Nove prucessi di stampa di precisione di ceramica zirconia

Nove prucessi di stampa di precisione di ceramica zirconia
U prucessu di mudificazione ghjoca un rolu di ligame in tuttu u prucessu di preparazione di materiali ceramichi, è hè a chjave per assicurà l'affidabilità di u rendiment è a ripetibilità di a produzzione di materiali è cumpunenti ceramichi.
Cù u sviluppu di a sucietà, u metudu tradiziunale di impastamentu a manu, u metudu di furmazione di rota, u metudu di grouting, etc., di a ceramica tradiziunale ùn ponu più risponde à i bisogni di a sucietà muderna per a produzzione è u raffinamentu, cusì hè natu un novu prucessu di mudificazione.I materiali ceramici fini ZrO2 sò largamente usati in i seguenti 9 tippi di prucessi di moldura (2 tippi di metudi secchi è 7 tippi di metudi bagnati):

1. Molding seccu

1.1 Pressu seccu

A pressa secca usa a pressione per pressà a polvera ceramica in una certa forma di u corpu.A so essenza hè chì sottu à l'azzione di a forza esterna, i particeddi di polvere si avvicinanu l'un à l'altru in u moldu, è sò fermamente cumminati da a friczione interna per mantene una certa forma.U difettu principale in i corpi verdi pressati in seccu hè a spallazione, chì hè duvuta à l'attrito internu trà i polveri è l'attrito trà i polveri è u muru di u muffa, chì risultatu in a perdita di pressione in u corpu.

I vantaghji di u pressing seccu sò chì a dimensione di u corpu verde hè precisa, l'operazione hè simplice, è hè cunvenutu per realizà u funziunamentu meccanizatu;u cuntenutu di l'umidità è u ligame in u pressing seccu verde hè menu, è u scontru di seccu è di u focu hè chjucu.Hè principalmente usatu per furmà prudutti cù forme simplici, è u rapportu d'aspettu hè chjucu.L'aumentu di u costu di pruduzzione causatu da l'usura di u muffa hè u svantaghju di a pressa secca.

1.2 Pressing isostatic

A pressatura isostatica hè un metudu di furmazione speciale sviluppatu nantu à a basa di a pressa secca tradiziunale.Utilizeghja a pressione di trasmissione di fluidu per applicà pressione uniformemente à a polvera in u moldu elasticu da tutte e direzzione.A causa di a cunsistenza di a pressione interna di u fluidu, u polveru porta a stessa pressione in tutte e direzzione, cusì a diferenza in a densità di u corpu verde pò esse evitata.

A pressatura isostatica hè divisa in pressa isostatica di sacchetti umidi è pressa isostatica di sacchetti secchi.U pressing isostatic bag bagu pò furmà prudutti cù forme cumplessi, ma pò travaglià solu intermittenti.A pressatura isostatica di u saccu seccu pò realizà un funziunamentu automaticu cuntinuu, ma pò solu furmà prudutti cù forme simplici cum'è sezioni trasversali quadrate, tondi è tubulari.A pressa isostatica pò ottene un corpu verde uniforme è densu, cù una piccula contrazione di u focu è una contrazione uniforme in tutte e direzzione, ma l'equipaggiu hè cumplessu è caru, è l'efficienza di a produzzione ùn hè micca alta, è hè adattatu solu per a produzzione di materiali cù speciali. esigenze.

2. Formazione bagnata

2.1 Stuccatura
U prucessu di mudificazione di grouting hè simile à u casting di cinta, a diferenza hè chì u prucessu di mudificazione include u prucessu di disidratazione fisica è u prucessu di coagulazione chimica.A desidratazione fisica elimina l'acqua in u slurry per l'azzione capillare di u muffa di gypsum poroso.U Ca2+ generatu da a dissoluzione di a superficia CaSO4 aumenta a forza ionica di a slurry, risultatu in a floculazione di a slurry.
Sutta l'azzione di a disidratazione fisica è a coagulazione chimica, e particelle di polvere di ceramica sò dipositate nantu à u muru di u moldu di gypsum.Grouting hè adattatu per a preparazione di pezzi ceramichi di grande scala cù formi cumplessi, ma a qualità di u corpu verde, cumprese a forma, a densità, a forza, etc., hè povira, l'intensità di u travagliu di i travagliadori hè alta, è ùn hè micca adattatu. per operazioni automatizate.

2.2 Die casting a caldo
A fusione a pressione calda hè di mischjà a polvera di ceramica cù u legante (paraffina) à una temperatura relativamente alta (60 ~ 100 ℃) per ottene u slurry per a fusione a caldo.U slurry hè injected in u moldu di metallu sottu l'azzione di l'aria compressa, è a pressione hè mantinuta.Raffreddamentu, demoulding per ottene un biancu di cera, u biancu di cera hè dewaxed sottu a prutezzione di un polveru inerte per ottene un corpu verde, è u corpu verde hè sinterizatu à alta temperatura per diventà porcellana.

U corpu verde furmatu da a fusione calda hà dimensioni precise, struttura interna uniforme, menu usura di u muffa è alta efficienza di produzzione, è hè adattatu per diverse materie prime.A temperatura di u slurry di cera è u muffa deve esse strettamente cuntrullata, altrimenti pruvucarà sottu iniezione o deformazione, per quessa ùn hè micca adattatu per a fabricazione di pezzi grossi, è u prucessu di coccia in dui passi hè cumplicatu è u cunsumu d'energia hè altu.

2.3 Casting di cinta
Tape casting hè di mischjà cumplettamente a polvera di ceramica cù una grande quantità di leganti organici, plastificanti, dispersanti, etc. per ottene un slurry viscosu fluidu, aghjunghje a slurry à a tramoggia di a macchina di casting, è utilizate un scraper per cuntrullà u gruixu.Scorre à u cinturione trasportatore attraversu a bocca di alimentazione, è u filmu in biancu hè ottenutu dopu l'asciugatura.

Stu prucessu hè adattatu per a preparazione di materiale di film.Per ottene una flessibilità megliu, una grande quantità di materia urganica hè aghjuntu, è i paràmetri di u prucessu sò richiesti per esse strettamente cuntrullati, altrimenti facilmente causarà difetti cum'è peeling, strisce, forza di film bassa o peeling difficiuli.A materia urganica utilizata hè tossica è pruvucarà a contaminazione ambientale, è un sistema micca tossicu o menu tossicu deve esse usatu quantu pussibule per riduce a contaminazione ambientale.

2.4 Gel injection molding
A tecnulugia di stampa di iniezione di gel hè un novu prucessu di prototipu rapidu colloidale inventatu prima da i circadori di u Laboratoriu Naziunale di Oak Ridge à l'iniziu di l'anni 1990.À u so core hè l'usu di suluzioni di monomeri organici chì polimerizanu in gel di polimeru-solvente ad alta resistenza, ligati lateralmente.

Un slurry di polvera ceramica dissoluta in una suluzione di monomeri organici hè colata in un moldu, è a mistura di monomeri polimerizza per furmà una parte gelificata.Siccomu u polimeru-solvente ligatu lateralmente cuntene solu 10%-20% (frazione di massa) polimeru, hè faciule fà caccià u solvente da a parte di gel da un passu di siccazione.À u listessu tempu, per via di a cunnessione laterale di i polimeri, i polimeri ùn ponu micca migrate cù u solvente durante u prucessu di siccà.

Stu mètudu pò ièssiri usatu a fabbricari parti di ceramica monofase è cumposti, chì ponu forma cumplessu-forma, quasi-net-sized parti ceramica, è a so forza verde hè altu cum'è 20-30Mpa o di più, chì pò esse riprocessed.U prublema principali di stu metudu hè chì u ritimu di shrinkage di u corpu di l'embriione hè relativamente altu durante u prucessu di densificazione, chì facilmente porta à a deformazione di u corpu di l'embriione;certi monomeri organici anu inibizione di l'ossigenu, chì face chì a superficia sbuchja è casca;duvuta à u prucessu di polimerizazione monomeru organicu induvatu da temperatura, pruvucannu Temperature shaving porta à l'esistenza di stress internu, chì face chì i spazii sò rotti è cusì.

2.5 Formazione di iniezione di solidificazione diretta
L'iniezione di solidificazione diretta hè una tecnulugia di stampatura sviluppata da ETH Zurich: l'acqua di solvente, a polvere di ceramica è l'additivi organici sò mischiati cumplettamente per furmà una slurry elettrostaticamente stabile, di bassa viscosità, di altu cuntenutu solidu, chì pò esse cambiatu aghjunghjendu pH di Slurry o chimichi. chì aumentanu a cuncentrazione di l'elettroliti, allora u slurry hè injected in un moldu non poroso.

Cuntrolla u prugressu di reazzione chimica durante u prucessu.A reazione prima di l'iniezione hè fatta lentamente, a viscosità di u slurry hè mantinutu bassu, è a reazione hè accelerata dopu l'injection molding, u slurry si solidifica, è u slurry fluidu hè trasfurmatu in un corpu solidu.U corpu verde ottenutu hà boni pruprietà miccanicu è a forza pò ghjunghje à 5kPa.U corpu verde hè demolded, seccu è sinterizatu per furmà una parte ceramica di a forma desiderata.

I so vantaghji sò chì ùn hà micca bisognu o solu bisognu di una piccula quantità di additivi organici (menu di 1%), u corpu verde ùn deve esse sgrassatu, a densità di u corpu verde hè uniforme, a densità relativa hè alta (55% ~). 70%), è pò furmà pezzi ceramichi di grande dimensione è cumplessu.U so svantaghju hè chì l'additivi sò caru, è u gasu hè generalmente liberatu durante a reazione.

2.6 Injection molding
L'injection molding hè stata longa aduprata in a furmazione di i prudutti di plastica è l'injection di stampi di metalli.Stu prucessu usa a curazione à bassa temperatura di l'organi termoplastici o l'alta temperatura di l'organi termoindurenti.U polu è u trasportatore organicu sò mischiati in un equipamentu speciale di mischju, è poi injected in u moldu sottu pressione alta (decine à centinaie di MPa).A causa di a grande pressione di moldura, i blanks ottenuti anu dimensioni precise, alta liscia è struttura compatta;l'usu di l'attrezzatura di stampatura speciale migliurà assai l'efficienza di a produzzione.

À a fini di l'anni 1970 è à l'iniziu di l'anni 1980, u prucessu di iniezione hè stata appiicata à a forma di pezzi ceramichi.Stu prucessu rializeghja u muffa plastica di materiali sterili agghiuncennu una grande quantità di materia urganica, chì hè un prucessu cumuni di formatura plastica ceramica.In a tecnulugia di stampa in iniezione, in più di l'usu di l'organi termoplastici (cum'è u polietilene, u polistirene), l'organismi termoindurenti (cum'è a resina epossidica, a resina fenolica), o polimeri solubili in acqua cum'è u legante principale, hè necessariu aghjunghje certi quantità di prucessu. aiuti cum'è plastificanti, lubrificanti è agenti di accoppiamentu per migliurà a fluidità di a sospensjoni di l'iniezione di ceramica è assicurà a qualità di u corpu stampatu in iniezione.

U prucessu di stampatura à iniezione hà i vantaghji di un altu gradu d'automatizazione è una dimensione precisa di u biancu di stampa.In ogni casu, u cuntenutu urgànicu in u corpu verde di parti ceramiche injezione-molded hè altu cum'è 50vol%.Piglia assai tempu, ancu parechji ghjorni à decine di ghjorni, per eliminà questi sustanzi organici in u prucessu di sinterizazione sussegwente, è hè faciule per causà difetti di qualità.

2.7 Iniezione coloidale
Per risolve i prublemi di a grande quantità di materia urganica aghjuntu è a difficultà di eliminà e difficultà in u prucessu tradiziunale di iniezione, l'Università di Tsinghua hà prupostu creativamente un novu prucessu per l'iniezione colloidale di ceramica, è hà sviluppatu indipindentamente un prototipu di stampaggio per iniezione colloidale. per realizà l'iniezione di slurry ceramica sterile.furmendu.

L'idea di basa hè di cunghjuntà u formatura coloidale cù l'iniezione, utilizendu l'equipaggiu d'iniezione proprietariu è a nova tecnulugia di curazione furnita da u prucessu di furmà di solidificazione colloidale in situ.Stu novu prucessu usa menu di 4wt.% di materia urganica.Una piccula quantità di monomeri organici o cumposti organici in a sospensjoni à l'acqua hè aduprata per induce rapidamente a polimerizazione di monomeri organici dopu à l'iniezione in u moldu per furmà un scheletru di a reta organica, chì avvolge uniformemente a polvera ceramica.À mezu à elli, micca solu u tempu di degumming hè assai scurciatu, ma ancu a pussibilità di cracking di degumming hè assai ridutta.

Ci hè una grande differenza trà l'injection molding di ceramica è l'injection coloidal.A principal diferenza hè chì l'antica appartene à a categuria di molding plasticu, è l'ultime appartene à slurry molding, vale à dì, u slurry ùn hà micca plasticità è hè un materiale sterile.Perchè u slurry ùn hà micca plasticità in u formamentu coloidale, l'idea tradiziunale di l'injezione di ceramica ùn pò esse aduttatu.Se l'iniezione colloidale hè cumminata cù l'iniezione, l'injezione colloidale di materiali ceramichi hè realizatu utilizendu l'equipaggiu d'iniezione proprietariu è a nova tecnulugia di curazione furnita da u prucessu di formatura colloidale in situ.

U novu prucessu di iniezione coloidale di a ceramica hè sfarente da u formatu coloidale generale è da l'injezione tradiziunale.U vantaghju di un altu gradu di l'automatizazione di mudificazione hè una sublimazione qualitativa di u prucessu di forma coloidale, chì diventerà a speranza per l'industrializazione di a ceramica high-tech.