一、 注浆成型用模型的三要素

注浆成型用模型的主要功能是从泥浆中吸取水份，使泥浆由流体状经触变状态为具有可塑性的固态泥坯。由开始的含 水近百分之30的泥浆，变为含水百分之17的泥坯。尽管在吸收水分的同时，也有种种复杂的诸如离子交换的反应，但主要是吸收水分，使泥浆失水百分之13左右而形成泥 坯。当然，形成的泥坯应当有一定的形状，这也是模型的功能之一。因此，不论是什么材质的模型具备三个要素就能用以注浆成型。这三个要素是：一能吸入并能容 纳一定量的水。如不能吸水，并且不能容纳一定量的水，都不能使泥浆成为坯体。同时也就有将容纳的水释放出去的能力。二具有适当的吸水速度。这种吸水速度可 用扩散系数Dg表示（Dg 在后面有详细说明），Dg太大或太小都不利于坯体的形成。三具有理想的强度。应当有适应不同要求的强度，能承受搬运、安装和使 用中腐蚀、磨损和冲击。因此应当有抗折、抗压，表面硬度耐水性、耐碱性等要求。

除三要素外，还应当考虑到模型的制造周期，制造工艺和制造成本应符合"短、简、低"的要求。如石膏模型就应当考虑到初凝和终凝的时间、石膏的价格等等。

无论什么材质，只要具备三要素都可以制作模型，因此我们可以据此而调节石膏模型的性能，也可以利用石膏以外的材质来制作模型。

二、 提高石膏模型强度的途径

为适应新工艺的需要，要将石膏模型的干后抗折强度由通常的2.6MPa左右提高到5MPa以上，许多新的材料和添加剂的出现，成型机械化的实现为高强 度石膏模型的制作和应用奠定了基础。因此可以采取多种途径提高强度：1、使用纯度高石膏粉；2、使用高强度石膏粉；3、使用真空脱气搅拌；4、使用合适的 添加剂；5、使用处理后的水搅拌成石膏浆；6、使用加强筋或加强纤维；7、使用若干种材质的复合层模型；8、降低石膏浆的加水量，使模型致密；9、对制作 的模型进行合理的烘干；10、使用模型时的温度和湿度应适当；11、搅后的石膏浆注模前过筛；12、石膏粉的细度应当越细越好。

三、 通过提高石膏模型致密度来提高模型强度是可行的

通常认为注浆用模型的气孔率应百分之45~55之间，制模时的膏水比为1：0.8：0.9。但是随着人们认识的发展，实验和生产都证明膏水比 1：< 0.8。气孔率<百分之40时，如果模型中加入适当的添加剂，模型的吸浆性能反而优于膏水比1：0.85的模型。同样的环境，同样的泥浆 形成同样厚度的坯体，前者只需45分钟，后者则需60分钟模型抗折强度：干时前：后=2：1，湿时前：后=3：1。由此可见，选用合适的石膏粉加入适当的 添加剂。致密的模型更有利于良好的坯体形成。由于模型致密，强度也随之提高。我们的实验证明：膏水比为1：0.6时制成模型也是适用的。

四、 提高致密度有利于石膏模型使用后期吸浆速度的稳定

实验和生产都证明这样一个事实：模型经几十次的使用后，由于受水、电解质、泥料的侵蚀和表面的磨损，变薄了，也变得疏松了。疏松容重变小意味着模型内的 毛细客直径变大了。气孔率增加了，相当于膏水比变小了，与此同时强度下降，或坯速度变慢，同时这也是模型后期易损坏的原因之一。

在一定范围内，成坯速度与膏水比呈如图（a）关系：如新模型开始膏水比为B，则后期移向C，成坯速度Wp呈下降趋势；如新模型开始膏水比为A，后期向B移动，Wp呈稳定趋势。

由上可以看出模型适当致密是有利的。

五、 石膏模型的Dg与Wp的关系

扩散系数表示在单位时间内液体在多孔材料中扩散的面积。石膏模型的扩散系数表示为：

Dg=X2 / t。其中：t为时间（秒），X为水上升的高度（厘米）。WP为一定时间内形成坯体厚度（厘米）。

Dg和WP的关系如图（b）所示。

在一定范围内Dg大，WP的反而小，在一定范围在Dg 变化，WP不变；在一定范围内Dg大，WP也大。

Dg 大，则吸水能力大，Dg太大，泥浆在模型表面刚开始形成太密，从而影响进一步吸水，妨妨碍坯体继续形成；Dg太小，吸力小，也不利于坯体的形成；Dg适当， 可使坯体初形成层保持多孔性，不影响内层水的通过，使坯体形成快而均匀，使坯体内外层密度相差不太大，也减少坯体收缩时的缺陷发生，那么如何使Dg适中 呢？请看下文。

六、 影响石膏模型Dg的因素及其调节

影响石膏模型Dg因素的有：1、石膏粉的种类和纯度；2、膏水比；3、搅拌时间；4、是否真空脱气搅拌；6、添加剂的种类和数量；7、石膏粉的细度。

如果采用θ石膏粉，纯度较高，膏水比、搅拌时间和速度适中，使用真空脱气均能使Dg提高，而采用合适的添加剂则可使Dg提高，也可以使Dg下降。据目前 了解：水溶性较强的、粘度大的可使Dg下降；而粘度小的、无机的、水溶性差的可以使Dg不变或者使Dg提高。因为Dg太大太小均不好，而Dg又受 诸因素共同影响，因而要依据不同的条件和需要进行调节，对Dg也难以规定确切的数值，比如泥浆组成不同则需要不同的Dg值。

七、 真空搅拌和注模前过筛有利强度、光洁度和硬度的提高

真空搅拌有利于提高模型的强度已成为共识。但是作用不仅如此，它还有利于光洁度和硬度的提高。由于真空搅拌，减少了许多气泡，使模更加致密，从而增加了 模型表面的硬度和光洁度。由于大批量生产的石膏粉中难免有粗颗粒，大批量制作模型时难免搅不均匀，搅拌桶和管道中也许有残存的渣子，这些杂质进入模型中， 必定影响强度、光洁度和表面硬度。如在石膏浆注入模型前经过一道30月左右筛网，就可以挡住杂质，从而提高模型的强度，光洁度和表面硬度。过筛大兴 安岭有一个作用：即由于过筛缓冲了石膏浆的入模速度，从而破坏了可能产生的冲击气泡，使模型更致密。

八、 应当在提高强度的同时减薄石膏模型厚度

普通石膏模型的厚度都相当厚：一般在65~90mm左右，究其原因，主要是由于石膏的强强度太差，薄了不行，易破损。结果有的达到100mm。既费了石 膏，增加了成本，又搬运困难，加大了工人的劳动强度，并且也不容易干燥，同时也增加了所占有空间，不利于提高单位作业面积的生产率。也许有人认为薄了会影 响模型容纳的水量，是否真的这样呢？减少到多少厚度才合格呢？本文暂不考虑强度，而只从较小的厚度为多少进行一下分析计算：

通常注浆用泥浆比重为1.8，干重百分之71.2，可塑状态的湿坯比重为2.07，干重为百分之83；设形成面积为1cm2厚度为1.3cm的坯块，需要面积为1cm2气孔率百分之36的石膏模型厚度Xcm则有如下计算：

湿坯体重：2.07×1.3×1×1=2.691g

湿坯体含干物料2.691×0.83=2.2335g

湿坯体的形成需泥浆2.2335÷ 0.712=3.317g

泥浆形成湿坯体失水3.317-2.691=0.446g

如认为所失水全为模型所吸收（实际并非如此）并且只占模型气孔率的1 /3，即百分之12（实际也高于此值）

则有：X×1×1×百分之12=0.446

所以，单面吃浆的模型只需X=3.71cm厚即可，如果双面吃浆，每面为2cm足够了。可见，如用高强度，气孔率在百分之36左右的模型，单面吃浆可设计 厚 40~50 mm，双面吃浆可设计成厚25~35mm ，按此数值计算可以比目前的模型少用1/3~1/2的石膏粉，可以大大降低成本和重量。