Siyam ka proseso sa paghulma sa katukma sa mga seramiko nga zirconia

Siyam ka proseso sa paghulma sa katukma sa mga seramiko nga zirconia
Ang proseso sa paghulma adunay papel nga nagdugtong sa tibuok proseso sa pag-andam sa mga materyales nga seramiko, ug mao ang yawe sa pagsiguro sa kasaligan sa performance ug pagkabalik-balik sa produksiyon sa mga materyales ug sangkap nga seramiko.
Uban sa pag-uswag sa katilingban, ang tradisyonal nga pamaagi sa pagmasa sa kamot, pamaagi sa pagporma og ligid, pamaagi sa grouting, ug uban pa sa tradisyonal nga mga seramiko dili na makatubag sa mga panginahanglan sa modernong katilingban alang sa produksiyon ug pagpino, busa natawo ang usa ka bag-ong proseso sa paghulma. Ang ZrO2 nga pino nga mga materyales sa seramiko kaylap nga gigamit sa mosunod nga 9 ka klase sa proseso sa paghulma (2 ka klase sa uga nga pamaagi ug 7 ka klase sa basa nga pamaagi):

1. Uga nga paghulma

1.1 Pag-uga nga pagplantsa

Ang dry pressing naggamit og pressure aron i-press ang ceramic powder ngadto sa usa ka piho nga porma sa lawas. Ang esensya niini mao nga ubos sa aksyon sa eksternal nga puwersa, ang mga partikulo sa powder magkaduol sa usag usa sa molde, ug lig-on nga gihiusa pinaagi sa internal friction aron mapadayon ang usa ka piho nga porma. Ang pangunang depekto sa dry-pressed green bodies mao ang spallation, nga tungod sa internal friction tali sa mga powder ug sa friction tali sa mga powder ug sa dingding sa molde, nga moresulta sa pagkawala sa pressure sulod sa lawas.

Ang mga bentaha sa dry pressing mao nga tukma ang gidak-on sa green body, sayon ​​ang operasyon, ug sayon ​​ang mekanisadong operasyon; gamay ra ang sulod sa kaumog ug binder sa green dry pressing, ug gamay ra ang pagkunhod sa pagpauga ug pagsunog. Kini kasagarang gigamit sa pagporma og mga produkto nga adunay yano nga mga porma, ug gamay ra ang aspect ratio. Ang disbentaha sa dry pressing mao ang pagtaas sa gasto sa produksiyon nga gipahinabo sa pagkaguba sa agup-op.

1.2 Isostatic nga pagpislit

Ang isostatic pressing usa ka espesyal nga pamaagi sa pagporma nga naugmad base sa tradisyonal nga dry pressing. Gigamit niini ang fluid transmission pressure aron parehas nga ma-apply ang pressure sa pulbos sa sulod sa elastic mold gikan sa tanang direksyon. Tungod sa pagkaparehas sa internal pressure sa pluwido, ang pulbos adunay parehas nga pressure sa tanang direksyon, busa malikayan ang kalainan sa density sa green body.

Ang isostatic pressing gibahin sa wet bag isostatic pressing ug dry bag isostatic pressing. Ang wet bag isostatic pressing makaporma og mga produkto nga adunay komplikado nga mga porma, apan kini molihok lamang nga panagsa. Ang dry bag isostatic pressing makahimo og awtomatikong padayon nga operasyon, apan makaporma lamang og mga produkto nga adunay yano nga mga porma sama sa kuwadrado, lingin, ug tubular cross-sections. Ang isostatic pressing makakuha og parehas ug dasok nga berde nga lawas, nga adunay gamay nga pagkunhod sa kalayo ug parehas nga pagkunhod sa tanang direksyon, apan ang kagamitan komplikado ug mahal, ug ang kahusayan sa produksiyon dili taas, ug kini angay lamang alang sa paghimo og mga materyales nga adunay espesyal nga mga kinahanglanon.

2. Pagporma og basa

2.1 Pag-grout
Ang proseso sa grouting molding susama sa tape casting, ang kalainan mao nga ang proseso sa pag-molding naglakip sa proseso sa physical dehydration ug proseso sa chemical coagulation. Ang physical dehydration mokuha sa tubig sa slurry pinaagi sa capillary action sa porous gypsum mold. Ang Ca2+ nga namugna sa pagkatunaw sa ibabaw nga CaSO4 nagdugang sa ionic strength sa slurry, nga moresulta sa flocculation sa slurry.
Ubos sa aksyon sa pisikal nga dehydration ug kemikal nga coagulation, ang mga partikulo sa ceramic powder madeposito sa dingding sa gypsum mold. Ang grouting angay alang sa pag-andam sa dagkong mga bahin sa seramik nga adunay komplikado nga mga porma, apan ang kalidad sa berde nga lawas, lakip ang porma, densidad, kusog, ug uban pa, dili maayo, taas ang kusog sa trabaho sa mga trabahante, ug dili kini angay alang sa awtomatikong operasyon.

2.2 Init nga paghulma sa mamatay
Ang hot die casting mao ang pagsagol sa ceramic powder ug binder (paraffin) sa medyo taas nga temperatura (60~100℃) aron makakuha og slurry para sa hot die casting. Ang slurry gi-inject sa metal mold ubos sa aksyon sa compressed air, ug ang pressure gipadayon. Pinaagi sa pagpabugnaw, pag-demoulding aron makakuha og wax blank, ang wax blank gi-dewax ubos sa proteksyon sa inert powder aron makakuha og green body, ug ang green body gi-sinter sa taas nga temperatura aron mahimong porcelain.

Ang berde nga lawas nga naporma sa init nga die casting adunay tukma nga mga sukod, parehas nga istruktura sa sulod, gamay nga pagkaguba sa agup-op ug taas nga kahusayan sa produksiyon, ug angay alang sa lainlaing mga hilaw nga materyales. Ang temperatura sa wax slurry ug ang agup-op kinahanglan nga hugot nga kontrolado, kung dili kini hinungdan sa under injection o deformation, busa dili kini angay alang sa paghimo og dagkong mga piyesa, ug ang proseso sa duha ka lakang nga pagpabuto komplikado ug taas ang konsumo sa enerhiya.

2.3 Paghulma sa teyp
Ang tape casting mao ang hingpit nga pagsagol sa ceramic powder uban sa daghang organic binders, plasticizers, dispersants, ug uban pa aron makakuha og flowable viscous slurry, idugang ang slurry sa hopper sa casting machine, ug gamita ang scraper aron makontrol ang gibag-on. Moagos kini padulong sa conveyor belt pinaagi sa feeding nozzle, ug makuha ang film blank human mamala.

Kini nga proseso angay alang sa pag-andam sa mga materyales sa pelikula. Aron makakuha og mas maayong pagka-flexible, daghang organikong butang ang idugang, ug ang mga parametro sa proseso kinahanglan nga hugot nga kontrolon, kung dili, dali ra kini nga hinungdan sa mga depekto sama sa pagpanit, mga streak, ubos nga kusog sa pelikula o lisod nga pagpanit. Ang organikong butang nga gigamit makahilo ug hinungdan sa polusyon sa kalikopan, ug usa ka dili makahilo o dili kaayo makahilo nga sistema ang kinahanglan gamiton kutob sa mahimo aron makunhuran ang polusyon sa kalikopan.

2.4 Paghulma sa gel injection
Ang teknolohiya sa gel injection molding usa ka bag-ong proseso sa colloidal rapid prototyping nga unang naimbento sa mga tigdukiduki sa Oak Ridge National Laboratory sa sayong bahin sa 1990s. Ang kinauyokan niini mao ang paggamit sa mga organic monomer solution nga nag-polymerize ngadto sa high-strength, laterally linked polymer-solvent gels.

Usa ka slurry sa ceramic powder nga gitunaw sa solusyon sa mga organic monomer ang gihulma sa usa ka molde, ug ang sagol nga monomer mo-polymerize aron maporma ang usa ka gelled nga bahin. Tungod kay ang laterally linked polymer-solvent adunay sulod lamang nga 10%–20% (mass fraction) nga polymer, dali ra makuha ang solvent gikan sa gel nga bahin pinaagi sa usa ka drying step. Sa samang higayon, tungod sa lateral connection sa mga polymer, ang mga polymer dili makabalhin uban sa solvent atol sa proseso sa pagpauga.

Kini nga pamaagi magamit sa paghimo og single-phase ug composite ceramic parts, nga mahimong moporma og complex-shaped, quasi-net-sized ceramic parts, ug ang green strength niini moabot og 20-30Mpa o labaw pa, nga mahimong iproseso pag-usab. Ang pangunang problema niini nga pamaagi mao nga ang shrinkage rate sa embryo body medyo taas atol sa densification process, nga dali nga mosangpot sa deformation sa embryo body; ang ubang organic monomers adunay oxygen inhibition, nga hinungdan sa pagpanit ug pagkahulog sa nawong; tungod sa temperature-induced organic monomer polymerization process, ang Temperature shaving mosangpot sa internal stress, nga hinungdan sa pagkabuak sa mga blangko ug uban pa.

2.5 Direktang pag-indyeksyon sa solidification
Ang direct solidification injection molding usa ka teknolohiya sa paghulma nga gipalambo sa ETH Zurich: ang solvent water, ceramic powder ug mga organic additives hingpit nga gisagol aron maporma ang electrostatically stable, low-viscosity, high-solid-content slurry, nga mahimong mausab pinaagi sa pagdugang og Slurry pH o mga kemikal nga nagdugang sa konsentrasyon sa electrolyte, dayon ang slurry gi-inject sa usa ka non-porous mold.

Kontrolaha ang pag-uswag sa mga reaksiyong kemikal atol sa proseso. Ang reaksiyon sa dili pa ang injection molding hinayhinay nga gihimo, ang viscosity sa slurry gipabiling ubos, ug ang reaksiyon gipaspasan human sa injection molding, ang slurry mogahi, ug ang fluid slurry mabag-o ngadto sa solidong lawas. Ang nakuha nga green body adunay maayong mekanikal nga mga kabtangan ug ang kusog moabot sa 5kPa. Ang green body gi-demold, gipauga ug gi-sinter aron maporma ang usa ka ceramic nga bahin sa gitinguha nga porma.

Ang mga bentaha niini mao nga dili kini magkinahanglan o gamay ra nga gidaghanon sa organikong mga additives (ubos sa 1%), ang green body dili kinahanglan nga i-degrease, ang green body density parehas, ang relatibong density taas (55%~70%), ug mahimo kini nga maporma ang dagko ug komplikado nga porma sa mga ceramic nga parte. Ang disbentaha niini mao nga ang mga additives mahal, ug ang gas kasagarang mogawas atol sa reaksyon.

2.6 Paghulma sa iniksyon
Ang injection molding dugay nang gigamit sa paghulma sa mga produktong plastik ug sa paghulma sa mga hulmahan sa metal. Kini nga proseso naggamit ug ubos nga temperatura nga pag-ayo sa mga thermoplastic organics o taas nga temperatura nga pag-ayo sa mga thermosetting organics. Ang pulbos ug ang organikong carrier gisagol sa usa ka espesyal nga kagamitan sa pagsagol, ug dayon gi-inject sa hulmahan ubos sa taas nga presyur (napulo hangtod sa gatusan ka MPa). Tungod sa dako nga presyur sa paghulma, ang nakuha nga mga blangko adunay tukma nga mga sukod, taas nga hamis ug compact nga istruktura; ang paggamit sa espesyal nga kagamitan sa paghulma dako nga nagpauswag sa kahusayan sa produksiyon.

Sa ulahing bahin sa dekada 1970 ug sayong bahin sa dekada 1980, ang proseso sa injection molding gigamit sa paghulma sa mga parte sa seramiko. Kini nga proseso nagpatuman sa plastik nga paghulma sa mga materyales nga walay sulod pinaagi sa pagdugang og daghang organikong butang, nga usa ka komon nga proseso sa ceramic plastic molding. Sa teknolohiya sa injection molding, dugang sa paggamit sa thermoplastic organics (sama sa polyethylene, polystyrene), thermosetting organics (sama sa epoxy resin, phenolic resin), o water-soluble polymers isip pangunang binder, gikinahanglan usab ang pagdugang og pipila ka gidaghanon sa mga process aid sama sa plasticizers, lubricants ug coupling agents aron mapaayo ang fluidity sa ceramic injection suspension ug masiguro ang kalidad sa injection molded body.

Ang proseso sa injection molding adunay mga bentaha sa taas nga lebel sa automation ug tukma nga gidak-on sa molding blank. Bisan pa, ang organikong sulud sa berde nga lawas sa mga injection-molded ceramic nga mga bahin moabot sa 50vol%. Nagkinahanglan kini og dugay nga panahon, bisan pipila ka adlaw hangtod dose ka adlaw, aron mawagtang kini nga mga organikong sangkap sa sunod nga proseso sa sintering, ug dali ra nga hinungdan sa mga depekto sa kalidad.

2.7 Paghulma sa koloidal nga ineksiyon
Aron masulbad ang mga problema sa daghang gidaghanon sa organikong butang nga gidugang ug ang kalisud sa pagwagtang sa mga kalisud sa tradisyonal nga proseso sa injection molding, ang Tsinghua University mamugnaong nagsugyot og usa ka bag-ong proseso alang sa colloidal injection molding sa mga seramiko, ug independente nga nagpalambo og usa ka colloidal injection molding prototype aron matuman ang pag-inject sa walay sulod nga ceramic slurry.

Ang sukaranang ideya mao ang paghiusa sa colloidal molding ug injection molding, gamit ang proprietary injection equipment ug bag-ong curing technology nga gihatag sa colloidal in-situ solidification molding process. Kini nga bag-ong proseso naggamit ug wala pay 4wt.% nga organikong butang. Gamay nga gidaghanon sa organic monomers o organic compounds sa water-based suspension ang gigamit aron dali nga ma-induce ang polymerization sa organic monomers human sa pag-inject sa molde aron maporma ang organic network skeleton, nga parehas nga moputos sa ceramic powder. Taliwala niini, dili lang ang oras sa degumming ang gipamub-an pag-ayo, apan ang posibilidad sa pagliki sa degumming usab mikunhod pag-ayo.

Dako kaayo ang kalainan tali sa injection molding sa mga seramiko ug colloidal molding. Ang pangunang kalainan mao nga ang una nahisakop sa kategorya sa plastic molding, ug ang ikaduha nahisakop sa slurry molding, nga mao, ang slurry walay plasticity ug usa ka walay pulos nga materyal. Tungod kay ang slurry walay plasticity sa colloidal molding, ang tradisyonal nga ideya sa ceramic injection molding dili masagop. Kung ang colloidal molding gihiusa sa injection molding, ang colloidal injection molding sa mga materyales nga seramiko matuman pinaagi sa paggamit sa proprietary injection equipment ug bag-ong curing technology nga gihatag sa colloidal in-situ molding process.

Ang bag-ong proseso sa colloidal injection molding sa mga seramiko lahi sa kinatibuk-ang colloidal molding ug tradisyonal nga injection molding. Ang bentaha sa taas nga lebel sa molding automation mao ang kwalitatibo nga sublimasyon sa proseso sa colloidal molding, nga mahimong paglaum alang sa industriyalisasyon sa mga high-tech nga seramiko.