟真的木头一样,看不出一点工业化的痕迹。而且它不是一款产品仿,而是用木纹砖来表现一个整体的空间。参展企业不是简单地拿些新产品来展示,而是营造一个生活的空间、一种氛围,在空间里面体现木纹砖与内墙、外墙、马赛克的搭配与应用,这一点非常值得我们学习。二是仿石材。仿大理石、仿花岗岩。卡拉拉、金花米黄、黑底金花这些石材都成为企业模仿的对象,效果非常逼真。还有一款根据意大利四种产量最大、最有名的石材为蓝本设计的产品,简直是“石材”中的经典,让你分不出哪是石材,哪是瓷砖,体现出一种源于石材,胜似石材的尊贵气质。

中国陶瓷大省福建、广东均有很多上好的石材,但陶瓷企业却老是跟着人家学,没有自己的设计理念,这一点值得国内企业借鉴和深思。仿花岗石一直是瓷砖行业的一个趋势,但过去做的是貌似神不似,而今年的展会上,由于干粒技术和新工艺的普遍应用,现在做的是貌似神也似。仿木、仿石近年的展会上都有,但今年与去年相比,还是有极大的不同。三是仿皮革。主要是仿牛皮,原来有点做秀的感觉,今年去看,简直仿得太像了,给人非常逼真的感觉,而且不是以产品展出,而是以实体展出,让你感觉整个地板就是一块牛皮地板,这是一种极具个性化的流行产品。四是仿丝绸。尤其是亚光丝绸,用在卧室里面,有墙纸的效果。五是仿金属。仿金属釉瓷砖已经从做秀开始过渡到市场营销,七八家大型企业在墙面和地面同时展出了金属釉瓷砖,并且在市场上已经开始大量生产应用。随着天然资源的迅速枯竭,金属釉瓷砖的市场需求会不断增加,这是发展的必然的趋势,但国内企业千万不要盲目跟进,如果做不好的话,大家一哄而上,反而把东西做臭了。要学人家做得精细一点,以正确的设计理念加以引导,才能在这个领域后来居上。此外,马赛克也是今年博洛尼亚展会的一大特色与亮点。由于马赛克最擅于表现一些广告与宣传画,还有一些标志性建筑的标识,因此被广泛应用。

国内企业在这方面有着更多的文化与历史优势,不要老是去学人家,要把自己有内涵的、精美的东西通过设计表现出来,创出中国特色。中国的陶瓷业缺乏设计,中国的设计师更缺乏自主、独立的设计空间,大多是根据老板的喜好,按市场上流行的花色产品进行模仿与简单的设计,导致同质化严重,自主创新能力差,在一定程度上扼杀了设计师的想象力。中国的陶瓷企业如果没有自己的设计理念,那么赶超意大利、西班牙陶瓷强国将永远是一句空话。

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