مراحل ساخت کاشی
مقدمه:
مراحل و روش های ساخت کاشی و سرامیک، در مقایسه با سال های گذشته پیشرفت زیادی کرده است. تولیدکنندگان برتر این حوزه با استفاده از آخرین متدهای موجود، خطوط تولیدی با کیفیتی را راه اندازی کرده اند تا بهترین نوع کاشی یا سرامیک را در بالاترین درجه کیفی تولید کرده و به مشتریان عرضه کنند. پیش از آشنایی با مراحل ساخت کاشی که در ادامه مفصلا به آنها می پردازیم، بد نیست تعریف مختصری از فراورده سرامیکی داشته باشیم. طبق تعاریف قدیم، یک فرآورده سرامیکی محصولی است از دوغاب (مخلوطی از خاک و آب) که در یک محیط گرم و خشک و در نهایت در آتش سخت می شود. اما در تعاریف جدید، سرامیک یک شئ جامد است که مواد معدنی غیر فلزی به عنوان اجزای اصلی آن شناخته می شود. مطابق این تعریف، این مواد ابتدا شکل گرفته و سپس در حرارت سخت می شوند.
برای آشنایی دقیق تر با مراحل تولید کاشی و سرامیک و شناخت مواد تشکیل دهنده آن، ادامه مطلب را دنبال کنید.
ساختار و مواد تشکیل دهنده کاشی و سرامیک
برای شناخت مراحل ساخت کاشی، بهتر است اول ساختار و مواد تشکیل دهنده آن را بشناسید. این مسئله به شما کمک می کند که ضمن آشنایی با ساختار کاشی، بهترین و مناسب ترین مدل را متناسب با نیاز و کاربری خود انتخاب کنید. در ادامه، ساختار و مواد تشکیل دهنده کاشی را دقیق تر مورد بررسی قرار می دهیم.
بدنه
یکی از مهم ترین ساختارهای کاشی و سرامیک، بدنه است. معمولا اصلی ترین ماده تشکیل دهنده سرامیک، کاشی و یا دیگر ماده های سفالی، خاک است و به طور معمول از خاک رس در این زمینه استفاده می شود. وجود بنیان‌های مولکولی Sio2,Al203 در ساختمان رس باعث شده که بعد از پخت، فازهای بسیار سخت سیلیکاتی تولید شده و در نتیجه، مقاومت کاشی افزایش پیدا کند. از طرفی، رس دارای خاصیت پلاستیسیته است و به همین دلیل شکل پذیری به مراتب ساده تری دارد. به همین دلیل می توان گفت که در مراحل ساخت کاشی، از خاک رس برای بدنه این محصول استفاده می شود.
لعاب
دومین ساختار کاشی، سرامیک و محصولات مشابه، لعاب است. یعنی همان بخش شفاف وشیشه ای که روی سطح سرامیک یا کاشی مشاهده می کنیم. جالب است بدانید که لعاب علاوه بر زیبایی کاشی، باعث عایق کاری بدنه و مقاومت آن در مقابل نفوذ آب نیز می شود. از ترکیبات اصلی لعاب می توان به اکسید آهن، کبالت، روی و کربنات مس اشاره کرد. نکته دیگر این که لعاب، اول به صورت سنگ های معدنی است و پس از آسیاب شدن، به شکل پودر تغییر ظاهر می دهد. این پودر همگن بعدا با آب مخلوط شده و به محلول رقیق و دوغابی شکل تبدیل می شود. دوغاب هم در کوره و در دمای بالا به روی سرامیک پخته شده و نهایتا، سطح شیشه ای روی کاشی یا سرامیک را ایجاد می کند. دقت کنید که این تنها یکی از مراحل ساخت کاشی است.
دستگاه های مورد نیاز در کارخانه های تولید کاشی و سرامیک
مراحل ساخت کاشی، با استفاده از دستگاه هایی انجام می شوند که کارخانه ها به آنها نیاز دارند. درواقع بدون وجود چنین دستگاه ها و ابزارآلاتی، تولید کاشی به شکلی که در بازار می بینیم، عملا غیرممکن خواهد بود. به عنوان بخشی از مهم ترین ابزار تولید کاشی و سرامیک می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سنگ شکن
- باکسفیدر
- بالمیل دوغاب
- اسپری درایر
- دستگاه پرس
- کوره های رولری و تونلی
- خط لعاب
- دکور زنی
- دستگاه های بسته بندی
- درجه بندی
آشنایی با مراحل تولید کاشی و سرامیک
پس از آشنایی با ساختار و مواد تشکیل دهنده کاشی و سرامیک و همچنین ابزار و دستگاه های مورد نیاز کارخانه ها، نوبت به معرفی مراحل تولید کاشی می رسد. این مراحل عبارتند از:
مرحله اول: تهیه و آماده سازی مواد اولیه پودری شکل
در اولین مرحله تولید کاشی، مواد اولیه وارد کارخانه شده و تحت عملیات خاصی، برای تولید کاشی یا سرامیک آماده می شوند. این مرحله معمولا شامل خرد و آسیاب کردن مواد است تا برای ترکیب و دیگر مراحل، آماده شوند. هم زدن این مواد در بالمیر با سنگ سلیس و آب تا تبدیل خاک به ماده دوغابی شکل همگن هم در همین مرحله انجام می شود. اسپری این دوغاب به هوای گرم و تبدیل آن به پودر هموژن و نرم با رطوبت تقریبی 5 درصد و انتقال پودر به مخازن بالای دستگاه های پرس هم اقدامات بعدی هستند که در مرحله اول انجام می شوند.
مرحله دوم: پرس و شکل دهی قالب اولیه کاشی و سرامیک
دومین مرحله از مراحل ساخت کاشی، مربوط به شکل دهی قالب است. در این مرحله پودر آماده شده در قالب های خاصی تزریق می شود که کاملا متناسب با سایز کاشی طراحی شده اند. جالب است بدانید که این قالب ها به صورت نر و مادگی هستند؛ همچنین در صورتی که طرح کاشی دارای برجستگی باشد (رستیک باشد) طرح ها و نقش ها از قبل روی قالب هم ایجاد می شوند. پس از اینکه پودر کاملا قالب ها را پر کرد، دستگاه پرس وارد عمل شده و فشار لازم برای شکل گیری اولیه بدنه کاشی را وارد می کند. مقدار نیروی پرس با توجه به ضخامت مورد نیاز و همچنین نوع کاشی (مناسب برای بدنه یا کف) تعیین می شود. نکته جالب دیگر در این مرحله ساخت سرامیک و کاشی، فرایند پخت است که یا تک پخت است و یا دو پخت. در تولیدکاشی ها با فرآیند تک پخت بعد از بیرون آمدن بدنه از پرس، مراحل لعاب کاری و چاپ قبل از کوره انجام می شود. اما در مدل های دو پخت، قبل از لعاب کاری یکبار این بدنه پخته می شود و بعد از مرحله چاپ نیز مجددا وارد کوره می گردد. امروزه در صنایع تولید کاشی، پرس های بسیار مدرن و با توانمندی های بالا وجود دارد که حتی می توانند طرح را در مرحله پرس کردن نیز اعمال کنند.
مشکلات ناشی از پرس نادرست کاشی و سرامیک
مرحله پرس، یکی از مهم ترین مراحل ساخت کاشی است و باید با دقت و حساسیت ویژه ای انجام شود. در این مرحله، ماده ای پودری شکل به بدنه کاشی تبدیل می شود و بروز ایراد در این بخش، مشکلاتی را ایجاد می کند که عبارتند از: دو پوست شدن محصول (ناشی از کیفیت پایین پودر یا وضعیت قالب ها و یا سرعت پرسینگ) ترک و شکستگی، لب ریختگی یا گوشه پریدگی و تغییرات ابعادی. برخی از این مشکلات، تا حدی قابل برطرف کردن هستند؛ اما برخی از آنها در مراحل بعدی هم برطرف نشده و ایرادات جدی را در محصول نهایی ایجاد می کنند.
مرحله سوم: خشک کردن کاشی
در سومین مرحله ساخت کاشی، محصول خشک می شود؛ در این مرحله بسیار مهم است که فرایند خشک کردن کاشی با سرعت استاندارد انجام شود. در غیر این صورت ممکن است کاشی ترک خورده و یا حجم آن تغییر کند. اگر قطعه پس از خروج از پرس کاری با حرارت خشک کنند یا در معرض هوای خشک و گرم قرار دهند سطح خارجی آن به سرعت خشک خواهد شد. این درحالی است که در کارخانه های پیشرفته برای خشک کردن قطعات مرغوب از تونل هوای گرم استفاده می شود. برای جلوگیری از ترک برداشتن و چروک شدن و پیچش سطحی، هوای ابتدای تونل کاملاً مانند هوای خارج است. در وسط تونل حرارت به حداکثر لازم می‌رسد تا تمام آب فیزیکی قطعه، متصاعد شده و قطعه کاشی به خوبی خشک شود.
مرحله چهارم: لعاب کاری و اصلاحات هندسی
یکی دیگر از مراحل ساخت کاشی، مربوط به لعاب کاری است. لعاب، لایه نازکی است که سطح روی کاشی را پوشانده و به وسیله ذوب مواد معدنی در سطح بدنه به وجود می‌آید. این لایه عمدتا برای زیباتر کردن محصول نهایی و افزایش مقاومت آن اضافه می شود. لعاب‌ها با توجه به ساختمان آنها، معمولا نوعی شیشه هستند. پس از ایجاد قالب اولیه و خشک شدن ،کاشی آماده عملیات سطحی و ظاهری، یعنی لعاب کاری و چاپ می شود. در این مرحله، بدنه اولیه (بیسکویت) توسط نوار نقاله ها به قسمت لعابکاری انتقال پیدا می کند. نکته مهم این که برای چسبیدن لعاب اصلی به بدنه، اول از یک لعاب آستری به نام انگوپ استفاده می شود.انگوپ، نوعی لعاب با نقطه ذوب بالاتر است که وظیفه آن پوشاندن رنگ بدنه و نیز اتصال قوی‌تر لایه لعاب اصلی به بدنه است. در ادامه مراحل ساخت سرامیک و کاشی، لعاب دوغابی شکل که از قبل تهیه شده، به صورت آبشاری روی بیسکویت ها ریخته می شود.
مرحله پنجم: چاپ بروی کاشی و سرامیک
پس از خشک شدن لعاب، وارد مرحله جدیدی از مراحل ساخت کاشی می شویم که به چاپ اختصاص دارد. در سال های گذشته، دستگاه های چاپ به صورت دستی بودند و برای هر طرح، شابلون خاصی درست طراحی می شد. هربار که کاشی از زیر شابلون ها رد می شد، طرح و رنگ آنها بر روی کاشی چاپ می شد. اما امروزه تکنولوژی دیجیتال به کمک صنعت کاشی آمده و کار چاپ روی کاشی را ساده تر کرده است. در این تکنولوژی، هیچ محدودیتی برای چاپ طرح ها و رنگ های مختلف روی کاشی و سرامیک وجود ندارد.
مرحله ششم: کوره و پخت سرامیک و کاشی
بعد از اتمام مراحل قبلی، نوبت به کوره می رسد که ششمین مرحله ساخت کاشی به شمار می رود. مرحله کوره و پخت، یکی از حساس ترین مراحل ساخت کاشی است و باید کاملا درست و بی نقص انجام شود. در توضیح این مرحله باید گفت که کاشی در دو نوبت پخته می‌شود؛ بار اول، قطعه سفالی پس از خشک شدن به کوره پخت هدایت شده با افزایش دمای تدریجی، رفته رفته به مرحله شیشه ای شدن می رسد. نکته ویژه این که سیستم های کوره قدیمی، به شکل تونلی بودند که به علت بالا بودن زمان تولید و حرارت های غیر قابل کنترل، تلفات زیادی داشتند. اما امروزه با استفاده از تکنولوژی نوین کوره ها با حرارت های بسیار یکنواخت کار می کنند و زمان تولید آنها به مراتب کوتاه تر شده است. دقت کنید که اگر حرارت داخلی و سرعت حرکت کاشی ها در داخل کوره تنظیم نباشد، ممکن است ایراداتی همچون تغییر شکل ( تاب داری، نا گونیا شدن ) ایجاد ترک و سوراخ روی لعاب ایجاد شوند. در کوره های جدید، چنین مشکلاتی به راحتی برطرف شده و محصول نهایی، در نهایت سلامت تولید خواهد شد.
مرحله هفتم: پرداخت، پولیش و کالیبره کردن
در ادامه معرفی مراحل ساخت کاشی، نوبت به مرحله پرداخت، پولیش و کالیبره کردن می رسد. این مرحله در برخی از کارخانه ها انجام می شود و دلیل آن، تولید سرامیک هایی است که دارای لعاب پولیش شده هستند. همچنین باید بدانید که این مرحله فقط برای کاشی های گرانیتی بدون لعاب انجام می شود. یعنی کاشی هایی که قدرت جذب آنها کمتر از نیم درصد است. در این مرحله بعد از سرد شدن کامل سرامیک و لعاب، مواد نانو روی سرامیک پاشیده می شود. سپس این مواد با استفاده از فرچه های بزرگ چرخان، کاملا به خورد لعاب داده شده و صیقلی می شود. منظور از کالیبره کردن کاشی هم برش کاشی ها توسط فرزهای سنگی یا فشار قوی آب است.
مرحله هشتم: جدا سازی و بسته بندی
آخرین مرحله از مراحل ساخت کاشی، جداسازی و بسته بندی است. در این مرحله، کاشی ها توسط بازرس کنترل کیفی و همچنین چشم های الکترونیکی، با دقت بررسی می شوند. سرامیک ها در این مرحله، بر اساس مشخصات ظاهری همچون اختلاف رنگ، اختلاف سایز و ایرادات لعاب، دسته بندی می شوند. بعد از جدا سازی برحسب درجه، بسته بندی در کارتن های مخصوص انجام شده و مشخصات کاشی ها روی بسته ها چاپ می شوند.
