کاشی طلایی

بررسی عیوبی که توسط دستگاه پرس حاصل میشود:

در تولید هر محصول همیشه یک سری عیوبی پیش می آید که شناختن و اطلاع از آن در رفع عیب و افزایش کیفیت محصول تاثیر به سزایی دارد. در ادامه این مطلب به برخی از عیوب موجود در تولیدات سرامیکی اشاره می گردد و راههای بوجود آمدن آنها نیز ارائه خواهد شد. بدیهی است که  برخی از این عیوب وابسته به شرایط و مسایل خاصی می باشد که ممکن است همه جا عمومیت نداشته باشد ولی دانستن اینها خالی از فایده نیست.

یک از دستگاههای موجود در یک شرکت تولید کاشی و سرامیک پرس می باشد. برخی از عیوبی که بواسطه این دستگاه بوجود می آید و یا در ارتباط با این دستگاه است به شرح زیر می باشد:

-عیب عدم یکنواختی:

عدم یکنواختی را از دو جنبه می توانیم مورد توجه قرار دهیم. یکی عدم یکنواختی بین قطعات مختلف و دیگری عدم یکنواختی در نقاط مختلف قطعه.

عدم یکنواختی بین قطعاتی که با یک کد مخصوص تولید می شود:

اگر میزان فشار پرس در تولید یک محصول در دو روز متوالی متفاوت باشد بنابراین فشردگی بدنه پس از پرس متفاوت خواهد بود. هر چه قطعه متراکم تر باشد انقباض حین پختش کمتر خواهد بود.

وقتی فشردگی محصولاتی که در دو روز متوالی پرس شده اند یکسان نباشد نتیجتاً انقباض حین پختشان نیز متفاوت خواهد بود.

u با تغییر فشار پرس فشردگی تغییر می کند و در نتیجه انقباض پس از پخت تغییر می کند.

v تغییر درصد رطوبت گرانولها: اگر رطوبت گرنولها کاهش پیدا کند افت رطوبت باعث کاهش تغییر فرمهای پلاستیک شده و در نتیجه فشردگی کاهش می یابد. کاهش فشردگی منجر به افزایش انقباض حین پخت می شود که این منجر به تغییر ابعاد محصول می شود.

w توزیع دانه بندی گرانولها: با تغییر دانه بندی گرانولها که می تواند ناشی از تغییرات فشار پمپ یا درصد آب دوغاب باشد D_f(دانسیته پر شدن قالب) تغییر می کند و در نتیجه D_cیعنی دانسیته پس از پرس تغییر خواهد کرد و در نتیجه میزان فشردگی قطعه پس از پرس تغییر می کند و در نهایت انقباض حین پخت تغییر می کند و در نتیجه محصول تولید شده در دو روز متوالی ابعاد متفاوت خواهد داشت و علاوه بر این استحکام خمشی محصول وجذب آب محصول نیز تغییر می کند که در واقع تفاوت در خواص ذاتی محصول است و مطلوب نمی باشد.

- عیب Halo یا پلیسه لبه:

اگر مواد ریزدانه زیاد باشد تلورانس بین پانچ و قالب زیاد باشد و رطوبت گرانول کم باشد هنگام پرس در مرحله هواگیری وقتی هوای داخل قطعه به سمت لبه ها می آید تا از درز بین پانچ و قالب خارج شود به همراه خود در بدنه های خشک ذرات ریزدانه را به سمت لبه قطعه می آورد و در لبه عیب پلیسه ایجاد و این عیب بلافاصله بعد از پرس مشاهده می شود.

 به دلیل بروز عیب پلیسه و لب پریدگی که مورد دوم ناشی از انبساط بعد پرس اضافی است کاشیها را اصولاً بصورت وارانه پرس می کنند یعنی سطح آینه ای که قرار است لعاب بخورد به سمت پائین و پشت کاشی که آنرا سطح آرم یا مارک گویند به سمت بالاست.

برای اینکه عیب Halo را کاهش دهیم:

R میزان ذرات ریزدانه را کاهش دهیم.

R رطوبت گرانول را در حد امکان افزایش دهیم.

R سرعت اعمال ضربه اول را کاهش دهیم.

 -عیب پوسته ای شدن یا lamnation یا لایه ای شدن:

Lamnation عبارت است از دو پوست شدن یا لایه ای شدن محصول پس از پرس به موازات سطحی که پانچ پرس بر آنها فشار وارد می کند قطعه دریک صفحه دچار گسستگی می شود.

1- اولین عامل اگر گرانولها زیادی ریزدانه باشد بخصوص در حالتی که توزیع دانه بندی هم وسیع نباشد. وقتی توزیع دانه بندی وسیع باشد(توزیع اندازه دانه گرانولها) بر طبق تئوری آندریازن میزان تخلخلها کاهش یافته و میزان هوای محبوس شده در قطعه افزایش می یابد و احتمال lamnation بالا می رود.

 اگر ذرات گرانولها ریز باشند و هم سایز باشند هوای محبوس در قطعه افزایش و میزان فشردگی در اثر فشار اولیه کاهش و در نتیجه احتمال lamnation افزایش می یابد.

2- کمبود رطوبت گرانولها هنگام پرس باعث می شود هنگام اعمال فشار پرس در غیاب آب ذرات خاصیت پلاستیسیته نداشته به یکدیگر نمی چسبند. عدم اتصال منجر به بروز عیب lamnation می گردد.

هر چه یک بدنه پلاستیسیته اش بالاتر باشد به میزان رطوبت بیشتری هنگام پرس احتیاج دارند. رطوبت لازم برای ماجولیکا بیشتر از ارتن ور هاست چون ماجولیکا از دو رس متشکل شده است. هر چه پلاستیسیته بدنه ای بیشتر باشد یعنی میزان رسهای پلاستیکش بیشتر باشد برای پرس نمودن محصول درصد آب بیشتری نیاز است تا خاصیت پرس پذیری قطعه مناسب باشد.

اگر بدنه ماجولیکا با %5 رطوبت و زبره %5 روی مش 230 دچار lamnation ناشی از خشکی شود بدنه ارتن ور فلدسپاتی – آهکی با %5/3 آب و زبره %5 روی مش 230 دچار عیب lamnation ناشی از خشکی می شود.

اگر رطوبت گرانولها بیش از حد باشد حین پرس یک فویل آب راه خروج آب را می بندد و در نتیجه هوا در بین لایه های قطعه محبوس می شود و نتیجتاً عیب lamnation بروز می کند.

3- مناسب نبودن میزان و سرعت ضربه اول

Lamnation دو حالت کلی دارد: یا در سطح قطعه رخ می دهد یا در وسط ضخامت قطعه که هر یک دلیل جداگانه ای دارد. اگر سرعت اعمال ضربه اول زیاد باشد lamnation در سطح قطعه بروز می کند دز ایمن حالت باید سرعت اعمال ضربه اول را کندتر و آهسته تر کنیم.

Lamnation ممکن است در مغز قطعه باشد اگر میزان ضربه اول کافی نباشد lamnation در مغز قطعه بروز می کند. در اینجا باید میزان اعمال فشار ضربه اول را افزایش دهیم. اگر ضخامت گرانول در داخل قالب بیش از حد مناسب باشد عیب lamnation بروز می کند. میزان مناسب ضخامت گرانول در داخل قالب حدود دو برابر ضخامت قطعه است. مثلاً ضخامت گرانول برای قطعه ای که قرار است ضخامت 5 میلیمتر پس از پرس داشته باشد باید حدود 10 میلیمتر باشد. اگر بجای 10 میلیمتر ضخامت گرانول 12 میلیمتر باشد در واقع در فشار اول فشردگی سطح قطعه زیاد می شود به نحویکه از خروج هوای محبوی شده جلوگیری می کند و لذا عیب lamnation بروز می کند.

4- پر کردن بیش از حد قالب دومین عیبش فرسودگی بیش از حد و زودرس قالبهاست و سومین عیبش گرانتر شدن بدنه است چرا که اصولاً (البته نه همیشه) کاشی را متری می فروشند نه کیلویی.

5- دمای قالبها حدود 80-50 درجه می باشد. اگر دمای قالب بیش از حد باشد افت رطوبت بخصوص در سطح قطعه داریم با افت بیش از حد رطوبت انسجام ذرات بدنه به یکدیگر کاهش می یابد و بخصوص دو پوست سطحی افزایش می یابد.

6- عدم استراحت کافی گرانولها: عدم خواب کافی باعث می شود که رطوبت سطح و مغز گرانولها یکسان نباشد. مغز گرانولها به دلیل رطوبت بالا می تواند منجر به بروز lamnation شود و سطح گرانولها به دلیل رطوبت پائین می تواند lamnation را عامل شود.

7- مورفولوژی ذرات: اگر در بدنه ماده اولیه پولکی شکل مانند تالک زیاد موجود باشد احتمال لایه ای شدن افزایش می یابد. تالک به دلیل داشتن مورفولوژی پولکی احتمال بروز lamnation را افزایش می دهد.

-عیب کثیف شدن قالبها:

1- دمای قالب:

هر چه دمای قالب بالاتر باشد، بدنه کمتر به آن می چسبد و در نتیجه کثیف شدن قالب کمتر بروز میکند.

2- رطوبت پودر:

هر چه بیشتر باشد احتمال چسبیدن گرانولها به سمبه یا پانچ بیشتر می شود.

3- ترکیب بدنه:

بدنه هایی که فاکتور پرس پذیری بالاتری دارند بدنه را کمتر کثیف می کنند گرانولهای تهیه شده از اسپری درایر نسبت به گرانولهایی که با آسیاب خشک تهیه می شوند تمایل بیشتری به کثیف کردن قالب دارند.

راه حل های کاهش عیب کثیفی قالب:

ساده ترین راه حل دمای قالب را بالا می بریم اما دما را که زیاد می کنیم احتمال بروز lamnation سطحی پیش می آید.

راه حل دیگر تمیز کردن با دستمال آغشته به گازوئیل است.

راه حل دیگر سطح قالبها توسط رزین ترانسپارتی پوشانده شده باشد.

-عیب عدم قائمه بودن زوایا یا squerness

هر عاملی باعث شود یک ضلع کاشی بیش از ضلع مقابلش انقباض کند منجر به بروز عیب squerness خواهد شد.

توسط پنتومتری فشردگی نقاط مختلف کاشی را اندازه گیری می کنیم. هر چه فشردگی بیشتر باشد میزان فرورفتن سوزن پنتومتری در کاشی کمتر خواهد بود.

فرض کنید یک ضلع کاشی فشردگی زیاد و ضلع مقابلش فشردگی کم دارد در ضلعی که فشردگی زیاد داریم انقباض حین پخت کم خواهد بود و زوایای مقابل آن از 90درجه کمتر خواهد بود. در ضلعی که فشردگی کمتری داریم انقباض بیشتر بوده و زوایای مجاور آن از 90درجه بزرگتر خواهد بود یعنی اگر شکل قطعه پس از پخت به صورت ABCD باشد در ضلع AB فشردگی بیشتر است و در ضلع CD فشردگی کمتر خواهد بود.

همینطور یک عامل دیگر اینکه دراور حرکت رفت و برگشتی دارد وقتی سرعت حرکت دراور زیاد می شود به یک ضلع( پیشانی قالب) خوراک زیادی نمی رسد و احتمال بروز عیب squerness افزایش می یابد.

تراز نبودن دراور و پانچ قالب باعث عدم فشردگی یکنواخت در داخل قالب می شود چون نقاطی که پانچ مثلاً روی آن کج است فشردگی بیشتر و نقاط مقابل به آن فشردگی کمتر خواهد داشت پس اگر سطح پانچ تراز نباشد اضلاع کناری (نه جلویی و عقبی) یعنی BC و AD فشردگی یکنواخت نداشته این بار اختلاف انقباض در ضلع سمت راست و چپ داریم. مثلاً ضخامت گرانول در ضلع AD بیشتر بوده است لذا فشردگی بیشتر بوده است و انقباض حین پخت کمتر بوده است.

عیب عدم قائمه بودن می تواند در کوره نیز ناشی از اختلاف دمای دیواره چپ و راست کوره ایجاد شود. آن سمتی از کاشی که حرارت بیشتری دیده است اصولاً (نه همیشه) انقباض بیشتری خواهد داشت.

 -ترک قنداق تفنگی:

دو مطلب را باید به عنوان یادآوری بدانیم تا به سادگی علت ترک قنداق تفنگی را درک کنیم:

اول اینکه در قطعاتی که پرس می شوند میزان فشردگی در تمام نقاط قطعه یکسان نیست مثلاً لبه های کاشی فشردگی بیشتری نسبت به مرکز کاشی پیدا می کند لذا پس از پخت میزان تخلخل وسط کاشی از اضلاع و گوشه های کاشی خواهد بود.

دوم اینکه از روی خواص مکانیکی بخاطر دارید که ترک هنگام رسیدن به تخلخل انرژی سرش مستهلک شده و رشدش متوقف می شود. اما یک نکته دیگر اینکه استحاله های سیلیسی حین کاهش دما با انقباض ناگهانی حجم همراه هستند.

نکته بعد اینکه حین سرد شدن در سیکل پخت پس از جهنم در شیب تبرید ابتدا لبه ها سرد می شوند لذا نسبت به مرکز کاشی بیشتر انقباض می کنند. انقباض بیشتر لبه نسبت به مرکز به معنای تمرکز تنش کششی در لبه های کاشی نسبت به مرکز کاشی است. علاوه بر این سرد شدن زودتر لبه نسبت به مرکز منجر به انجام زودتر استحاله های کوارتز دما بالا به دما پائین و کریستوبالیت دما بالا به دما پائین و کریستوتریدمیت دما بالا به دما پائین می شود.

این استحاله ها با کاهش ناگهانی حجم همراه هستند و تنش کششی ذخیره شده در لبه کاشی را افزایش می دهد لذا در لبة کاشی ترک آغاز می شود این ترک با رسیدن به منطقه مرکز کاشی که پر تخلخل است مرکز کاشی را دور زده و با رسیدن به لبه متراکم مسیر خود را ادامه می دهد. پس از شکست کاشی به دو نیمه تقسیم می شود که بواسطه شباهت بسیار زیاد هر یک از نیمه ها به قنداق تفنگ این عیب را به نام ترک قنداق تفنگی می خوانند.

هر چه میزان سیلیس آزاد بیشتر باشد میزان این عیب بیشتر خواهد بود.