本發(fā)明是有關(guān)一種制造多種陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，以及用該方法生產(chǎn)的多種陶瓷產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、陶瓷產(chǎn)品廣泛用于各種用途。一種常見的陶瓷產(chǎn)品應(yīng)用是結(jié)構(gòu)元件，例如用于室內(nèi)和室外裝飾的磚塊、管道和墻磚和地磚。生產(chǎn)這種瓷磚涉及多個(gè)步驟。原料，包括粘土礦物，通過混合和研磨以及可選的干燥來制備。然后執(zhí)行一成型步驟。一種可用的成型方法是基于干壓，其中粉末材料被布置并壓縮在一成型模具中。另一種選擇需要更濕潤的原料，并允許通過擠壓和隨后的沖壓來成型陶瓷產(chǎn)品。

2、一旦物品形成為期望形狀，它通常還要經(jīng)過一后成型工藝，包括干燥、上釉和燒制。

3、現(xiàn)有的陶瓷產(chǎn)品制造方法需要原料具有某些特性，而最終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)受到現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備能力的限制。通常，如果需要具有新設(shè)計(jì)的新型陶瓷產(chǎn)品，則存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，即現(xiàn)有制造工藝無法制造這些產(chǎn)品，因此需要昂貴且耗時(shí)的后處理和工藝調(diào)整。

4、因此，需要改進(jìn)制造工藝，其不僅提供更通用的陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)方法，而且降低陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)的成本和時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是至少部分克服現(xiàn)有技術(shù)中一個(gè)或多個(gè)的上述限制。具體而言，本發(fā)明的目的是提供一種制造方法，其中原料連續(xù)成型，并且該成型允許為最終陶瓷產(chǎn)品創(chuàng)建先進(jìn)的圖案和多個(gè)結(jié)構(gòu)。

2、為了解決這些目的，提供了一種生產(chǎn)方法，包括以下步驟：i)通過將陶瓷材料擠壓或拉過一擠壓模具的通道來形成材料，所述通道至少部分地由至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)模具的側(cè)表面區(qū)域限定；以及ii)對所述成型材料進(jìn)行熱處理以形成一陶瓷產(chǎn)品。

3、優(yōu)選地，所述方法是通過將所述陶瓷材料擠壓或拉過限定所述通道的多個(gè)承載面來進(jìn)行的。所述通道優(yōu)選地由一擠壓模具形成，其中所述多個(gè)承載面包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)承載面，所述至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)承載面是限定所述成型材料橫截面的一旋轉(zhuǎn)模具的表面，使得所述通道至少部分地由至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)模具限定。

4、所述旋轉(zhuǎn)模具可將一圖案施加到所述成型材料上。優(yōu)選地，所述被施加的圖案是一重復(fù)圖案。

5、所述方法還可包括一步驟：使所述成型材料縮小，使得所述旋轉(zhuǎn)模具的圖案尺寸與所述陶瓷產(chǎn)品的圖案尺寸不同。優(yōu)選地，該縮小是在所述熱處理過程中進(jìn)行的。

6、所述方法還可包括一步驟：調(diào)節(jié)所述通道上游的所述陶瓷材料的流量。這使得所述陶瓷材料進(jìn)入所述通道時(shí)能夠控制正確的流量分布和均勻的速度。

7、所述方法還可包括一步驟：驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)模具。此類驅(qū)動可在所述制造方法期間連續(xù)進(jìn)行。

8、驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)模具還可包括使所述旋轉(zhuǎn)模具的旋轉(zhuǎn)與所述陶瓷產(chǎn)品下游傳送帶的速度同步。

9、所述方法還可包括一步驟：確定所述陶瓷產(chǎn)品的至少一個(gè)尺寸，并根據(jù)所述確定的尺寸調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)模具和/或所述下游傳送帶的速度。

10、熱處理的步驟可以是通過燒制所述成型材料進(jìn)行的?？蛇x地，熱處理可以是一多步驟工藝，所述多步驟工藝還包括一初始干燥步驟。通常，這種干燥步驟在明顯低于所述燒制溫度的一溫度下進(jìn)行。

11、所述方法還可包括在熱處理之前、期間或之后將一單獨(dú)產(chǎn)品從所述成型材料中分離出來。應(yīng)當(dāng)注意的是，分離和熱處理的步驟可以按照任何順序進(jìn)行。

12、在一實(shí)施例中，所述方法還包括在熱處理的步驟之前將多個(gè)單獨(dú)產(chǎn)品彼此安裝在一起。通過在所述熱處理過程中將多個(gè)單獨(dú)產(chǎn)品排列在一起并相互接觸，這些產(chǎn)品將機(jī)械地結(jié)合并形成一均勻的產(chǎn)品。

13、分離一單獨(dú)產(chǎn)品可以是通過所述旋轉(zhuǎn)模具的切割動作進(jìn)行的。這實(shí)現(xiàn)了有效的分離，而不需要額外的多個(gè)元件和多個(gè)切割或沖壓站。

14、所述旋轉(zhuǎn)模具的周長可以等于所述單獨(dú)產(chǎn)品的長度，或者可以與所述單獨(dú)產(chǎn)品的長度不同。因此，可以非常靈活地確定所述旋轉(zhuǎn)模具的圖案與所述多個(gè)最終單獨(dú)產(chǎn)品的周期性匹配。

15、所述通道可以在一生產(chǎn)方向上具有一縱向延伸，并且所述旋轉(zhuǎn)模具的旋轉(zhuǎn)軸可以相對于所述生產(chǎn)方向以一定角度設(shè)置，優(yōu)選地所述旋轉(zhuǎn)模具相對于所述生產(chǎn)方向以90°±25°的角度設(shè)置。因此，不僅可以讓所述旋轉(zhuǎn)模具完全橫向于所述生產(chǎn)方向，還可以讓所述旋轉(zhuǎn)模具“擰”在要成型的所述材料上。

16、所述通道可以由一底部區(qū)域、一上部區(qū)域和兩個(gè)相對的側(cè)面區(qū)域限定，共同形成一封閉空間，其中所述多個(gè)區(qū)域中之一的至少一部分可以由所述至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)模具的側(cè)表面區(qū)域形成。

17、在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)另外區(qū)域的至少一部分由另一旋轉(zhuǎn)模具的側(cè)表面區(qū)域限定。

18、所述底部區(qū)域、所述上部區(qū)域和所述兩個(gè)相對的側(cè)面區(qū)域中的至少一個(gè)可以由一承載面限定。

19、因此，所述制造方法允許使用一個(gè)或多個(gè)(兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)等)旋轉(zhuǎn)模具為要成型的所述材料提供一重復(fù)圖案。

20、所述方法還可包括將陶瓷材料擠壓或拉過設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)模具上游的一預(yù)承載通道。

21、所述預(yù)承載通道可以緊鄰所述旋轉(zhuǎn)模具的上游設(shè)置，或者所述預(yù)承載通道可以設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)模具的上游，但遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)模具。

22、所述預(yù)承載通道可以被配置為使所述陶瓷材料變形為一主輪廓，而所述通道可以被配置為使所述材料進(jìn)一步變形為一具有最終形狀的最終輪廓。

23、所述預(yù)承載通道的尺寸可以是靜態(tài)的。

24、所述旋轉(zhuǎn)模具的側(cè)表面區(qū)域可以設(shè)置有一形貌圖案。所述形貌圖案可包括至少一個(gè)突起，所述突起被配置為在所述陶瓷產(chǎn)品中形成一分離凹口和/或使所述陶瓷產(chǎn)品的厚度局部顯著減小。

25、所述陶瓷產(chǎn)品厚度的顯著減小可限定所述陶瓷產(chǎn)品的一可移除部分。由于所述厚度減小，實(shí)際上僅需要很小的力就可以移除這些可移除部分。

26、至少一個(gè)突起可延伸穿過所述旋轉(zhuǎn)模具的整個(gè)寬度，或延伸穿過所述旋轉(zhuǎn)模具的一部分寬度。所述突起可以以一線性或曲線方式延伸穿過所述旋轉(zhuǎn)模具的寬度。

27、所述方法還可包括將一另外材料添加到所述陶瓷材料中。添加此另外材料可以是在所述陶瓷材料通過所述旋轉(zhuǎn)模具之前、期間或之后進(jìn)行的。

28、所述另外材料可嵌入所述陶瓷材料中以形成所述陶瓷產(chǎn)品的一增強(qiáng)體。

29、所述另外材料可以是一纖維材料或一纖網(wǎng)材料。

30、所述另外材料可以作為至少一層添加到所述陶瓷材料中。

31、所述另外材料可以是一液體材料或者粉末或顆粒形式的一固體材料。

32、所述另外材料可包括多種不同的陶瓷和/或非陶瓷材料。

33、所述陶瓷材料和所述至少一種另外材料可以通過所述通道供給。

34、所述方法還可包括調(diào)節(jié)所述旋轉(zhuǎn)模具的位置，從而調(diào)節(jié)所述通道的尺寸。

35、所述方法還可包括為所述通道提供至少一個(gè)模芯，所述模芯形成所述陶瓷產(chǎn)品的一中空部分。

36、所述陶瓷產(chǎn)品可以是一磚或一板狀產(chǎn)品，例如一瓷磚。

37、所述通道可以為所述成型材料的一側(cè)提供由至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)模具的側(cè)表面區(qū)域限定的第一結(jié)構(gòu)表面圖案，并為所述成型材料的相對側(cè)提供由另一個(gè)旋轉(zhuǎn)模具的側(cè)表面區(qū)域限定的第二結(jié)構(gòu)表面圖案。

38、當(dāng)多個(gè)陶瓷產(chǎn)品堆疊在一起時(shí)，所述第一結(jié)構(gòu)表面圖案和所述第二結(jié)構(gòu)表面圖案可以提供一匹配的配合。

39、根據(jù)一第二方面，提供了一種陶瓷產(chǎn)品。所述陶瓷產(chǎn)品通過將陶瓷材料擠壓或拉過至少部分地由至少一個(gè)擠壓模具限定的一通道來形成所述陶瓷材料而形成，隨后進(jìn)行熱處理以形成所述陶瓷產(chǎn)品。

40、優(yōu)選地，所述陶瓷產(chǎn)品通過將所述陶瓷材料擠壓或拉過限定所述通道的多個(gè)承載面而形成。所述通道優(yōu)選地由一旋轉(zhuǎn)模具形成，其中所述多個(gè)承載面包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)承載面，所述至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)承載面是限定所述成型材料橫截面的一旋轉(zhuǎn)模具的表面，使得所述通道至少部分地由所述至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)模具限定。

41、所述陶瓷產(chǎn)品可以是一磚或一板狀產(chǎn)品，例如一瓷磚或鍍層。

42、所述陶瓷產(chǎn)品可包括多個(gè)側(cè)面，其中每個(gè)側(cè)面均設(shè)置有與另一陶瓷產(chǎn)品的側(cè)面的相應(yīng)輪廓相匹配的一輪廓。

43、所述陶瓷產(chǎn)品可包括與所述旋轉(zhuǎn)模具的圖案相對應(yīng)的一結(jié)構(gòu)表面圖案。

44、在所述陶瓷產(chǎn)品的預(yù)期使用過程中，所述結(jié)構(gòu)表面圖案可以設(shè)置在所述陶瓷產(chǎn)品的上側(cè)。

45、在所述陶瓷產(chǎn)品的預(yù)期使用過程中，所述陶瓷產(chǎn)品還可包括在其底側(cè)上的一結(jié)構(gòu)表面圖案。

46、所述陶瓷產(chǎn)品底側(cè)上的所述結(jié)構(gòu)表面圖案可以形成所述陶瓷產(chǎn)品的多個(gè)安裝結(jié)構(gòu)。

47、當(dāng)多個(gè)陶瓷產(chǎn)品彼此堆疊時(shí)，所述多個(gè)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)表面圖案可以提供一配合。

48、所述陶瓷產(chǎn)品可包括至少一個(gè)另外材料。

49、根據(jù)一第三方面，提供了一種裝置，包括根據(jù)所述第二方面的至少一種陶瓷產(chǎn)品。

50、所述裝置可以為一熱裝置，并且所述陶瓷產(chǎn)品可以形成一熱交換器、冷卻型材和/或加熱元件的部分。

51、所述裝置可以為一化學(xué)反應(yīng)器，并且所述陶瓷產(chǎn)品可以形成一催化劑或一冷凝器的部分。

52、所述裝置可以為一防滑裝置，并且所述陶瓷產(chǎn)品可以形成所述防滑裝置的表面。

53、本發(fā)明的其他目的、特征、方面和優(yōu)勢將從以下詳細(xì)描述以及多個(gè)附圖中顯示出來。

54、在本說明書中使用了一些特定術(shù)語，這些術(shù)語的定義如下。

55、擠壓：在壓力下將一材料擠壓通過帶有孔的一型材成型工具(也稱為模具)的過程，該孔限定了所述輸出材料的橫截面和外觀。

56、拉擠：在壓力下將一材料拉過帶有孔的一型材成型工具(也稱為模具)的過程，該孔限定了所述輸出材料的橫截面和外觀。

57、動態(tài)擠壓：在壓力下將一材料擠壓通過具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)成型構(gòu)件(多個(gè)模具)的一工具的過程，該工具可以賦予所述材料多樣的橫截面和/或外觀，例如以一個(gè)或多個(gè)表面上的多個(gè)圖案以及橫截面積和/或材料厚度的尺寸變化的形式。

58、動態(tài)拉擠：在壓力下將一材料拉過具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)成型構(gòu)件(多個(gè)模具)的一工具的過程，該工具可以賦予所述材料多樣的橫截面和/或外觀，例如以一個(gè)或多個(gè)表面上的多個(gè)圖案以及橫截面積和/或材料厚度的尺寸變化的形式。

59、模具：一般是專業(yè)人士對多種型材成型工具的稱呼。

60、旋轉(zhuǎn)模具：用于動態(tài)擠壓/拉擠的所述工具的旋轉(zhuǎn)型材成形部分。

61、承載面：一擠壓模具的最小橫截面積的所述表面，所述被擠壓的材料在壓力下被迫通過，從而構(gòu)成最終限定所述成型材料橫截面和外觀的所述表面。

62、靜態(tài)承載面：所述被擠壓的材料被迫以輸出材料速度的相對速度通過的一堅(jiān)固承載面。由于它是靜態(tài)的，因此所述靜態(tài)承載面與所述被擠壓的材料之間存在一速度差，從而產(chǎn)生摩擦和熱量。通過調(diào)節(jié)所述多個(gè)承載面的長度，可以調(diào)節(jié)總摩擦量，從而調(diào)節(jié)所述輸出材料的壓力、平衡和速度。

63、旋轉(zhuǎn)承載面：一旋轉(zhuǎn)承載面是所述旋轉(zhuǎn)模具的表面，它限定所述成型材料的橫截面，允許圖案生成以及材料厚度變化。一旋轉(zhuǎn)承載面通常對所述流動材料產(chǎn)生的阻力和摩擦比一靜態(tài)承載面小得多，所述靜態(tài)承載面以前會造成所述成型材料橫截面的多個(gè)不同部分之間不平衡的重大問題，而所述靜態(tài)承載面由所述整個(gè)模具的所有承載面限定。這常常導(dǎo)致啟動時(shí)工藝中斷。

64、預(yù)承載(面)：所述被擠壓的材料在進(jìn)入所述旋轉(zhuǎn)模具區(qū)域及其旋轉(zhuǎn)承載面之前(優(yōu)選是立即進(jìn)入之前)通過的所述表面區(qū)域。所述預(yù)承載使所述材料橫截面減小到如此程度，以至于所述后續(xù)旋轉(zhuǎn)模具不必承受所述成型材料不必要的巨大力。預(yù)承載與上游材料成形相結(jié)合，在控制和/或調(diào)節(jié)通過所述模具的材料流動方面發(fā)揮著核心作用。

65、動態(tài)擠壓和動態(tài)拉擠：利用在多個(gè)擠壓模具中一體成型的多個(gè)旋轉(zhuǎn)模具來成型(陶瓷)材料的工藝。所述擠壓模具具有一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)模具。所述成型材料的橫截面輪廓可以可選地由在待成型的所述材料到達(dá)所述旋轉(zhuǎn)模具的上游限定，所述旋轉(zhuǎn)模具的外周，即所述側(cè)表面區(qū)域，限定了一旋轉(zhuǎn)承載面，所述旋轉(zhuǎn)承載面最終與所述模具中的其他旋轉(zhuǎn)和/或靜態(tài)的承載面一起限定了所述成型材料的外觀和橫截面。

66、陶瓷材料：在本說明書的上下文中，該術(shù)語應(yīng)被廣泛解釋，涵蓋任何適合形成一陶瓷產(chǎn)品的材料。陶瓷材料包括任何可成形的無機(jī)、非金屬氧化物、氮化物或碳化物材料，這些材料在熱處理后優(yōu)選至少在一定程度上引起玻璃化，形成一堅(jiān)硬、易碎、耐熱和耐腐蝕的陶瓷產(chǎn)品。雖然本文沒有列出具體的化合物或礦物，但陶瓷產(chǎn)品的一般特性包括熔點(diǎn)高、硬度高、導(dǎo)電性差、彈性模量高、耐化學(xué)性高和延展性低。陶瓷材料的多個(gè)例子包括高嶺石、氧化鋁和碳化硅等粘土礦物。

67、圖案：任何可從一模具轉(zhuǎn)移到一陶瓷材料的結(jié)構(gòu)配置。一圖案可以是宏觀的，即人眼可見的，也可以是微觀的。一圖案還可以延伸穿過所述整個(gè)成型材料，或僅延伸穿過其中很小的部分。通常，盡管不是必需的，一圖案是一種形貌配置。本說明書上下文中包含的多個(gè)圖案例子包括所述成型材料的厚度變化、多個(gè)增強(qiáng)肋件、多個(gè)通道以及多個(gè)宏觀和微觀結(jié)構(gòu)。即使完全光滑的表面也被認(rèn)為限定了一圖案。