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[致敬三十年·陶瓷釉线设备技术创新篇]陶瓷釉线设备的“高产高效高适应性”国产化之路

陶瓷信息网2019-11-13 16:00:00

“1984年,佛陶集团引入第一条现代化建筑陶瓷砖生产线。那时候,所有的装备技术甚至连工厂的规划和建筑材料均自国外引入。”作为中国建筑陶瓷发展历史的亲历者和见证者,美嘉陶机总经理曾国华的记忆,至今历历在目。

中国的建筑陶瓷装备技术步入现代化工业生产阶段始于1984年,30余年里经历了与其它装备技术一样的从无到有、从引进模仿到国产化再到创新的历程。釉线设备中的核心设备板块,大致可分为施釉设备和印花设备两大核心板块。上个世纪80年代中期,所有的釉线设备均以进口引入为主;随后,在1985、1986年左右,从釉线设备的零配件开始率先步入了国产化进程;到了1989年至1990年,核心装备板块的淋釉设备和印花设备亦逐步走向了国产化;再到上个世纪90年代中后期,施釉线设备及技术最终完成了整线的国产化进程......

有釉砖产品品类占据了陶瓷砖的半壁江山,其生产工艺中最重要的装备技术之一,就是施釉线设备技术。这个技术的革新直接关乎着所有釉面砖产品(瓷片、有釉地砖、仿古砖、全抛釉、釉面大理石瓷砖等)的江湖地位。故此,在每一届新之联陶瓷工业展上,釉线设备及印花设备技术均成为备受关注的重要展出内容。

在新之联陶瓷工业展30周年之际,着墨重新梳理釉线设备及技术的30年发展变迁,对行业具有极其重大的意义。那么,在过去的30年里,釉线设备的发展究竟历经了一个怎样的过程?这个过程中分别呈现出怎样的阶段性历史特征?涌现出怎样的创新?又是如何为有釉砖江湖地位的不断往上攀升提供助力?本文将一一揭晓。

 图为希望早期推出的辊筒印花机。

始于“配件”的国产化脚步

上世纪80年代末期,随着国外建筑陶瓷装备技术的引入和巨大的内需市场拉动,中国的建筑瓷砖生产开始步入了空前的繁荣时期。在1985年左右,国内以美嘉、伟声为代表的企业,率先生产出施釉线设备的零配件产品,成为施釉线设备国产化进程中的先驱。

当时,国内施釉线以进口为主,核心装备主要是甩釉机和钟罩淋釉机。繁荣的进口生产线引入衍生出对相关匹配零配件市场的强烈需求,从而催生了匹配进口施釉线设备的零配件(譬如甩釉机上使用的“甩釉片”、“甩釉头”、“甩柜”等)市场需求。但零配件从国外购买毕竟不方便且价格昂贵,于是,以美嘉、伟声为代表的企业开始破译了这些零配件的生产技术,率先实现了配件的国产化。这是一个模仿为主的过程:简单的模仿国外的配件产品,生产出国产产品,供货给国内企业,满足市场需求。

直到90年代初期,随着配件国产化生产的稳定与成熟,以美嘉为代表的企业开始生产出了国产化的整机釉线设备产品甩釉机,开启了从配件到整机的国产化进程。与此同时,1998年,陈建平等四位业内合伙人共同研发推出了国内第一台钟罩式淋釉机。这一时期,应用在地砖上的甩釉机和应用在瓷片等墙砖产品上的钟罩式淋釉机整机的国产化,标志着施釉线核心设备的国产化进程拉开序幕,为后续其他釉线相关设备及技术的国产化和中国化奠定了基础。2000年,四川索牌机电、四川汉莫尼两家企业也先后推出了钟罩式淋釉机,助推了该设备的大规模国产化。

甩釉、淋釉、喷釉的发展

“施釉线设备和印花设备在国内一直都比较繁荣。”佛山市新景泰陶瓷设备有限公司总经理彭基昌认为,尽管国内的施釉线设备发展不及欧洲丰富多彩,但是也历经了一个繁荣的时代。

1992年至1996年,施釉线的核心设备长期以甩釉机和钟罩式淋釉机为主。在1996年之前,国内主要生产小规格瓷砖产品,无论是墙砖瓷片还是地砖,规格都不会太大,甩釉和钟罩式淋釉设备在功能方面基本能够满足当时的需求。

1996年至2000年前后,随着陶瓷砖产品规格的不断变大,此后的数年时间里,甩釉机和钟罩式淋釉机均逐渐在国产化进程中往更适应中国国情的方向发展,从单峰、多峰发展为更大的钟罩式淋釉,而产品的稳定性能等亦逐步提升。

然而,由于甩釉机存在着甩釉不均匀的状况,且难以适应大规格的瓷砖产品生产需求;钟罩式淋釉机亦存在生产大规格产品时易产生不均匀和水波纹等缺陷问题。于是,业内为解决这一问题,开始向直线淋釉的淋釉设备思路方向思考。

1997年,新景泰引进了针对大规格仿古砖施釉效果工艺的云彩机在国内售卖,到2000年,破译了该设备技术,实现国产化。云彩机是一款施釉和印花相结合的设备,它的出现和国产化对于仿古砖的生产工艺具有极大的助推意义。值得关注的是,1997年前后,新景泰自国外整线引入仿古砖设备并于2000年破译了技术,实现国产化。这一举措对国内仿古砖的生产技术具有极大的助推意义。

2000年,在釉线设备上开始出现了节釉器(断釉器)。但当时由于行业对节约的概念尚不注重,故此推了一段时间后就没有再流行。直到2012年,新景泰再次进行革新后推出市场,获得认可。

2000年,希望推出的超平淋釉机在丹灶一家企业投入应用。该设备成功解决了钟罩式淋釉机存在的弧形淋釉导致的生产大规格产品上出现水波纹的问题,是直线式淋釉思路的率先实践者。尽管由于这款超平淋釉机因对釉料的管控要求过高,导致该产品在国内市场的推广和应用最终未能成为主流,但其国产化直线式淋釉设备的思路和实践经验却为行业带来巨大的借鉴意义。

2002年新景泰也推出了直线式淋釉机(刀式淋油机)。2003年前后出现了带有压力的喷釉机。其中比较知名的是新景泰推出的一款直线淋釉思维的喷釉设备——帘幕式喷釉机。该设备采用了隔膜泵给设备施加一定压力,从而令施釉的浆料具备更薄、更轻、均匀度更好的优点。并打破了欧洲进口同类产品的天价垄断局面,令价格合理化,助力了该类产品在国内的普及推广,亦助推了施釉线设备往更适应中国国情的国产化方向变革。

2005年,针对喷釉设备的技术有了新的突破,出现了采用高压螺杆泵的喷釉机。该压力泵着重解决了隔膜泵不能连续性产生压力的问题。“因隔膜压力泵的动力来源是脉动式的,脉动存在间歇式的工作特点,导致压力存在不均衡的特征,令喷釉存在细微的不均匀缺陷,而螺杆式压力泵则能够提供持续不间断的压力来源。”希望陶机相关负责人解释。2012年,希望推出的螺杆式高压喷釉机,其压力可达24公斤,喷釉雾化性更好。

此后,施釉线上的核心设备及技术基本无太大变革性的创新与变化,无论是甩釉机还是钟罩式淋釉机抑或是喷釉机,其基础性的核心技术在2005年左右便已经成熟。之后的技术,始终是在这些核心技术的基础上进行细微功能性、稳定性的增加和提升。

在这个发展过程中,国内涌现出美嘉、伟声、索牌、汉莫尼、希望、新景泰等一批优秀的设备企业,对施釉线设备的国产化进程起到了极大的助推作用。其中,美嘉、伟声的发展历程是从配件的国产化开始,逐渐到整机的国产化落地;而汉莫尼则发扬了其专注专一的发展精神;希望是从先引进设备售卖开始,到后来再破译产品并加入创新实现设备的国产化,呈现出另外一种国产化进程和发展脉络;而新景泰则从贸易公司开始做起,逐渐破译技术实现产品设备国产化。

其中,美嘉陶机的辉煌与鼎盛有目共睹,其后来在印花机领域的市占有率之高,一度令其获得“印花机大王”的称号。而希望陶机在原创技术设备方面始终引领行业潮流,且眼光独到,由该企业引领的设备创新,始终围绕着切实解决客户企业的实际问题的思路去展开,坚守着通过解决客户问题来实现自己价值这一理念,在业内树立了极好的口碑;新景泰则在仿古砖施釉设备方面,一直坚持纵向深度发展,最终获得“仿古砖设备专家”的行业殊荣......这批企业,发展至今时今日,仍各自有其生存发展之道,值得引发广泛关注和深入思考。

漫长的丝网印花统治时期

除了施釉设备外,釉线设备的另一个核心就是印花设备板块。上个世纪80年代末期之前,陶瓷釉面砖主要以纯色砖为主。无论是彩釉砖还是当时被称为“豆腐块”的纯白砖,均为单色,所以表面印花的工艺不多,有也是少量的人工网版印花。直到90年代初期,国内引入了国外奥米的链条式平板丝网印花机(以下简称“链条印花机”),从此,瓷砖表面的印花工艺开始走向繁盛。这种表面印花工艺主要通过丝网平板印刷技术实现,该技术从上世纪90年代初一直持续应用到2012年前后才大批量被喷墨印花技术所取代,迅速走向没落。

在将近20年的时间里,平板丝网印花技术在中国一直处于主流地位,说它有一个漫长的“统治”期实不为过。该项技术在这个漫长的历程中,先后出现了链条平板丝网印花机、皮带式平板丝网印花机、双链条式平板丝网印花机、升降式平板丝网印花机以及精确套版印花机等等品类的产品,在传输功能及性能和工作效率方面一直都在不断的发展和提升。

1996年,以美嘉和伟声为代表的设备企业,率先推出了国产“单排链条印花机”,拉开了国产印花设备的序幕。但这一时期的“单排链条印花机”相对而言亦存在许多不尽如人意的地方,譬如印花速度慢、定位不精准、破损率高,若套印多次就会出现图案模糊的状况。

1999年,希望陶机率先推出了国产“皮带式平板丝网印花机”,该产品将印花套印精度由3mm提升到了0.3mm,可谓引领中国陶瓷印花进入了高清时代。与此同时,大幅度提升了印花的速度,与“单排链条印花机”速度相比,提升了1倍多。

2001年,希望陶机将匀速及加速印刷功能应用于印花机上,诞生了“匀速皮带式印花机”解决了丝网印刷过程中阴阳图案和前后色差问题,令印花色号更为均匀。同年,伟声推出了“双排链条印花机”用以解决生产大规格陶瓷砖的印花工艺问题。

2003年,希望陶机推出“精确套版印花机”,进一步解决了印花精度问题,适应于需要多次反复套印的瓷砖花片生产。后来,该产品还大量应用于高端瓷片的生产中,大大提升了瓷片花色的印刷精度。

2003年,希望将升降网印刷功能应用于瓷砖印刷上,推出“升降式印花机”适应大规格地砖印花工艺,并解决了阴阳色差问题,可适应600mm及800mm规格的地砖印花工艺。为丰富陶瓷大砖的图案奠定了基础。

2004年,希望陶机推出超大规格平板丝网印花机,印花尺寸可达1200*2400mm。

2003年出现了胶辊印花技术之后,丝网印花工艺开始与胶辊印花工艺并存,二者共同在印花领域发挥作用。胶辊印花技术的出现,从一定程度上分走了丝网印花的市场,但丝网印花仍然具备其市场需求,生命力仍旺盛。一直到2008年陶瓷数码喷墨印花工艺的出现,对传统丝网印花和胶辊印花产生极大冲击,最终到2012年前后,丝网印花基本结束了其长达20多年的生命周期,全面没落。

昙花一现的胶辊印花技术

如果说丝网印花技术的生命周期是漫长的,那么胶辊印花技术的生命周期则如同昙花一般的短暂,才刚普及就被数码喷墨印花技术强势取代,成为了陶瓷砖印花技术历史上的匆匆过客。

2003年,国产第一台胶辊印花机在希望陶机诞生,开启胶辊印花机的短暂生命之旅。随后,美嘉、新景泰亦纷纷推出胶辊印花机。与传统丝网平板印花机相比,胶辊印花机是一种有灰度的印刷,它开创了印花史上的灰度印花历史。由于有灰度,印花图案就有了更为丰富的层次感和过度色,令花色图案具备了更多生动的展现形式,亦令瓷砖表面花色纹理可以更接近天然石材。

2007年,希望陶机推出了“金属辊筒印花机”应用于干粉装饰瓷砖上,扩大了辊筒印花工艺的使用范围。2010年,宏宇集团推出可实现立体印刷的高清三维胶辊印刷工艺,打破了当时进口数码喷墨印花的垄断局面,并从某种意义上令胶辊印花工艺的寿命周期有所延长。

尽管如此,由于胶辊印刷的主要特点在于灰度印花的突破方面,但随着2008年陶瓷数码喷墨印花机的国产化进程开始,在更为强悍的灰度级别、更智能化、非接触式印花等诸多优势的数码喷墨印花技术面前,胶辊印花的优势便再难凸显。于是,胶辊印花技术短暂的生命周期在尚未来得及恣意绽放就开始走向了没落。

不过,值得说明的是,近期,随着陶瓷砖表面装饰技术的再次提升,胶辊印刷技术作为一种补充性印花工艺再次被重新应用于更复杂表面效果的印花工艺当中,作为喷墨印花工艺的补充和叠加实现更为精致的印花效果,这似乎为胶辊印花短暂的生命续写了下一段延续的篇章。

革命性的数码喷墨时代滚滚来袭

2008年从希望陶机诞生了国内第一台陶瓷数码喷墨印花设备开始,印花技术就进入了数码喷墨时代,且这种革命性的技术仅用3—5年时间就在国内实现了大面积普及,历经了井喷过程,充分展现了创新技术在中国建筑陶瓷领域推广应用和普及的中国式速度。

2008年—2013年进入井喷期,2014年—2015年进入饱和期,2016年进入后喷墨时期......这一阶段的历史,对于陶瓷行业来说极为经典,对此“致敬三十年”栏目有专门篇章独立梳理,在此不作赘言。

数码化、叠加工艺及激光是趋势

继2008年开始,陶瓷数码喷墨印花技术国产化之后,中国陶瓷砖的印花工艺步入了数字化印花时代。同时,2013年至今,在业内逐渐出现一部分高端瓷砖产品,为了实现表面印花的精湛工艺和更丰富的表现力,而采用了喷墨、丝网和胶辊的多重叠加工艺进行印花。这种叠加工艺可以是喷墨与胶辊的叠加,可以是喷墨与丝网的叠加,甚至是喷墨、胶辊和丝网的叠加。随着印花技术的不断成熟,印花手段的多样性发展,中国的陶瓷砖表面图案装饰日益丰富,印花工艺日趋复杂化。且这种叠加工艺随着后喷墨时代的来临,还有进一步加剧的趋势。

如今,数码喷釉、水性墨水及多种功能性效果墨水的应用,令后喷墨时代的数码印花迈上新的台阶。

2013年,美嘉在新之联陶瓷工业展上首次展出了激光印花设备,尽管该设备在当时尚不能实现大规模工业化生产,但作为印花历史上的又一创新方向,具有其特殊的历史意义。如今,美嘉在激光印花技术的领域仍在继续前行,曾国华告诉 ,目前该技术设备已经成熟,但色粉的耐高温尚需时日解决,研发仍在持续进行中……

除了激光印花方向外,未来,数码化、智能化和叠加工艺都将是陶瓷印花的发展方向,相信缤纷的印花技术,必将带给陶瓷砖表面装饰以更丰富的表现力,大幅提升其装饰性与附加值,我们拭目以待。

(广东新之联展览服务有限公司供稿)

■ 相关链接

釉线设备三十年发展时间轴

●1985年左右,国内以美嘉、伟声为代表的企业,率先生产出施釉线设备的零配件产品。

●90年代初期,美嘉推出国产化的整机釉线设备产品甩釉机。

●1996年,以美嘉和伟声为代表的设备企业,率先推出了国产“单排链条印花机”。

●1997年,新景泰引入云彩机售卖,2000年实现国产化。

●1998年,陈建平先生等四位业内合伙人共同研发推出了国内第一台钟罩式淋釉机。

●1999年,希望陶机率先推出了国产“皮带式平板丝网印花机”。

●2000年,新景泰实现了仿古砖的釉线设备全线国产化。

●2000年,希望的超平淋釉机推出市场,并应用于陶瓷企业。

●2000年,四川索牌机电、四川汉莫尼陶机先后推出钟罩式淋釉机,助力该设备实现大规模国产化。

●2001年,希望陶机将匀速及加速印刷功能应用于印花机上,诞生了“匀速皮带式印花机”。

●2002年,新景泰推出了直线式淋釉机(刀式淋油机)。

●2003年,希望陶机推出“精确套版印花机”。

●2003年,希望陶机将升降网印刷功能应用于瓷砖印刷上,推出“升降式印花机”。

●2003年,国产第一台胶辊印花机在希望陶机诞生。同年,美嘉也推出了胶辊印花机。

●2003年前后出现了带有压力的喷釉机。具有代表性的是新景泰推出的帘幕式喷釉机。

●2004年,希望陶机推出超大规格平板丝网印花机,印花尺寸可达1200×2400mm。

●2005年,针对喷釉设备的技术有了新的突破,出现了采用高压螺杆泵的喷釉机。

●2007年,希望陶机推出了“金属辊筒印花机”。

●2008年,希望陶机诞生了国内第一台陶瓷数码喷墨印花设备。

●2010年,宏宇集团推出可实现立体印刷的高清三维胶辊印花工艺。

●2012年,希望推出的螺杆式高压喷釉机,其压力可达24公斤,喷釉雾化性更好。

●2013年,美嘉在新之联陶瓷工业展上首次展出了激光印花设备。

●2017年,新景泰推出高压喷釉机,适应大规格陶瓷大板和薄板的喷釉需求。

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