湯治軍，產奇紅，高 原

(1.合肥科技職業(yè)學院 人文藝術系,安徽 合肥 231201；2.鞍山師范學院 美術學院,遼寧 鞍山 114007)

1 石膏模具

1.1 石膏模具的概念

石膏模具是一種可以用來翻制石膏像的母模，因常用石膏粉為原料做出來的像為石膏像，所以稱這種可以做石膏像的母模為石膏模具.石膏模具一般還需要用橡膠、乳膠、樹脂等不同的復合材料進行輔助配合成型.

1.2 石膏模具區(qū)別于傳統(tǒng)手工制造的優(yōu)勢

我國各陶瓷產區(qū)都有自己的生產模式，依靠傳統(tǒng)手工生產的陶瓷制品具有獨一無二的特性，因生產效率低且無法做到批量化生產，難以滿足市場需求.目前，陶瓷石膏模具成型工藝已經成為行業(yè)內主要的成型手段.模具能夠賦予陶瓷造型更多的可能性，并且可以反復利用模具進行大規(guī)模生產，能夠極大提高生產效率，產生良好的經濟效益.

1.3石膏模具的應用現(xiàn)狀

我國是陶瓷生產和消耗大國，無論是日用陶瓷還是其他各類陶瓷品種，都面臨需求量大、應用面廣、市場空間大的現(xiàn)狀.相關數(shù)據(jù)表明，日用陶瓷生產的石膏模具使用率已經在50%以上.

實踐表明，石膏模具是陶瓷工業(yè)生產中長期使用的傳統(tǒng)模具，具有制作方便、原材料來源廣泛、成本低廉、吸水性較好的特點，同時具備質量輕便、可回收再利用、不易污染環(huán)境、可以靈活方便地復制清晰棱角線條等優(yōu)點[1].

根據(jù)地域分布特點和開采使用情況，可以看出我國石膏資源主要分布在華東、華南、華北等區(qū)域，其中可開采的優(yōu)質石膏資源含量不超過10%，大部分是普通石膏和硬石膏.因此，合理開采和利用優(yōu)質的石膏資源，也是學術上探討和研究的重要方向之一[2].

2 石膏模具在陶瓷成型工藝中的重要價值

在陶瓷成型工藝中，石膏模具創(chuàng)造并產生了重要的價值，包括陶瓷產品的市場價值和消費市場的藝術價值等，這種制造工藝流程中的積極作用已經影響到了生產者、創(chuàng)作者和消費者，可以說石膏模具成是陶瓷型工藝中全產業(yè)鏈的核心所在.

對陶瓷企業(yè)生產者而言，石膏模具的應用能幫助企業(yè)實現(xiàn)規(guī)?；a獲得最大利益；對陶瓷藝術家而言，石膏模具的應用不僅符合自由創(chuàng)作的要求，還能夠為其提供充分發(fā)揮自我創(chuàng)造力的條件和機會；對社會大眾而言，石膏模具的應用使得陶瓷藝術品更加豐富并符合當今大眾的藝術審美，帶給消費者更多不一樣的藝術體驗.

2.1 陶瓷成型工藝的發(fā)展現(xiàn)狀

陶瓷造型工藝指的是利用長方形、圓形、正方形、多面體等基本元素，采用空間造型原理而綜合展現(xiàn)出來的陶瓷立體藝術.設計者對于陶瓷器具的情感體現(xiàn)，是按照一定的審美原則，呈現(xiàn)出單體、整體以及系列造型的美感，設計的作品通常能夠順應消費者的生活習慣，因而陶瓷造型設計對于消費者具有審美導向的作用.因此，陶瓷造型承載著設計者、制造者和使用者的綜合訴求，反映出人們對于現(xiàn)實生活中細節(jié)的關注與熱愛.

陶瓷產品應用的領域較多，以日用和陳設兩大門類為例，日用陶瓷主要是日常用具，如碗盤、杯子、瓶子等；陳設陶瓷主要用于室內擺設裝飾，觀賞性和藝術性較強.根據(jù)《2020年中國陶瓷行業(yè)前景分析報告——產業(yè)規(guī)?，F(xiàn)狀與發(fā)展動向研究》總結得出的數(shù)據(jù)表明，中國的日用陶瓷已占全球份額的70%，陳設藝術陶瓷已占全球份額的65%，建筑陶瓷已經占到了全世界總產量的50%.除了江西、佛山、淄博等老產區(qū)之外，國內的新興新建陶瓷產業(yè)基地也在蓬勃發(fā)展[3].

其中，日用陶瓷所使用的石膏模具普遍存在一些缺點，如強度低、耐磨性差等，直接導致原材料損耗大、成本高等問題.為改變這種困境，諸多企業(yè)和相關研究部門進行了大量的試驗研究，譬如對于石膏材質的提純改性等技術，對合成材料模具和填充材料模具進行改良等，這些技術已在河南省禹州市永興利瓷業(yè)有限公司生產的陶瓷觀賞器(如圖1)、江西省景德鎮(zhèn)市紅葉陶瓷有限公司生產的日用瓷器中大量運用(如圖2)，并在生產中得以驗證.

圖1 河南省禹州市永興利瓷業(yè)有限公司生產的陶瓷觀賞器 圖2 江西省景德鎮(zhèn)市紅葉陶瓷有限公司生產的日用瓷器

2.2 石膏模具促進陶瓷成型工藝發(fā)展

為了使陶瓷造型設計得以實現(xiàn)生產并投入市場，生產者對原材料和工藝技術的使用都是圍繞陶瓷造型本身的功能形式和結構而展開，不僅要考慮生產制作的方便，更要減少不必要的重復操作，降低生產過程中的損耗，提升產品的成品率.模具成型對陶瓷成型工藝特征和藝術價值的影響可以從生活化和藝術化的角度展開研究，設計者應該全面考慮設計意圖，從物質技術上保證產品的生產，為陶瓷創(chuàng)作和生產提供新的思路與方法.

石膏模具在制作的過程當中，能夠體現(xiàn)出勞動者的審美創(chuàng)作，可以把石膏模具的造型設計定義為一種特殊的符號，一種承載著工藝勞動者設計創(chuàng)作理念的藝術表現(xiàn)形式.石膏模具可以讓陶瓷藝術家能夠將自己的想法更加有效地融入創(chuàng)作當中，傳達其精神和藝術觀念，在藝術領域尋求多維度的設計創(chuàng)作與嘗試，便于小批量原創(chuàng)陶瓷藝術品的復制與生產.可見，石膏模具能夠輔助手工制陶的成型，只要模具足夠匹配，往往就能超乎想象地實現(xiàn)原創(chuàng)設計概念的陶瓷表現(xiàn)效果.

誠然，石膏模具并不是傳統(tǒng)意義上簡單地復制和大批量化地生產加工.石膏模具設計者需要跟陶瓷造型設計師進行充分的溝通，了解陶瓷產品造型的特點和細節(jié)要求，對設計圖紙進行綜合分析，最終完成石膏模具制作流程，保證在日后開模過程中避免失誤和損耗.因此，石膏模具的制作是對現(xiàn)代化陶瓷工業(yè)發(fā)展技術的理解和陶瓷藝術的主觀表達.

2.3 石膏模具在陶瓷成型工藝中的應用

目前，采用石膏模具生產的陶瓷成型工藝主要有注漿成型和旋壓成型兩種方法.注漿成型是把提前調制好的陶瓷泥漿，緩緩注入定制好的石膏模具當中，泥漿水分被石膏模具吸收固化，完成陶瓷產品基本造型的批量生產，如圖3所示.目前大型的日用瓷陶瓷廠都是采用自動流水線注漿成型進行大批量產制作.旋壓成型是用固定控制的刀板依托石膏模具的形狀，旋壓出坯體的造型，如盤、碗、杯子等，如圖4所示.旋壓成型工藝已經被應用到大規(guī)模生產流程之中，后續(xù)在陶瓷坯體上的刻畫和壓印等表面裝飾工藝，也都是依托石膏模具來進行批量制作.

圖3 陶瓷產品注漿成型 圖4 陶瓷產品旋壓成型與印坯

這兩種應用石膏模具來制作的陶瓷產品成型方法較為簡便，比較容易掌握，所以用來作為認識陶瓷造型形體的初級訓練方法.由于各種成型制作的方法不同，對陶瓷造型的形體特點也有較大的區(qū)別和影響，因此，不同陶瓷產品的模具成型工藝對造型風格的塑造同樣起到非常重要的作用.

隨著石膏模具的普及應用，陶瓷成型工藝的競爭力已經轉移到了石膏模具的制作上，只有充分掌握石膏模具的成型與制作工藝，才能更好地開展陶瓷產品造型設計，進而服務于陶瓷產業(yè)的快速發(fā)展.分析研究石膏模具成型工藝的發(fā)展、規(guī)范，可以對陶瓷產品的設計制造提供新的思路和想法.

3 石膏模具的制作指標及管理

3.1 石膏模具的石膏粉配比參考

石膏模具一般是按照所需要的陶瓷產品器物的形狀結構進行定制.比如，對稱圓形形體使用車模壓制的方法，自由形體一般采用澆注后手工削制的方法或者車制后再削制的復合方法等.石膏模型制作前需要預留約5 mm的余量,即進行注漿時對于模具收縮率的把控.坯體收縮一般分為坯體干燥時收縮和燒成陶瓷后收縮，它根據(jù)原產地材料不同而有所差異.在景德鎮(zhèn)，一般使用的最后燒成收縮率約為18%.因此，在設計制圖以及石膏模型的制作之前，就應該考慮陶瓷燒成后的收縮率，以免燒成后的制品小于設計尺寸，導致最終陶瓷產品的不匹配，造成不必要的損失.

石膏模具在制作的過程中，最為重要的環(huán)節(jié)就是調配石膏漿.調漿根據(jù)制作工藝的不同都有調制比例的要求，譬如車制和削制，車削是機械設計中車床加工的一部分，是工件旋轉過程中車刀在平面內做直線或曲線移動的切削加工方式.在石膏模具的制作中，車和削是有區(qū)別的，車制的石膏含量要求略高.在做模具翻制時石膏漿的比例有所調整，應考慮到成型后的吸水性和石膏強度.具體調漿的水與石膏比例如表1所示，表中均為常規(guī)的配比方式，也可根據(jù)所需的黏稠度來調整水和石膏粉的比例.

表1 石膏的調制比例

3.2 石膏模具的性能指標及技術要求

由于國內很多企業(yè)的石膏模具使用半水石膏粉，石膏粉與水混合后如果不及時抽真空，很容易形成較大的氣孔.目前生產中使用的石膏成分區(qū)別較大，性能不穩(wěn)定，導致制作的石膏模具質量差別較大、可變因素較多及石膏模具大量損壞，對企業(yè)生產和產品質量都有很大的影響.隨著全社會對陶瓷的需求量不斷增加，礦石越來越少，石膏價格將越來越高，企業(yè)為了降低成本而不得不犧牲產品質量，這也是石膏產區(qū)和企業(yè)共同面臨的主要難題.

石膏模具需要具有較好的氣孔率，由于氣孔率決定著模具吸收坯料中水分的能力以及影響模具的強度，所以根據(jù)石膏模具的使用條件不同，氣孔率的要求亦有區(qū)別.模具工作面應該平整、干凈，不能被油膩污染，否則制得的生坯表面就會不光潔，甚至出現(xiàn)變形與開裂.對于滾壓成型用模，其工作表面不需太光滑，以免發(fā)生飛坯與卷坯的現(xiàn)象.石膏模具在使用時，所含水分宜在4%左右，如超過14%時應干燥后再使用.在此，將常見問題和相應的改進措施加以總結，如表2所示.

表2 石膏模具的常見問題和改進措施

3.3 石膏模具的質量管理

3.3.1 石膏模具生產存在的問題 在國內陶瓷生產中，企業(yè)的制模所用石膏多為半水石膏粉.半水石膏粉在調制漿料時所需水量比較大，氣孔率比較高、吮吸力強、滲水性大.石膏模型在注漿或干燥過程中，由于表面缺陷比較多，容易出現(xiàn)物理、化學變化，易使表面受損，因此一般用這種石膏粉制作的模具使用次數(shù)約為50～70次，最好的約為80～90次.隨著陶瓷工業(yè)逐步向機械化與自動化的方向發(fā)展，面對石膏模具強度比較低、使用壽命短、質量差等致命弱點，有效提高石膏模具的性能、延長其使用壽命就顯得尤為重要.

隨著我國日用陶瓷工業(yè)的迅速發(fā)展，制作日用陶瓷的石膏模具原材料也日趨緊張，石膏礦源質量有所下降，石膏價格不斷上漲，而我國日用陶瓷對石膏的需求越來越大，這種供求矛盾造成了日用陶瓷模具質量的下降，增加了陶瓷產品的成本，影響了企業(yè)的經濟效益.這些供需不平衡的現(xiàn)象，也是石膏模具生產制作過程中的主要障礙.如何提高石膏模型的質量，降低日用陶瓷制作成本，更加科學、有效地利用石膏資源，已經成為行業(yè)面臨的重要研究課題[4].

3.3.2 石膏模具的管理與養(yǎng)護 石膏模具對企業(yè)生產至關重要，其質量的優(yōu)劣對陶瓷制品的質量和產量影響很大.為了保證企業(yè)石膏模具的生產品質，對石膏模具的監(jiān)督管理和養(yǎng)護提出以下三點建議：

(1)加強石膏模具專業(yè)人才培養(yǎng).企業(yè)應設置專職檢驗員檢查石膏模具質量，除了對模具內外表面質量進行逐個檢驗把關和做好相應記錄外，還應劃分質量問題的歸屬，便于分清責任、查找分析問題，快速解決石膏模具的質量問題.

(2)石膏原材料的提純和石膏模具制備.在滿足成型吸水率和氣孔率的條件下，盡量提高石膏的強度、硬度和光滑度來延長石膏模具的使用壽命，從而提高陶瓷產品質量，控制成本，提高收益.引進抽真空設備可以增強石膏模具的硬度與強度性能.

(3)石膏模具的管理和保護包括很多內容，例如模具的保管、維修、保養(yǎng)，等等.石膏模具在使用前應加以檢查，發(fā)現(xiàn)殘缺要及時進行修補，如果模具已斷開，修補時要加鐵絲或鋼筋使其牢固.需要重視的是，對于輔助石膏模具的金屬等其他材料，如果維護保養(yǎng)不妥，特別是金屬輔助模具型腔表面和零件配合表面會氧化生銹，無法保證石膏模具的尺寸公差和表面質量，從而影響陶瓷坯體的成型質量.對于存放時間較長的石膏模具和備用模具，要經常檢查和定期加油保養(yǎng)，防止使用時出現(xiàn)異常.

4 總結與展望

隨著科技的發(fā)展和人們自身認知審美的提高，當初認為比較合理的工藝審美以及使用方式在新時代新環(huán)境中，特別是陶瓷產業(yè)的飛躍發(fā)展過程中呈現(xiàn)出各種各樣的差異和不足，需要不斷地加以創(chuàng)新改良，需要遵循一定的造型規(guī)律從技藝方法和審美應用等多個角度去設計創(chuàng)作與生產.

石膏模具的發(fā)展對陶瓷工藝的技術提升起到了推動作用.對石膏模具成型工藝的應用價值及制作方法的研究，不僅助力石膏模具成型工藝更好發(fā)展，而且能夠使其充分服務于陶瓷藝術創(chuàng)作.石膏模具是設計師與陶瓷藝術品之間的橋梁，傳遞著設計師的靈感思維與價值追求，亦是大眾消費者獲得精美陶瓷藝術品的重要路徑.