Способ изготовления эластичной оболочки для изостатического прессования изделий из керамических порошковых материалов
METHOD OF PRODUCING ELASTIC SHELL FOR ISOSTATIC COMPACTION OF ARTICLES FROM CERAMIC POWDER MATERIALS

Изобретение относится к области керамической промышленности и может быть использовано при изостатическом прессовании изделий из керамических порошковых материалов.
Известен способ изготовления эластичной оболочки, описанный в патенте РФ № 2191688, МПК B28B 1/26, опубл. 27.10.2002, «Устройство для формования керамических изделий из водных шликеров», включающий нанесение слоя гипса (либо другого пластичного материала) на металлический каркас, обработку гипсового слоя до заданного профиля и размера, его проточку на толщину покрытия (или чехла), нанесение легкодеформируемого покрытия, либо одевание чехла из микропористой резины.
К недостаткам указанного способа следует отнести то, что нанесение эластичного покрытия на криволинейную поверхность осуществляют, как правило, следующим образом, сначала производят раскрой эластичных пластин, затем на поверхность наносят клей, укладывают раскроенные пластины и прижимают их до отверждения клея, после чего заделывают стыки. Как показала практика, данная технология достаточно трудоемкая и не обеспечивает получение качественной (гладкой, ровной) поверхности эластичной оболочки, что в свою очередь негативно сказывается на получаемых изделиях.
Изготовление же съемного чехла из микропористой резины представляет собой дорогостоящую операцию, т.к. требует изготовление специальной технологической оснастки для каждого конкретного типа изделий, что в условиях мелкосерийного производства с частой сменой номенклатуры выпускаемой продукции является нерентабельным.
Наиболее близким техническим решением является способ изготовления эластичной оболочкидля формования керамических изделий по патенту РФ № 2382696, «Способ изготовления сердечника с легкодеформируемым покрытием», МПК B28B 1/00 от 27.02.2010, включающий изготовление гипсовой заготовки, обработку гипсового слоя до заданного профиля и размера, снятие гипсового слепка полностью повторяющий профиль и размеры, его проточку на толщину покрытия, покрытие гипсовой поверхности лаком, смазку внутренней поверхности гипсового слепка, установку гипсового слепка, заливку в образовавшийся зазор эластичного материала, выдержку до его полной полимеризации, извлечение гипсового слепка.
Известный способ содержит следующие недостатки:
1. Трудновыполнимость беспрепятственного снятия гипсового слепка с обработанной гипсовой заготовки, так как происходит слипание гипсовых поверхностей.
2. Невозможность изготовления крупногабаритной эластичной оболочки (диаметром >200 мм, высотой >500 мм) вследствие возникновения проблемы равномерной заливки высоковязкого эластичного материала в узкий образованный зазор.
Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей изготовления эластичной оболочки для изостатического прессования изделий из керамических порошковых материалов.
Поставленная задача достигается тем, что предложен способ изготовления эластичной оболочки для изостатического прессования изделий из керамических порошковых материалов, включающий изготовление гипсовой заготовки, ее обработку до заданного профиля и размера, снятие с гипсовой заготовки гипсового слепка, полностью повторяющего профиль и размеры гипсовой заготовки, проточку заготовки по всей поверхности на толщину покрытия, покрытие поверхности гипсовой заготовки лаком, смазку внутренней поверхности гипсового слепка солидолом, установку гипсового слепка на заготовку с обеспечением зазора, заливку в образовавшийся зазор эластичного материала, выдержку до его полной полимеризации, извлечение гипсового слепка, отличающийся тем, что перед снятием гипсового слепка, наружную поверхность гипсовой заготовки после покрытия лаком смазывают солидолом, при этом для изготовления эластичной оболочки диаметром ˃200 мм и высотой ˃500 мм используют гипсовый слепок, который состоит из составных между собой колец, высота которых составляет от 0,4 до 0,8 величины диаметра, а заливку эластичного материала выполняют поочередно в каждое кольцо с промежуточной выдержкой от 3 до 20% от времени окончательной полимеризации эластичного материала.
Авторы установили, что покрытие наружной поверхности гипсовой заготовки лаком и последующее ее смазывание солидолом обеспечивает беспрепятственное извлечение гипсовых колец с гипсовой заготовки.
Установлено, что высота гипсовых колец должна составлять от 0,4 до 0,8 величины диаметра, так как уменьшение минимального интервала приведет к неоправданному увеличению трудоемкости изготовления эластичной оболочки, а увеличение максимального приведет к невозможности равномерной заливки эластичного материала (каучукоподобного полимера или полиуретана) в образованный зазор.
Экспериментально установлено, что уменьшение промежуточной выдержки менее 3% от времени окончательной полимеризации каучукоподобного полимера или полиуретана приведет к неравномерному распределению материала в его объеме, а увеличение выдержки более 20% приведет к невозможности изготовления цельно-монолитной оболочки.
Предложенное техническое решение реализовано при изготовлении эластичной оболочки, имеющей диаметр 280 мм и высоту 510 мм.
Эластичная оболочка изготавливается следующим образом. Приготовили гипсовый раствор путем смешения сухого гипса с необходимым количеством воды. Затем изготовили гипсовую заготовку. Произвели сушку полученной гипсовой заготовки на воздухе или в сушильном шкафу не менее суток. Установили гипсовую заготовку на станок и произвели ее обработку наружной поверхности до необходимых размеров и профиля, а затем покрыли лаком и смазали солидолом. С гипсовой заготовки сняли слепок в виде трех гипсовых колец, при этом высота колец составила 210, 168 и 132 мм.  После чего наружную поверхность  гипсовой заготовки проточили на станке на необходимую глубину и покрыли полученную поверхность лаком, а внутреннюю сторону гипсовых колец смазали солидолом. Затем поочередно установили три гипсовых кольца в обработанную заготовку и произвели заливку каучукоподобного полимера или полиуретана в образовавшийся зазор, при этом выдержка между заливками в каждое кольцо составила 8 и 14% от времени окончательной полимеризации. После полной полимеризации каучукоподобного полимера или полиуретана, поочередно, извлекли гипсовые кольца, а затем извлекли полученную таким образом эластичную оболочку из гипсовой заготовки.
Таким образом, заявленное техническое решение позволяет получить эластичную оболочку любого размера для изостатического прессования изделий из керамических порошковых материалов.