石膏模具浇注成型工艺详解

引言
  石膏模具因成本低、流动性好及独特的凝结与吸水性能，成为陶瓷注浆成型不可替代的关键工具。传统工艺通过调整高强度石膏与高吸水性石膏的配比来制备模具，但二者性能相互制约，难以兼顾强度与吸水率。现代陶瓷生产要求模具兼具高强度、高吸水率、良好耐磨与耐腐蚀性，以提升生产效率与生坯质量。目前虽可通过添加增强剂改善机械性能，却往往导致吸水性能下降。

  要实现高性能石膏模具的制备，除优选石膏原料外，更需精准控制浇注工艺参数，如膏水比、搅拌工艺、真空脱气、水温等。优化这些环节是突破现有技术瓶颈、推动陶瓷产业向高质量方向发展的重要途径。

第一：膏水比

石膏模具的性能关键在于精准调控膏水比。该参数直接决定了浆料凝结速度及模具的最终性能：膏水比提高，可有效增强模具机械强度并延长使用寿命，但会导致吸水率下降。传统工艺普遍采用（1.25～1.28）:1的配比，以兼顾强度与吸水性。   随着高强石膏材料的推广以及组合浇注一次成形工艺的普及，当前生产中的膏水比范围已逐步优化至（1.3～1.5）:1。这一调整在保证足够吸水率的基础上，显著提升了模具的强度和耐久性。各瓷区应根据所用石膏类型的具体特性，科学设定膏水比例，以实现强度与吸水性之间的最佳平衡。

第二：搅拌工艺

  石膏浆的搅拌工艺是影响模具质量的核心环节。充分的搅拌可确保石膏与水混合均匀，使模型内部气孔分布优化，从而提升模具强度与吃浆性能。但搅拌时间过长会加速浆料凝固，不利于浇注操作。传统搅拌时间多控制在1～2分钟，如今通过使用缓凝剂或慢凝型石膏，可将搅拌时间延长至3～5分钟，有助于进一步提高模具表面硬度与整体质量。

  搅拌过程中推荐采用真空脱气技术，可有效排除浆内气泡，避免模型因气孔缺陷导致修坯困难或提前报废，显著提升模具使用寿命。投料顺序也至关重要：应先将石膏粉均匀撒入定量水中，待其充分浸润后再进行搅拌，过程中需控制转速以避免产生涡流引入气泡。整个调浆过程应在初凝前完成，一般不超过4分钟，以确保浆体具有良好的流动性与浇注效果。

第三：温度控制

在石膏模具浇注过程中，水温是影响浆料凝结速度和最终模具质量的关键参数。水温升高会显著加快石膏浆的凝结过程，例如使用20℃的水可使初凝时间较8℃时缩短三分之一以上，同时也会对模具的强度和膨胀率产生一定影响。   此外，尽管生产中普遍使用自来水，但其含有的杂质可能残留于模具内部，与石膏发生反应进而影响使用寿命。为提高模具综合性能，建议在工艺条件允许的情况下优先选用纯度较高的用水，并对水温进行精准控制，以优化操作流程并提升成品质量。

第四：脱模工艺
        石膏模具的后期工艺，包括厚度设计、脱模时机与干燥控制，对最终质量至关重要。

 模具厚度： 传统模具因石膏强度不足，厚度常达65mm以上，导致笨重、成本高且干燥慢。采用高强度石膏并优化气孔率后，单面吃浆模具厚度可减至40-50mm，双面吃浆可减至25-35mm，此举能节省石膏用量达1/3至1/2，显著减轻重量并降低成本。

 脱模控制： 脱模应依据石膏的终凝时间科学设定，而非仅凭经验。过早脱模会损伤未充分凝结的内部结构，影响强度；过迟则因石膏固化放热和膨胀，易损伤母模且造成脱模困难。在脱模剂选择上，钾皂液因其涂层均匀、能提升表面硬度且不影响吸水率，效果优于传统的植物油或化学脱模剂。

干燥养护： 干燥温度需严格控制在55℃以下，以防二水石膏脱水粉化。建议先于70℃环境下加速至半干，再转入50℃以下环境缓慢干燥至完成。干燥过程中模具会产生收缩，需放平垫实并紧固夹具，防止变形，避免磕碰与淋雨。

  现代石膏模具制造已从依赖经验转向对材料、配比和工艺流程的精细化、科学化控制。通过系统优化这些关键参数，才能制备出高性能、长寿命的模具，从而满足现代陶瓷工业对高效率、低成本与高质量生产的严格要求。