一种陶瓷大板的智能化喷印工艺的制作方法

本发明涉及陶瓷大板领域，特别涉及一种陶瓷大板的智能化喷印工艺。

背景技术：

“无大板，不大牌”，可见当前陶瓷大板（砖）的流行趋势。近年来，不管是在意大利博洛尼亚cersaie展会还是在国内外各陶瓷行业相关技术研讨会，甚至是各大型陶瓷装备及生产企业的宣传上，陶瓷大板（砖）及其成型装备无一例外成为了最引人注目的产品。根据gb/t23266-2009的标准规定，陶瓷大板（砖）是指厚度不大于6mm、表面积不小于1.62m2的瓷砖产品。相比较石材而言，陶瓷大板（砖）具有诸多优点，如质地均匀、强度高、各向同性、吸水率低、抗污易清洁等。在装饰上，随着陶瓷生产技术及喷墨技术的成熟，陶瓷大板（砖）的装饰效果有了革新性的进步，变得丰富多彩、精致细腻，图案花色稳定，适合于大面积、整体效果的设计表达，深受消费者青睐。目前，陶瓷大板（砖）制造装备可压制厚度3～30mm不等，特别在厚度3.5～6mm上体现了更大的优势：能源消耗低、资源利用率高，与普通厚度的陶瓷大板（厚度为10～12mm）相比可节省原料60%、降低能耗50%、碳排放降低84%以上。而根据应用场所的不同，薄板与厚板各有千秋，一切以市场和运用场合的实际需求决定。在国际陶瓷砖市场，陶瓷大板（砖）已经成为高端市场的热点。随着大板生产、运输、铺贴、安装等技术难点的不断突破，陶瓷大板（砖）的应用领域越来越广泛，不再仅仅局限于市政工程，其应用范围也扩大到幕墙、地铁、屏风、柜台、艺术装饰等领域，成为广泛应用的一种新型装饰建材。

现有技术中，例如cn104591786a，cn105367131a制作喷墨图案类的陶瓷薄板制品，一般都采用在底坯层表面淋/或喷底釉(也叫面釉)，起到打底增白作用以及形成坯釉结合层，再在其上喷墨打印彩色图案，然后在彩色图案层上再喷/或淋透明保护釉的工艺方式，因为喷/或淋釉的釉料都含水达25～35％以上，要专设球釉车间配制和现场操作，这对生产线的环保、釉料运输使用都带来了制作工序的复杂性，所以这种一前一后的带水操作的喷/或淋釉的工艺方式，有待改进和提升。然而，对于陶瓷大板而言，喷墨层的制备直接影响陶瓷大板的表面发色以及最终的美观效果。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于：优化了陶瓷大板坯体成分配方，并采用串联的陶瓷喷墨机喷墨打印技术，通过各通道的预定设计的布局分配以及具有自动补偿机器人的智能化喷印系统，实现了陶瓷大板智能化喷墨的生产，相比现有技术工艺的生产，减少了淋釉车间的人力，场地和操作，生产设施简化，减少了安全隐患，生产现场无淋釉，最大限度的减少因潮湿环境下造成的设备损耗及废水的产生，生产效率和生产质量显著提高，更符合现代绿色自动化智能制造大方向。

本发明所采取的技术方案是：

一种陶瓷大板的智能化喷印工艺，包括如下工艺步骤：

首先，坯体制备：将生坯各原料组分投入球磨机中混匀得浆料，浆料过筛、陈腐、除杂后经喷雾干燥得粉料，再将粉料压制成型，经干燥窑干燥，得坯体层；

其次，在陶瓷生产线上串联安装好7台喷墨打印机，其中第一台1个或2个有效通道，第二台2个有效通道，第三台2个有效通道，第四3个有效通道，第五台1个有效通道，第六台1个有效通道，第七台2个有效通道，每台喷墨机之间的距离为6m；

陶瓷生产线设施及釉线设施组装完成；

进一步，数码喷印

a.对干燥后的坯体进行喷墨打印形成底釉层，其陶瓷墨水为具有适应喷墨管道性能的有悬浮特性的陶瓷墨水材料，所述陶瓷墨水材料中固含量质量分数在42％，其中si：al质量比＝3.2，si和al总含量质量分数小于15％，zr质量分数含量不超过1％，ce质量分数不超过2%；

b.在底釉层上喷墨打印所需图案，形成图案层；

c.将陶瓷粘合剂和表面釉按重量比为1:4混合复配得粘合釉，再通过喷涂将粘合釉布施于图案层上，形成粘合釉层；

d.将增白干粒均匀布施在粘合釉层上，得干粒层；

e.将陶瓷粘合剂喷涂于干粒层上，得表面粘合层；

进一步，高温烧成：将上述喷涂处理后的坯体置于1225-1240℃温度条件下高温烧成，烧成时间为130-180min，冷却至室温，经抛光、打蜡后得陶瓷大板成品。

优选的，所述7台喷墨打印机具体设置为：在第一台喷墨打印机的通道中装入烧结后呈亮白色釉面层的陶瓷墨水；第二台喷墨打印机各通道分别装入包括白、蓝墨水；第三台喷墨打印机的通道分别装入包括棕、黄的墨水；第四台喷墨打印机的通道分别装入包括黑、桔、墨绿在内的墨水；第五台喷墨打印机的通道分别装入包括血红色的墨水；第六台喷墨打印机的通道分别装入包括功能陶瓷墨水或者还含有呈金属色泽的陶瓷墨水；第七台喷墨打印机通道分别装入包括有烧结后有保护釉作用的胶水共2个通道的陶瓷墨水。

优选的，所述陶瓷大板坯体的配方体系为：二氧化硅64%，三氧化二铝25%，氧化钾3.8%，氧化钠2.6%，氧化钙0.6%，氧化镁1.2%，三氧化二铁1%。烧失1.8%。

优选的，所述干粒层由增白干粒均匀铺设而成，所述增白干粒的硅铝含量比为sio2：al2o3＝2.95-3.4。

进一步，所述陶瓷粘合剂按重量百分比计包括1.6%的羧甲基纤维素钠盐、1～5％的活性剂、1～3％的防沉淀剂和8%的甘油，其化学组分按重量百分比计包括20～40％的na2o和40～60％的烧失量。

优选的，所述智能化喷印工艺还包括有陶瓷喷印机器人系统，所述机器人系统包括六自由度工业机器人。

进一步，所述机器人系统具体还包括喷枪、全智能控制设备，kinect视觉系统、物料输送机和龙门架机器人。

进一步，所述全智能控制设备包括有对机器人进行补偿的机构，并采用补偿方法，对所述六自由度工业机器人的各个关节的传动路线进行拆分，对各关节的传动路线独立分析；进行转角计算，得出诱导转角，并进一步求出输出转角与输入转角的关系表达式；对输出转角作叠加运算，并得到修正后三个关节转角与输入转角的关系；获得的结果再作传动比转换，得到修正后的关节转角与伺服电机输入转角之间的映射关系，并由该映射关系得出具体的运动补偿方案，将运动补偿方案转换为可执行指令文件输入到机器人进行执行。

本发明的有益效果是：采用串联的陶瓷喷墨机喷墨打印技术，通过各通道的预定设计的布局分配以及具有自动补偿机器人的智能化喷印系统，实现了陶瓷大板智能化喷墨的生产，相比现有技术工艺的生产，减少了淋釉车间的人力、场地，不但生产设施简化，还减少了安全隐患，生产现场无淋釉，最大限度的减少因潮湿环境下造成的设备损耗及废水的产生，生产效率和生产质量显著提高，更符合现代绿色自动化智能制造大方向。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。

【实施例1】

一种陶瓷大板的智能化喷印工艺，包括如下工艺步骤：

首先，坯体制备：将生坯各原料组分投入球磨机中混匀得浆料，浆料过筛、陈腐、除杂后经喷雾干燥得粉料，再将粉料压制成型，经干燥窑干燥，得坯体层；

其次，在陶瓷生产线上串联安装好7台喷墨打印机，其中第一台1个或2个有效通道，第二台2个有效通道，第三台2个有效通道，第四3个有效通道，第五台1个有效通道，第六台1个有效通道，第七台2个有效通道，每台喷墨机之间的距离为6m；

陶瓷生产线设施及釉线设施组装完成；

进一步，数码喷印

a.对干燥后的坯体进行喷墨打印形成底釉层，其陶瓷墨水为具有适应喷墨管道性能的有悬浮特性的陶瓷墨水材料，所述陶瓷墨水材料中固含量质量分数在42％，其中si：al质量比＝3.2，si和al总含量质量分数小于15％，zr质量分数含量不超过1％，ce质量分数不超过2%；

b.在底釉层上喷墨打印所需图案，形成图案层；

c.将陶瓷粘合剂和表面釉按重量比为1:4混合复配得粘合釉，再通过喷涂将粘合釉布施于图案层上，形成粘合釉层；

d.将增白干粒均匀布施在粘合釉层上，得干粒层；

e.将陶瓷粘合剂喷涂于干粒层上，得表面粘合层；

进一步，高温烧成：将上述喷涂处理后的坯体置于1225-1240℃温度条件下高温烧成，烧成时间为130-180min，冷却至室温，经抛光、打蜡后得陶瓷大板成品。

【实施例2】

本实施例与实施例1不同点在于，上述喷印工艺的喷墨打印机的设置具体为：在第一台喷墨打印机的通道中装入烧结后呈亮白色釉面层的陶瓷墨水；第二台喷墨打印机各通道分别装入包括白、蓝墨水；第三台喷墨打印机的通道分别装入包括棕、黄的墨水；第四台喷墨打印机的通道分别装入包括黑、桔、墨绿在内的墨水；第五台喷墨打印机的通道分别装入包括血红色的墨水；第六台喷墨打印机的通道分别装入包括功能陶瓷墨水或者还含有呈金属色泽的陶瓷墨水；第七台喷墨打印机通道分别装入包括有烧结后有保护釉作用的胶水共2个通道的陶瓷墨水。

【实施例3】

相对于实施例1和2，实施例3中的陶瓷大板坯体的配方体系具体为：二氧化硅64%，三氧化二铝25%，氧化钾3.8%，氧化钠2.6%，氧化钙0.6%，氧化镁1.2%，三氧化二铁1%。烧失1.8%。

所述干粒层由增白干粒均匀铺设而成，所述增白干粒的硅铝含量比为sio2：al2o3＝2.95-3.4。

进一步，所述陶瓷粘合剂按重量百分比计包括1.6%的羧甲基纤维素钠盐、1～5％的活性剂、1～3％的防沉淀剂和8%的甘油，其化学组分按重量百分比计包括20～40％的na2o和40～60％的烧失量。

【实施例4】

实施例4为一种智能化喷印工艺及装置，其为实施例1-3所述的所述智能化喷印工艺的具体实施装置，具体包括有陶瓷喷印机器人系统，所述机器人系统包括六自由度工业机器人。

进一步，所述机器人系统具体还包括喷枪、全智能控制设备，kinect视觉系统、物料输送机和龙门架机器人。

进一步，所述全智能控制设备包括有对机器人进行补偿的机构，并采用补偿方法，对所述六自由度工业机器人的各个关节的传动路线进行拆分，对各关节的传动路线独立分析；进行转角计算，得出诱导转角，并进一步求出输出转角与输入转角的关系表达式；对输出转角作叠加运算，并得到修正后三个关节转角与输入转角的关系；获得的结果再作传动比转换，得到修正后的关节转角与伺服电机输入转角之间的映射关系，并由该映射关系得出具体的运动补偿方案，将运动补偿方案转换为可执行指令文件输入到机器人进行执行。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域正常技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。