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南邦小陶瓷厂怎样把注浆坯做薄

清迈陶瓷工坊中向石膏模具注入泥浆
清迈工坊中向石膏模具注入泥浆。

2025 年发表的一项研究走进南邦府芒县与湄他县的几家小型或家庭陶瓷厂。研究对象的雇员为 3 至 7 人,研究者用问卷、现场观察、访谈和生产环节的计时记录,追踪坯体为什么会厚薄不一、烧成裂纹从哪一段出现,以及针孔究竟属于哪种成形线。论文里的三类问题并不混在一起:注浆坯要看泥浆、模具和倒浆,裂纹要回到窑程,针孔则出现在 roller-head 成形产品上。文中数字限于这些样本厂的观察。

要理解这份工厂记录,可以先补上注浆的一般过程。Digitalfire Reference Library 解释,低含水、已解絮凝的泥浆倒入吸水石膏模后,石膏会从泥浆中吸走水分,坯层沿模壁逐渐形成。坯层达到所需厚度,余浆被倒出;坯体继续变硬并轻微收缩,才会从模壁脱开,进入脱模。这个次序说明了为什么同样是一模泥浆,进模后的停留与倒浆会影响壁厚。它只解释工序的物理关系,南邦论文中的5至10分钟、泥浆比重和试行结果仍属于那家厂自己的记录。

这种成形也依靠几项条件同时成立:泥浆要保持悬浮并完成解絮凝,坯体在干燥收缩时要能从模壁拉开,脱模时又要有足够强度支撑自身。Digitalfire 用刚从石膏模取出的薄壁碗说明,注浆器物可以做得较轻、较薄壁;它没有把薄壁理解成单独追求一个毫米数。放回南邦的案例看,论文中的模具分类、流动计时和倒浆计时,正好对应着坯层从模壁开始形成的那段操作。

坯壁从模具里的时间开始变厚

论文记录的一家厂,脱模后的坯体厚度并不均匀。研究者看到的两个条件很具体:泥浆处于较高的凝胶状态,倒浆的时点又主要凭经验判断。泥浆在模内停留时,石膏模具会吸走水分,内壁逐渐附上一层泥。浆料过于凝胶,附着的泥层容易偏多,接缝会变厚,剩下的泥浆也较难倒干净。该厂还出现器底泥浆滴点、流动偏慢和每吨泥料出件数偏低等现象。

原有模具使用已久,论文将其状态记为劣化;泥浆留在模具里的时间记录为 5 至 10 分钟。改进时,工厂先把状态好的模具与劣化模具分开,再用计时来决定倒浆。这个改动看似简单,却让一只坯从哪里来变得可追踪。若同一批坯只记“偏厚”,却没有记录所用模具和留浆时间,下一次很难判断问题是在泥浆还是在模具。分开摆放和按时倒浆,给厚度、接缝与器底残留留下了可以比较的记录。

器底滴点也可以放回这个顺序里理解。泥浆若不易流动,倒浆时留下的残液就可能在器底形成痕迹;坯壁、接缝和滴点虽出现在不同位置,检查时都要回看同一轮进浆与倒浆。论文没有把它们写成彼此独立的外观瑕疵,而是放在该厂的注浆问题表中。对读者而言,先把它们放回模具旁,比看到成品后再猜测哪一段出了问题更接近研究的记录方式。

清迈陶瓷工坊里排列的石膏生产模具
清迈工坊中排列的生产模具。

比重和流动时间,量的是两件事

论文同时记下比重和流动秒数,两个数值需要分开看。Digitalfire 对比重的定义,是一份液体悬浮物与等体积水的重量比较。按这个定义,1.55表示相同体积的浆体重于水;它描述水和固体在浆体中的关系,不能直接读成“流得快”或“流得慢”。技术资料还说明,经过解絮凝,浆体可以在保持流动的同时提高比重。因而,在南邦试样里从1.55到1.60、流动时间却缩短到20秒,这两组记录并不相互矛盾:比重和流动计时给出的是不同方面的信息。

解絮凝也有比“把浆调稀”更具体的含义。Digitalfire 用原本浓稠、黏滞的泥浆变成容易倾倒的状态来解释它。增加水量与调整这种状态是两种操作。其注浆示例中,干模具能较快形成坯层;若浆料含水过高,模内液面会明显下降,模具又较快吸饱水。多出来的水仍要由模具吸收,成层过程因而改变。南邦论文里的分散剂小试关注的是浆料流动状态,读到90秒变成20秒时,也要连同试样比重一起看。

一罐泥浆搅动时和静置时,还可能表现出不同状态。Digitalfire 把触变性用于解释这种变化:用于操作时保持流动,放置后逐渐形成凝胶,有助于减少沉降。悬浮物在罐中保持均匀、倒入模具后形成坯层、余浆顺利倒出,分别发生在不同动作里。技术资料的另一个注浆例子指出,解絮凝不足时,泥浆会在模内凝胶化而难以倒出。这些一般原理说明为什么只描述“黏”还不够,研究中同时记录流动时间、凝胶状态和倒浆表现,才有办法把不同现象分开。

研究者还给同一厂的泥浆做了一组小试。原泥浆比重记录为 1.55,用 500 ml 流动计时从起点到指定刻度需 90 秒。加入名为 Defox 的分散剂后,表内记录的流动时间逐步降到 20 秒,最高加量那一项的比重为 1.60。论文只交代了这次小试的样品、量杯和记录方法,没有说明 Defox 的组成或供应信息。这里更值得看的是工厂怎样把“流不动”改成可计时的比较:先记录原浆的90秒,再用同一套500毫升流动计时方法比较试样。表中每100毫升泥浆对应的加量试验,与这个计时容器的容量,是两项分别记录的数据。

后续样本中,坯体厚度由 6.56 mm 降到 4.45 mm,论文计算为下降 32.17%;每吨泥料制品数增加 30%。这些数值紧跟着模具筛分、计时倒浆和泥浆流动试行出现。它们让“做薄”有了生产线上的含义:坯壁会在泥浆进模、模具吸水和倒浆的那几分钟里慢慢定下来。

小厂的现场里,计时不是额外增加一套繁琐程序。它可以从最容易被忽略的地方开始:一次进浆是什么时候,一次倒浆是什么时候,使用的是哪一类模具。研究把这些资料同厚度和流动时间放在一起,因此前后两批坯可以有共同的比较基础。这套记录让论文能够分别讨论筛分模具、校正倒浆时间等改动,而不把所有异常混作一个原因。

研究的改进活动也不是只在一天内做完。论文记录,研究人员先用 2 个月与工厂共同推进,随后 3 个月由工厂自行实践,期间仍可向研究团队求助,最后再跟进 1 个月。这个节奏与前后的厚度和出件数记录放在一起,能看见工厂怎样把模具筛分、计时和流动测试从一次讨论变成连续操作。它也解释了为什么后续结果需要按批次和时间来读,而不能只取某一次脱模的数字。

窑程里,先把过快的一小时找出来

另一处厂的问题出现在烧成记录。原窑程中,230 至 560°C 的一小时段升温 330°C,速率为 5.50°C/分钟。作者把这一段与黏土结构水损失、坯体快速膨胀和裂纹风险联系起来,随后重排烧成曲线。研究者先把温度、用时和升温速率摆在一起,再分析出窑后的裂纹。这样,工厂可以指出是哪一小时需要回看。

改进表把 380 至 520°C 的一小时段改为升温 140°C,记录速率为 2.34°C/分钟。温度随后继续走到 715、940、1050、1100 和 1150°C,最后在 1150°C 保温 20 至 30 分钟。论文结论将 380 至 520°C 低于 3.00°C/分钟与裂纹减少联系在一起。新旧两张表的差别不在一串最高温数字,而在中段被放慢的那一小时,以及这段变化能否同出窑记录一起复查。

Darika Ceramic 的试行起点是每窑约 30% 制品因裂纹报废。改进后的前两周,平均仍有约 10% 废品;第 3 至第 12 周,论文记录为几乎不再出现成为废品的裂纹。前两周的数字保留了调整后的真实节奏:窑程变了,裂纹并没有在第一窑就整齐消失。后面十周的记录则让这次变化有了连续时间,而非一张单次出窑照片。

针孔要回到另一条成形线

论文中的针孔不属于注浆段。作者说明,针孔出现在 roller-head 成形产品上,注浆制品没有发现这种缺陷。现场先用湿海绵擦过表面,针孔显现出来,再以 100 倍观察。孔内表面带有条纹状裂隙,看起来像坯体没有充分压实。于是,前面器底的泥浆滴点、坯壁厚薄与这里的孔洞不能被归成同一种问题;一个发生在模具、泥浆和倒浆之间,另一个要查看设备和成形动作。

泰国陶工在手工转盘前成形
泰国陶工在转盘上整形器物。

Modeller Ceramic 的现场记录把线索落在下模传动带上。传动带松弛会影响转速和离心力。工厂更换皮带后,旧批次仍会混入问题,因而先把旧产品分开;重新成形并烧成的棕色杯没有见到针孔。起始记录是每窑约 35% 针孔废品。手工转盘照片可以让人看见陶工怎样围着一件坯体工作,但它不替代论文中 roller-head 设备的现场记录。

更换皮带之后仍要把旧批次分开,这个细节也说明针孔的判断没有停在维修完成那一刻。若旧批次继续混在新批次里,烧成后看见孔洞,工厂便无法知道它来自原先的松弛传动带,还是来自新的成形动作。论文记录的处理顺序是先更换皮带、再隔开旧产品,随后观察重新成形并烧成的棕色杯。没有针孔的结果因而带着明确的批次范围,而不是对所有设备的笼统保证。

南邦社区工坊里的陶瓷手工作业。

参考资料与图片署名

  1. Hirunchart-a-nan, T. et al. (2025). Process Techniques to Increase Production Potential for Small Ceramic Factories in Lampang Province. SciTech Research Journal 8(1), 1-26. 论文页面。
  2. Hansen, Tony. Slip Casting. Digitalfire Reference Library:页面。
  3. Digitalfire Reference Library,Specific Gravity、Deflocculation、Thixotropy。
  4. 视频:ThaiPBS North(2022-10-21),泰语节目เซรามิกสร้างอาชีพชุมชน จ.ลำปาง。YouTube,约3分30秒:视频页面。
  5. 图 A:Ceramic manufacturing process in Thailand,Goterrestrial,CC BY 4.0:许可。
  6. 图 B:Ceramic production molds in a ceramics workshop in Chiang Mai, Thailand,Goterrestrial,CC BY 4.0:许可。
  7. 图 C:Thailand Potter,Steve Evans,CC BY 2.0:许可。

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