فرایند پرس دو مرحله ای در صنعت کاشی و سرامیک

شارژ دو مرحله ای قالب پرس کاشی ،همواره به عنوان مهمترین فرآینددرزمینه شکل دهی کاشی پرسلانی مطرح بوده است. حساسیت این مرحله بامشاهده تفاوت میان منحنی های دیلاتومتری دولایه تشکیل دهنده کاشی پرسلانی(حاصل از شارژ دو مرحله ای) بیشترروشن می شودکه دراینصورت ایجادانحنا وباقی ماندن تنش های ناشی ازاین اختلاف،می تواند موجب بروز مشکلات دربرش کاشی به هنگام نصب شود.اختلاف ضرایب انبساط حرارتی بین لایه اول یازیرین ولایه دوم یا سطح بالایی کاشی،عامل اصلی ایجاد تنشهای پس ماندبه حساب می آید.
بررسی وضعیت تنش بین دولایه نیزنشان دادکه بااعمال تنش به صورت نقطه ای یامتمرکز،شکست درفواصلی دورتراز سطح کاشی ،یعنی درفصل مشترک بین دولایه ، اتفاق می افتد. درصورت بررسی کاشی پرسلانی ازنظر مشخصات فنی،میتوان آنرا به عنوان کاشی کف باجذب آب بسیار پایین(زیر5/0 درصد) معرفی نمودکه سطح آن درقدیم بااضافه نمودن رنگدانه،رنگی شده ویاازطریق پولیش کردن سطح کاشی،جلا ودرخشندگی حاصل می شد.اکنون باگسترش روزافزون تقاضای استفاده ازکاشی پرسلانی،امروزه روشهای نوین دکورکردن سطح کاشی مطرح وهمراه باروشهای قدیمی برای تولیدطرحهای متداول ومعروف گرانیتی یا فلفل نمکی وسطوح پولیش شده ویابدون پولیش،ازعوامل رنگی محلول برای ایجاد طرحهای زیبا وهمچنین ازدومرحله شارژ پودر در مرحله شکل دهی نیزاستفاده می شود.
در روش مذکور سیستمهای مختلف تغذیه پودرپرس، عمل بارگیری ویا پرکردن قالب رابصورت چند مرحله ای وپی درپی به انجام می رسانند. یکی ازمتداولترین روشهای امروزی درایجاد دکور برسطح کاشی پرسلانی،پرس دومرحله ای است.دراین فرآیند،ابتدا پودرهای اصلی – همان ترکیب اصلی بدنه، حاصل ازفرآیند اسپری درای – درقالب ریخته شده وسپس لایه دوم شامل پودرهای اصلی به همراه پودرهای ساده یا رنگی اسپری درای یامیکرونیزه شده برآن اعمال می شود.بسته به نوع دستگاه پرس مورداستفاده وپودرهای آماده شده،می توان جلوه های مختلفی برسطح کاشی ایجادکرد که ازآن جمله می توان به طرحهای رگه رگه، سایه ای، لایه ای وغیره اشاره نمود.
ترکیب کردن پودرهای مختلف – هرکدام باخواص و ویژگیهای خاص خود- با استفاده ازاین روش گاهی موجب بروز اشکالات وعیوبی درقطعه می شودکه این عیوب اغلب ازتفاوت خصوصیت لایه های مختلف کاشی پخته شده ناشی می شود. تجربیات صنعتی نشان می دهد که کاشی پرسلانی تولیدشده ازاین روش بیش از انواع دیگر دچارخمیدگی به هنگام پخت وشکست درهنگام پولیش کردن سطح شده واین کاشی ها هنگام برش پیش ازمرحله نصب نیزبه دلیل شکنندگی بیشتر،ضایعات زیادی دارند.تنش پس ماند دریک محصول متشکل ازچندلایه باضخامتهای مختلف(درکاشی های لعاب دارنیزوضع همین گونه است)منبع اصلی بعضی ازاین عیوب محسوب میشود.

منابع مختلفی رامیتوان درایجادتنش موردبررسی قرارداد.دردرجه اول خصوصیات ذاتی خودلایه (ضخامت،مدول یانگ،ضریب نفوذ حرارتی،انبساط حرارتی وغیره) وازطرف دیگر سرعت سرمایش ازعوامل مهم درایجادتنش به حساب می آیند.
پولیش سطح کاشی نیز می تواندتنشهایی برسطح کاشی برجای بگذارد. روشهای زیادی برای محاسبه مقدارتنش باقی مانده درقطعه وساختار آن وجود داردکه البته کاربردآنها برای محاسبه تنش موجوددرقطعه سرامیکی مانند کاشی به دلیل پیچیدگی این روشها مناسب به نظر نمی رسد.
بعضی ازاین روشها به قرارزیرهستند:
جاسازی دستگاه اندازه گیری کرنش درداخل قطعه،پراش اشعه X(XRD)،فوتوالکتریسیته وغیره.روش indentation (روشهای معمول سختی سنجی که درآنهاازیک ابزارفرو رونده استفاده می شود) نیزبرای محاسبه مقدارتنش،قابل استفاده است که البته نسبت به سایر روشها ساده تربوده ولی ازآنجایی که این دستگاه تنش رابه صورت نقطه ای اندازه گیری می کندبرای محاسبه تنش درموادهموژن مانندفلزها،پولیمرها،شیشه ها وغیره استفاده شده وبدین ترتیب برای محاسبه تنش پس ماند درسرامیکاه ازجمله کاشی مناسب نبوده و استفاده ازروش Steger نیزعمدتا برای کاشی ها مورداستفاده قرار می گیرد برای اندازه گیری تنش درنمونه های آزمایشگاهی مقدورنیست.دیگر آنکه درمردکاشی پرسلانی به دلیل سختی بالای این محصول ومقاومت مکانیکی زیاد،نیازمندابزاری پیچیده جهت اندازه گیری خواهیم بود.