Введение
Слип-кастинг, или литье в гипсовые формы, — это метод формовки керамики, широко используемый в промышленности и ремесленными гончарами для создания керамических изделий. Этот метод обычно применяется для изготовления сложных форм, таких как фигуративная керамика, воспроизведение которых вручную или другими методами формовки затруднено. Техника заключается в заливке шликера – глиняной суспензии, обычно приготовленной в блендере – в гипсовые формы и формировании слоя, отливки, на внутренних стенках формы. Она подходит для последовательного и точного создания сложных форм. Это стандартный метод формовки для сантехнического оборудования, такого как унитазы и раковины, и часто используется для изготовления небольших изделий, таких как статуэтки и чайники.
Slip casting, or slipcasting, is a ceramic forming technique, and is widely used in industry and by craft potters to make ceramic forms. This technique typically used to form complicated shapes like figurative ceramics that would be difficult to be reproduced by hand or other forming techniques. The technique involves a clay body slip, usually prepared in a blunger, being poured into plaster moulds and allowed to form a layer, the cast, on the internal walls of the mould. It is suited for the consistent and precise shaping of complex shapes. It is the standard shaping technique for sanitaryware, such as toilets and basins, and is commonly used for smaller pieces like figurines and teapots.
История
Техника была впервые разработана в Китае во времена династии Тан (618–917), но до недавнего времени использовалась в Китае относительно мало. По-видимому, она была независимо изобретена в Англии около 1745 года, предположительно Ральфом Дэниелсом из Корбриджа, и вскоре получила широкое распространение среди европейских производителей фарфора, а затем к концу века стала основным методом формования изделий санитарной керамики.
Время литья
Для изготовления унитаза методом литья обычно требуется от 40 до 60 минут при использовании традиционной технологии, при этом один швейцарский производитель отмечает, что "подготовка формы и литье одной детали может занять до 40 минут". Более тонкие элементы отливаются быстрее: по данным одного источника, на литье слоем в 5–10 мм уходит 10–15 минут. Время литья керамической посуды составляет от 35 до 60 минут для глиняной посуды и от 8 до 20 минут для костяного фарфора. Другие данные включают: 30–50 минут в американской гончарной мастерской; около 60 минут на небольшом португальском производстве декоративной керамики; "примерно 15 минут" по данным университета дистанционного обучения в США; 15–20 минут в статье для гончаров; и 15–45 минут в руководстве для начинающих. Время литья значительно сокращается при литье под давлением: сообщается, что на литье мисок и тарелок для посуды уходит 2 минуты, а на литье сантехнических изделий – 6–8 минут. Время цикла на одну единицу сантехники при использовании высокого давления на Duravit составляет 20 минут.
Содержание твердых веществ в слипе
Для достижения приемлемой скорости формирования отливки и минимизации усадки при сушке необходим шликер с высоким содержанием твердой фазы. Общепринятое содержание твердой фазы в шликерах для литья сантехнического фарфора составляет от 72 до 75% по весу, что соответствует плотности шликера 1,80–1,85 г/см³. Определенные химические вещества, известные как флокулянты, используются для диспергирования агломератов в шликерах, что снижает вязкость и позволяет увеличить содержание твердой фазы; последнее особенно важно для минимизации усадки при сушке. Примеры флокулянтов включают карбонат натрия и силикат натрия. Типичные добавки флокулянтов для шликеров сантехнического фарфора составляют 0,1–0,65%; основными факторами, влияющими на дозировку, являются реологические свойства глинистых компонентов. Математическая формула, разработанная Александром Бронниаром из Севрской мануфактуры, используется для определения содержания сухого вещества в шликерах. Она получила название формула Бронниара. Специально разработанные полимерные материалы позволяют оказывать на форму внешнее давление до 4,0 МПа, что значительно превышает давление при литье в гипсовые формы, где капиллярные силы соответствуют давлению около 0,1–0,2 МПа. Высокое давление обеспечивает значительно более высокую скорость литья и, следовательно, более быстрые производственные циклы: одно исследование показало, что увеличение давления с 0,25 до 4,0 бар (3,6 до 58 psi) сократило время литья отливки из фарфоровой массы толщиной 6 мм примерно с 45 до 15 минут. На заводе Geberit в Финляндии с помощью литья под давлением унитаз отливается за 20 минут. Кроме того, подача воздуха под высоким давлением через полимерные формы при извлечении отливки позволяет немедленно начать новый цикл литья в той же форме, в отличие от гипсовых форм, требующих длительной сушки. Полимерные материалы обладают гораздо большей долговечностью, чем гипс, и поэтому можно получать изделия с более точными размерами и значительно большим сроком службы формы. Преимущества литья под давлением по сравнению с традиционным литьем заключаются в более высокой производительности, более высоком выходе годной продукции, улучшенном качестве изделий, меньшей деформации отливок, снижении количества дефектов поверхности, уменьшении производственной площади, снижении потребности в формах, снижении энергозатрат и возможности легкой интеграции с автоматизированными системами извлечения и обработки.
Ламинат керамический
В качестве технологии обработки керамических ламинатов керамический порошок часто диспергируют в суспензии для получения шликера с высоким содержанием твердой фазы (>60 мас.%) и очень низкой вязкостью (<40 мПа). Последовательность слоев формируется путем изменения состава шликеров при последовательных заливках. При хорошем понимании химии используемых материалов толщину слоев можно регулировать, изменяя время заливки.
Стеллаж
Изделия, изготовленные методом литья в гипсовые формы, предметы, сформированные с помощью литья из шликера, не следует путать с изделиями, украшенными шликером, керамикой, которая формируется любым способом, а затем декорируется шликером. Французское слово для шликера – барботин (coulée en barbotine означает литье из барботина). Еще во времена Римской империи гончары создавали так называемые "изделия в технике барботин", используя глиняный шликер для украшения поверхности сосудов. Термин "барботинная керамика" иногда применяется к французской и американской керамике XIX века с добавленным декором, выполненным методом литья, а также (что вводит в заблуждение) к английской керамике XVII века, украшенной густыми наплывами шликера.