Introducción
Los moldes de yeso se han convertido en herramientas indispensables para la colada de cerámica gracias a su bajo coste, excelente fluidez y propiedades únicas de fraguado y absorción de agua. Los métodos tradicionales preparan los moldes ajustando la proporción de yeso de alta resistencia y yeso altamente absorbente, pero las propiedades contradictorias de estos dos tipos dificultan lograr simultáneamente alta resistencia y baja absorción de agua. La producción cerámica moderna exige moldes que presenten simultáneamente alta resistencia, alta absorción de agua, excelente resistencia al desgaste y a la corrosión para mejorar la eficiencia de la producción y la calidad del cuerpo verde. Si bien las propiedades mecánicas pueden mejorarse añadiendo agentes de refuerzo, esto a menudo reduce la absorción de agua.
Para lograr moldes de yeso de alto rendimiento, además de seleccionar la materia prima óptima, es esencial controlar con precisión los parámetros del proceso de fundición. Estos incluyen la relación pasta-agua, la técnica de mezclado, la desgasificación al vacío y la temperatura del agua. Optimizar estos aspectos es crucial para superar las limitaciones técnicas existentes y avanzar en la industria cerámica hacia un desarrollo de alta calidad.
Primero: Relación agua-yeso
El rendimiento de los moldes de yeso depende de la regulación precisa de la relación agua-yeso. Este parámetro determina directamente la velocidad de fraguado de la lechada y las propiedades finales del molde: aumentar la relación mejora eficazmente la resistencia mecánica y prolonga la vida útil, pero reduce la absorción de agua. Los procesos tradicionales suelen emplear una relación (1,25–1,28):1) para equilibrar la resistencia y la absorción de agua. Con la adopción de materiales de yeso de alta resistencia y el uso generalizado de técnicas de moldeo en un solo paso para la colada combinada, el rango actual de producción para las relaciones pasta-agua se ha optimizado a (1,3–1,5):1. Este ajuste mejora significativamente la resistencia y durabilidad del molde, a la vez que garantiza una adecuada absorción de agua. Cada región de porcelana debe determinar científicamente la relación yeso-agua en función de las características específicas del tipo de yeso utilizado para lograr el equilibrio óptimo entre resistencia y absorción de agua. |  |
Segundo: Proceso de mezcla
El proceso de mezclado de la lechada de yeso es un factor clave que afecta la calidad del molde. Un mezclado completo garantiza una mezcla uniforme del yeso y el agua, optimizando la distribución de los poros internos en el modelo y mejorando así la resistencia del molde y la absorción de la lechada. Sin embargo, un tiempo de mezclado excesivo acelera el fraguado de la lechada, lo cual perjudica las operaciones de fundición. Tradicionalmente, el tiempo de mezclado se controlaba entre 1 y 2 minutos. Actualmente, el uso de agentes retardantes o yeso de fraguado lento permite extender el tiempo de mezclado a 3-5 minutos, mejorando aún más la dureza de la superficie del molde y la calidad general.
Se recomienda la tecnología de desgasificación al vacío durante la mezcla para eliminar eficazmente las burbujas de aire de la lechada. Esto evita defectos en el molde causados por bolsas de aire, que podrían dificultar el acabado del molde o el desecho prematuro, prolongando significativamente su vida útil. La secuencia de mezcla también es crucial: el polvo de yeso debe espolvorearse uniformemente en el volumen de agua medido. Tras una humectación completa, se debe comenzar la mezcla controlando la velocidad de rotación para evitar la formación de vórtices y la incorporación de aire. La preparación completa de la lechada debe completarse antes del fraguado inicial, generalmente en 4 minutos, para garantizar una fluidez y resultados de colada óptimos.
Tercero: Control de temperatura
Durante la fundición en moldes de yeso, la temperatura del agua es un parámetro clave que afecta la velocidad de fraguado de la lechada y la calidad final del molde. Una temperatura del agua más alta acelera significativamente el fraguado de la lechada de yeso (por ejemplo, el agua a 20 °C reduce el tiempo de fraguado inicial en más de un tercio en comparación con el agua a 8 °C), a la vez que influye en la resistencia y la velocidad de expansión del molde. Además, si bien el agua del grifo se usa comúnmente en la producción, sus impurezas pueden permanecer en el molde, reaccionando con el yeso y reduciendo potencialmente su vida útil. Para mejorar el rendimiento general del molde, se recomienda priorizar el uso de agua de mayor pureza cuando las condiciones del proceso lo permitan y controlar con precisión su temperatura. Esto optimiza el flujo de trabajo operativo y mejora la calidad del producto final. |  |
Cuarto: Proceso de desmoldeo
Los procesos de posproducción de moldes de yeso (incluido el diseño del espesor, el tiempo de desmoldeo y el control del secado) son fundamentales para la calidad final.
1. Espesor del molde: Los moldes tradicionales suelen superar los 65 mm de espesor debido a la insuficiente resistencia del yeso, lo que resulta en volumen, altos costos y un secado lento. Mediante el uso de yeso de alta resistencia y la optimización de la porosidad, el espesor del molde de una sola capa se puede reducir a 40-50 mm, y el de los moldes de doble capa a 25-35 mm. Este enfoque ahorra entre un tercio y la mitad del uso de yeso, lo que reduce significativamente el peso y los costos.
2. Control del desmoldeo: El tiempo de desmoldeo debe determinarse científicamente con base en el tiempo de fraguado final del yeso, no solo con base en la experiencia. La retirada prematura daña la estructura interna no endurecida, comprometiendo su resistencia; una retirada tardía puede dañar el molde maestro y dificultar su extracción debido a la expansión exotérmica del yeso endurecido. En cuanto a los desmoldantes, la solución de jabón potásico es superior a los aceites vegetales o agentes químicos tradicionales, ya que proporciona un recubrimiento uniforme, mejora la dureza de la superficie y no afecta la absorción de agua.
3. Secado y curado: La temperatura de secado debe controlarse estrictamente por debajo de 55 °C para evitar que el yeso hidratado se deshidrate y se pulverice. Se recomienda acelerar el secado a 70 °C hasta un estado semiseco y luego transferirlo a un ambiente por debajo de 50 °C para un secado lento hasta su finalización. Durante el secado, los moldes se contraen. Deben colocarse planos, sujetarse firmemente y apretarse con abrazaderas para evitar deformaciones, impactos y la lluvia.
La fabricación moderna de moldes de yeso ha evolucionado de la dependencia de la experiencia al control preciso y científico de materiales, formulaciones y procesos. Solo mediante la optimización sistemática de estos parámetros críticos se pueden producir moldes de alto rendimiento y larga duración, que satisfagan las exigentes demandas de la industria cerámica contemporánea de una producción eficiente, económica y de alta calidad.