透明冰制品是以透明冰为材料的冰雕艺术品和餐饮用品。透明冰制品广泛应用于餐饮、娱乐、礼品等商业领域，存在巨大的市场需求。透明冰制品实现产品化生产，对我省冰雪旅游经济的发展具有重要的作用。模具制冰是实现产品化的关键技术。现阶段模具制冰，存在无法去除冰中的气泡，生产效率低的问题，还未能满足产品化生产的要求。“模具制冰技术”是刚刚兴起的透明冰技术。自2016至2019年，为满足威士忌爱好者对透明冰球的使用需求，美国Wintersmith[2]公司与alchemysuperiorgoods[3]公司先后推出能够利用家用冰箱，制作透明冰球（直径6cm）的模具产品（Crystal-clear ice ball maker ，The ice baller）。二者采用相同的制冰方法，既通过对模具结构和材料的设计，使模具内水体按由下至上的顺序结晶，在静态水体环境中，利用气泡能够依靠自身浮力逃逸的特点，制作球形透明冰。为防止冰晶生长过快而导致冰中出现气泡的现象，其制冰温度要求控制在-9℃。在实际生产中，该类模具产品制作的冰球中，耗时约72——96小时，冰体内气泡无法全部排出，很难达到理想的透明度。整体上，该方法存在冰的制作时间过长，冰的质量不可控的缺陷，还不能满足产品化生产的要求。本项目研究，通过跨学科研究方法建立了透明冰的生长模型，以此为基础，对模具内结晶环境进行优化设计，开发模具制冰设备，实现了对透明冰制品的批量化生产。研究提出，在模具外建立循环系统的方法，能够满足模具中制冰透明冰晶生长所需的物理环境，避免冰中气泡形成，提高制冰质量。通过对循环系统的控制，能够有效降低模具材料与结构的限制，提高制冰效率。本项目依据我省冰雪旅游企业的现实需求，完成了在模具制冰技术研发及其设备开发，现已达到5级技术就绪度。整体开发周期短，能够实现在短期内完成产品开发与市场推广，达到增加就业与拉动冰雪旅游经济增长的目的。自本世纪初，以冰雕而闻名的冰雪旅游业，成为我省经济支柱产业。伴随人造冰技术的发展，以块状透明冰为基材的冰雕艺术品、餐饮用品等透明冰制品，打破季节和地域的限制，逐渐在大众生活中得到推广。现阶段，机械加工与人工雕刻的方法无法满足市场需求。冰雪旅游业与休闲业的快速发展，要求透明冰制品的产品化。在透明冰制品实现产品化的过程中，模具制作透明冰技术是亟待解决的关键问题。 。

哈尔滨工程大学

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