Processo diário de produção de cerâmica e possíveis problemas

Neste artigo, apresentaremos o processo diário de produção de cerâmica, possíveis problemas e soluções. Depois de ler o artigo, pode controlar melhor todo o processo de fabrico e resolver potenciais problemas de forma mais eficaz.

A importância dos produtos cerâmicos diários na vida

A cerâmica é uma das indústrias mais antigas, com uma história que remonta a milhares de anos. Quando os humanos descobriram abundantes recursos de argila, a misturaram com água e depois a cozeram em objectos, nasceu uma importante indústria. A partir de cerca de 9000 a.C., a cerâmica tornou-se popular como recipientes para água e alimentos, obras de arte, azulejos e tijolos, e a sua utilização espalhou-se da Ásia para o Médio Oriente e para a Europa.

Na nossa vida quotidiana, estamos rodeados por várias cerâmicas. Desde as canecas, tigelas, pratos e utensílios de cerâmica que usamos para comer e cozinhar, até aos sanitários, azulejos e conjuntos de casa de banho, passando pelos frascos de cerâmica para velas, ornamentos, vasos e muito mais que usamos para a decoração da casa. Os produtos de cerâmica estão por todo o lado, acrescentando comodidade e beleza às nossas vidas. Quer sejam utensílios de uso quotidiano ou decorações, os produtos cerâmicos transportam as emoções e as memórias de vida das pessoas e tornam-se uma parte indispensável da vida doméstica.

O processo de produção de produtos cerâmicos diários

O objetivo deste artigo é aprofundar o processo de produção da cerâmica do dia a dia e discutir os problemas que podem ser encontrados. Ao compreender o processo de produção de cerâmica, podemos entender melhor o processo e a complexidade de como estes produtos são feitos. Ao mesmo tempo, também forneceremos algumas soluções e estratégias para vários problemas que podem surgir durante o processo de produção de cerâmica, tais como fissuras, defeitos de vidrado, etc., para ajudar os fabricantes de produtos cerâmicos a melhorar a eficiência da produção e a qualidade do produto, para melhor satisfazer as necessidades dos clientes e a procura dos mercados.

Preparação de matérias-primas cerâmicas

O material cerâmico é um material inorgânico, não metálico, duro e quebradiço. É composto por vários materiais: principalmente argilas, mas também feldspato (sódio, potássio ou ambos), areia de sílica, óxidos de ferro, alumina e quartzo. Os produtos cerâmicos actuais são ricos em tipos. Consoante os materiais utilizados, podem ser divididos em cerâmicas tradicionais e cerâmicas especiais. As cerâmicas são compostas por numerosos materiais: principalmente argilas, além de feldspato (de sódio, de potássio ou ambos), areia de sílica, óxidos de ferro, alumina e quartzo.

• Cerâmica tradicional: As principais matérias-primas da cerâmica tradicional são a argila (AI2O3 .2SiO2 .H2O), o quartzo (SiO2) e o feldspato (K2O-AI203-6SiO2). Ajustando a proporção entre os três, podem ser obtidas diferentes resistências eléctricas, resistências térmicas e propriedades mecânicas. Este tipo de cerâmica é relativamente duro, mas quebradiço, e tem excelente isolamento e resistência à corrosão.
• Cerâmicas especiais: As cerâmicas especiais, também conhecidas como cerâmicas modernas, incluem cerâmicas estruturais especiais e cerâmicas funcionais de acordo com as suas aplicações, tais como cerâmicas piezoeléctricas, cerâmicas magnéticas, cerâmicas de condensadores, cerâmicas de alta temperatura, etc. As cerâmicas de alta temperatura mais importantes em engenharia incluem cerâmicas de óxidos, cerâmicas de carbonetos, cerâmicas de boretos e cerâmicas de nitretos.

As matérias-primas cerâmicas tradicionais feitas a partir de minerais de argila são ainda hoje utilizadas para fabricar porcelana, tijolos de argila e grés. As cerâmicas especiais são utilizadas em produtos para medicina, aeroespacial, eletrónica e operações mineiras, e são mesmo utilizadas como armadura corporal. Neste artigo, falaremos principalmente sobre as matérias-primas da cerâmica quotidiana e sobre este tipo de processo de produção de cerâmica.

Fresagem de material cerâmico em linha

As matérias-primas são preparadas para o processo de produção de cerâmica através de várias técnicas diferentes. Esta etapa destina-se a eliminar quaisquer impurezas no interior das substâncias, tendo em vista uma maior mistura e moldagem, para as tornar mais reactivas no momento da cozedura.

Dimensionamento, dosagem e mistura de materiais

Através da calibragem, as matérias-primas são ainda mais refinadas, dependendo da aplicação pretendida, separando os materiais desejáveis dos não utilizáveis. A dosagem faz parte do processo também conhecido como "mistura", que calcula as quantidades, a pesagem e a mistura inicial das matérias-primas em compostos pré-determinados. Misturar materiais cerâmicos em pó em lotes, normalmente utilizando métodos de mistura ou de mistura de esferas, para obter um material mais homogéneo do ponto de vista químico e físico.

Preparação do molde

Os moldes de cerâmica são um passo crucial no processo de produção em massa de cerâmica diária. Os projectistas fazem desenhos de moldes precisos com base na forma e no tamanho dos produtos pretendidos. Estes desenhos são depois passados aos fabricantes de moldes, que utilizam ferramentas e técnicas de alta precisão para criar os moldes, assegurando que o produto cerâmico final replica perfeitamente a forma e a textura do molde. Os moldes são normalmente feitos de materiais refractários, como o gesso, para resistirem a ambientes de cozedura a altas temperaturas. Uma vez fabricados, os moldes tornar-se-ão uma ferramenta fundamental para a produção em massa de produtos cerâmicos, pelo que a qualidade dos moldes afectará diretamente a qualidade dos produtos cerâmicos.

Formação de embriões

A formação de embriões cerâmicos é a fase inicial do fabrico de produtos cerâmicos, que determina a forma e a estrutura do produto final. No processo de produção em massa de cerâmica diária, utiliza-se principalmente a moldagem mecânica. O equipamento avançado e a tecnologia de automação são utilizados para injetar com precisão materiais cerâmicos em moldes pré-desenhados para formar embriões cerâmicos de forma rápida e precisa. A moldagem por deslizamento, a moldagem por rolo e a moldagem a alta pressão são as três principais tecnologias para a formação de matérias-primas cerâmicas.

Secagem de embriões

A secagem dos embriões de cerâmica é uma etapa crucial no processo de produção de cerâmica, que afecta diretamente a qualidade e a estabilidade do produto final. Após a formação do embrião cerâmico, este tem de passar por um processo de secagem adequado para remover a humidade e ficar num estado adequado para a cozedura.

Este processo divide-se geralmente em dois métodos: secagem natural e secagem artificial.

• Na secagem natural, o embrião de cerâmica é colocado num ambiente bem ventilado, permitindo que o fluxo de ar natural ajude a água a evaporar-se gradualmente.
• Na secagem artificial, são utilizados equipamentos de secagem ou fornos para aquecer de forma controlada o embrião de cerâmica, a fim de acelerar o processo de evaporação da humidade.

Independentemente do método utilizado, o processo de secagem deve ser efectuado com cuidado para evitar uma secagem demasiado rápida ou demasiado lenta, o que pode provocar problemas como fissuras ou deformações do embrião cerâmico.

Inspeção e colocação de vidros

Após a moldagem e a secagem, é necessário inspecionar o aspeto dos embriões cerâmicos e, em seguida, vidrá-los. A vitrificação é o processo de molhar ou pulverizar água sobre os embriões de cerâmica. O principal objetivo desta etapa é permitir que os embriões de cerâmica absorvam humidade suficiente e encolham de forma mais uniforme durante o processo de cozedura, reduzindo assim as fissuras e os problemas de deformação durante o processo de cozedura. Ao mesmo tempo, a adição de água também ajuda a melhorar a flexibilidade e a plasticidade dos embriões, tornando-os mais fáceis de moldar e processar.

Disparo de embriões

O processo de cozedura é um passo fundamental no processo de produção de cerâmica, transformando o embrião de cerâmica seca num produto acabado forte e durável. Este processo é normalmente concluído num forno, onde o embrião cerâmico é sinterizado por aquecimento a alta temperatura. O controlo da temperatura e do tempo de cozedura é crucial para a qualidade do produto final. Nas primeiras fases da cozedura, a temperatura é gradualmente aumentada para remover gradualmente a humidade residual e a matéria orgânica da cerâmica, um processo designado por fase de secagem. Segue-se a fase de sinterização. Quando a temperatura atinge um determinado nível, a força de ligação entre as partículas de cerâmica aumenta e o corpo embrionário começa a encolher gradualmente e a tornar-se duro. Segue-se a fase de cozedura, em que a temperatura aumenta ainda mais e se forma gradualmente uma fase cristalina no embrião cerâmico, conferindo-lhe maior densidade e resistência. O último passo é a fase de arrefecimento, em que os produtos cerâmicos são arrefecidos até à temperatura ambiente num ambiente de alta temperatura para completar todo o processo de cozedura. O controlo preciso e as técnicas de funcionamento do processo de cozedura são cruciais para garantir a qualidade e o desempenho dos produtos cerâmicos.

Vidros

O vidrado é um passo fundamental após a cozedura do corpo do embrião. Cobrir a superfície cerâmica com uma camada de vidrado pode não só aumentar o seu brilho e beleza, mas também melhorar a resistência ao desgaste e às manchas do produto. A seleção do vidrado e a técnica de aplicação determinam a textura e o aspeto do produto cerâmico final.

Queima de vidrado

O principal objetivo da cozedura de vidrado é derreter o vidrado aplicado na superfície da cerâmica a uma temperatura elevada para formar um vidrado duro, suave e transparente. A temperatura da cozedura do vidrado é normalmente mais elevada do que a da cozedura do corpo do embrião, permitindo que o vidrado derreta completamente e se funda com o corpo cerâmico para formar uma camada densa de vidrado.

Decoração

Depois de o produto cerâmico ter sido vidrado e cozido, a seleção e a aplicação da decoração tornam-se o centro das atenções.

• Desenho à mão: A pintura à mão é uma técnica decorativa comum em que vários padrões, motivos ou imagens são pintados diretamente no esmalte pela mão do artista. A vantagem da pintura à mão reside na sua flexibilidade e criatividade. Podem ser personalizados vários desenhos únicos de acordo com as necessidades, para que os produtos cerâmicos apresentem efeitos visuais coloridos, aumentando o seu valor artístico e ornamental.
• Traçado a ouro: O traçado a ouro utiliza materiais decorativos em metal ou ouro para desenhar padrões ou linhas requintadas na superfície da cerâmica. O efeito decorativo do traçado a ouro é duradouro e não se desvanece facilmente. É frequentemente utilizado para decoração e embelezamento de produtos cerâmicos topo de gama.
• Decalques: A decalcomania é uma forma simples e comum de decorar, fixando padrões ou imagens pré-impressos na superfície da cerâmica para lhe dar uma grande variedade de padrões e cores. As vantagens dos decalques residem no seu baixo custo, construção simples e padrões diversificados. Podem atingir rapidamente a produção em massa e as necessidades de personalização.

Queima e inspeção finais

Sob altas temperaturas, a camada decorativa e o material de base fundem-se para formar um só corpo, enquanto os pigmentos e esmaltes na superfície são fundidos para apresentar cores brilhantes e lustre. Em seguida, os produtos cerâmicos são arrefecidos e, depois de a temperatura descer para um nível seguro, são inspeccionados visualmente para garantir a estabilidade da qualidade e a durabilidade.

Podem ocorrer problemas durante o processo de produção de cerâmica

Durante o processo diário de produção de cerâmica, podem surgir vários problemas. Nesta parte, vamos falar de 3 problemas principais e apresentar-lhe algumas soluções.

Deformação

A deformação do produto cerâmico é o defeito mais comum e mais grave no processo de produção de cerâmica. Durante o processo de moldagem, secagem ou cozedura da cerâmica, devido a temperaturas ou pressões irregulares, a forma dos produtos cerâmicos pode ser deformada, afectando o aspeto e a utilização do produto final.

Medida:

• Assegurar a utilização de equipamento uniforme de controlo da pressão e da temperatura para evitar forças irregulares sobre a cerâmica durante a moldagem, a secagem ou a cozedura.
• Otimizar a conceção do molde para garantir que o embrião cerâmico possa manter uma forma estável durante o processo de moldagem.
• Adotar fórmulas materiais adequadas para melhorar a estabilidade e a resistência à deformação da cerâmica.

Rachaduras

Durante o processo de cozedura da cerâmica, devido a tensões internas excessivas ou a mudanças de temperatura irregulares, os produtos cerâmicos podem rachar ou partir, reduzindo a integridade e a durabilidade do produto.

Medida:

• Controlar a temperatura e a taxa de aquecimento durante o processo de cozedura para evitar tensões internas excessivas na cerâmica causadas por um aquecimento excessivo ou irregular.
• Otimizar o equipamento do forno para garantir uma distribuição uniforme da temperatura e reduzir o impacto do stress térmico nos produtos cerâmicos.
• Tomar medidas de arrefecimento adequadas durante o processo de cozedura para ajudar os produtos cerâmicos a arrefecerem gradualmente e reduzir o risco de fissuras causadas pelo stress térmico.

Espuma

Durante o processo de revestimento do esmalte ou de cozedura, se o esmalte contiver gás ou não for uniformemente revestido durante o revestimento, podem aparecer bolhas na superfície da cerâmica, afectando o aspeto e a qualidade do produto.

Medida:

• Mexa e coe o vidrado cuidadosamente para remover as bolhas de ar e garantir uma superfície lisa quando aplicado.
• Utilize técnicas de revestimento adequadas, como a pulverização ou a imersão, para garantir que o vidrado fica uniformemente revestido na superfície da cerâmica.
• Otimizar o controlo da atmosfera durante o processo de cozedura para evitar a entrada de oxigénio ou outros gases no forno e reduzir a possibilidade de formação de bolhas.

A ocorrência destes problemas pode afetar a qualidade e a estética dos produtos cerâmicos, pelo que é necessário tomar medidas rigorosas de controlo e gestão durante o processo de fabrico para garantir que o produto final cumpre os requisitos de conceção e as expectativas dos clientes.

Em conclusão

Embora cada fase do processo de produção diária de cerâmica possa parecer diferente, dependendo da forma pretendida para o produto cerâmico e das matérias-primas utilizadas, o processo de produção de cerâmica para estes produtos segue um processo muito semelhante.

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