ジルコニアセラミックの9つの精密成形プロセス

ジルコニアセラミックの9つの精密成形プロセス
成形プロセスは、セラミック材料の準備プロセス全体にリンクの役割を果たし、セラミック材料とコンポーネントのパフォーマンスの信頼性と生産的な再現性を確保するための鍵です。
社会の発展に伴い、伝統的なセラミックの伝統的な手粘り方、ホイール形成方法、グラウト方法などが、生産と改良のための現代社会のニーズを満たすことができなくなるため、新しい成形プロセスが生まれました。 Zro2細かいセラミック材料は、次の9種類の成形プロセス（2種類のドライメソッドと7種類のウェット方法）で広く使用されています。

1。ドライモールディング

1.1ドライプレス

ドライプレスは圧力を使用して、セラミックパウダーを特定の形状の体に押し込みます。その本質は、外力の作用の下で、粉末粒子は金型に互いに互いに近づき、特定の形状を維持するために内部摩擦によってしっかりと組み合わされるということです。乾燥した緑色の体の主な欠陥は、散発であり、これは粉末の間の内部摩擦と粉末とカビの壁の間の摩擦によるものであり、身体内の圧力損失をもたらします。

ドライプレスの利点は、緑色の体のサイズが正確で、動作が単純であり、機械化された動作を実現するのが便利であることです。緑色の乾燥した押し込みの水分とバインダーの含有量は少なく、乾燥と発火の収縮は小さくなります。主に単純な形状の製品を形成するために使用され、アスペクト比は小さくなっています。金型摩耗によって引き起こされる生産コストの増加は、乾燥プレスの欠点です。

1.2等斜面のプレス

アイソスタティックプレスは、従来のドライプレスに基づいて開発された特別な形成方法です。流体透過圧力を利用して、あらゆる方向から弾性型内の粉末に圧力を均等に塗布します。液体の内圧の一貫性により、粉末はあらゆる方向に同じ圧力を負うため、緑色の密度の違いは回避できます。

アイソスタティックプレスは、ウェットバッグの等張りのプレスとドライバッグの等帯のプレスに分割されます。ウェットバッグのアイソスタティックプレスは、複雑な形状の製品を形成できますが、断続的にしか動作しません。ドライバッグの等張りのプレスは、自動連続動作を実現できますが、正方形、丸い、管状の断面などの単純な形状の製品のみを形成できます。アイソスタティックプレスは、均一で濃い緑色の体を得ることができ、あらゆる方向に小さな発射収縮と均一な収縮がありますが、機器は複雑で高価であり、生産効率は高くなく、特別な要件を持つ材料の生産にのみ適しています。

2。ウェット形成

2.1グラウト
グラウト成形プロセスはテープキャストに似ています。違いは、成形プロセスには物理的な脱水プロセスと化学凝固プロセスが含まれることです。物理的な脱水は、多孔質石膏型の毛細血管作用を介してスラリーの水を除去します。表面CASO4の溶解によって生成されたCa2+は、スラリーのイオン強度を増加させ、スラリーの凝集をもたらします。
物理的な脱水と化学凝固の作用の下で、セラミック粉末粒子は石膏カビの壁に堆積します。グラウトは、複雑な形状の大規模なセラミック部品の調製に適していますが、形状、密度、強度などを含む緑色の体の品質は貧弱であり、労働者の労働強度は高く、自動操作には適していません。

2.2ホットダイキャスティング
ホットダイキャスティングは、セラミックパウダーと比較的高い温度（60〜100°）でバインダー（パラフィン）と混合して、ホットダイキャスティング用のスラリーを取得することです。スラリーは、圧縮空気の作用下で金属型に注入され、圧力が維持されます。冷却、ワックスブランクを得るためにデモンスト、ワックスブランクは、緑色の体を得るために不活性な粉末の保護下で脱線し、緑色は高温で焼結して磁器になります。

ホットダイキャスティングによって形成される緑色の体は、正確な寸法、均一な内部構造、カビの摩耗が少なく、生産効率が高く、さまざまな原材料に適しています。ワックススラリーと金型の温度は厳密に制御する必要があります。そうしないと、注入または変形を引き起こすため、大規模な部品の製造には適しておらず、2段階発火プロセスは複雑でエネルギー消費が高くなります。

2.3テープキャスト
テープ鋳造は、セラミックパウダーを大量の有機バインダー、可塑剤、分散剤などと完全に混ぜて、流れやすい粘性スラリーを得て、鋳造機のホッパーにスラリーを加え、スクレーパーを使用して厚さを制御することです。それは、給餌ノズルを通してコンベアベルトに流れ、乾燥後にフィルムブランクが得られます。

このプロセスは、フィルム素材の準備に適しています。より良い柔軟性を得るために、大量の有機物が追加され、プロセスパラメーターを厳密に制御する必要があります。そうしないと、剥離、縞、低いフィルム強度、または困難な剥離などの欠陥を簡単に引き起こします。使用される有機物は毒性があり、環境汚染を引き起こし、環境汚染を減らすために、非毒性または毒性の低いシステムを可能な限り使用する必要があります。

2.4ゲル射出成形
ゲル射出成形技術は、1990年代初頭にオークリッジ国立研究所の研究者によって最初に発明された新しいコロイドラピッドプロトタイピングプロセスです。そのコアは、高強度の横方向にリンクされたポリマー溶媒ゲルに重合する有機モノマー溶液の使用です。

有機モノマーの溶液に溶解したセラミック粉末のスラリーが型に鋳造され、モノマー混合物が重合してゲル化された部分を形成します。横方向にリンクされたポリマー溶媒には10％〜20％（質量分数）ポリマーしか含まれていないため、乾燥ステップでゲル部分から溶媒を簡単に除去できます。同時に、ポリマーの横方向の接続により、乾燥プロセス中にポリマーは溶媒で移動することはできません。

この方法は、複合型の準ネットサイズのセラミック部品を形成できる単相および複合セラミック部品の製造に使用でき、その緑の強度は20〜30mpa以上であり、再処理できます。この方法の主な問題は、胚性プロセス中に胚の体の収縮率が比較的高いことであり、胚体の変形に簡単につながることです。一部の有機モノマーには酸素阻害があり、表面が剥がれて落ちます。温度誘発性の有機モノマー重合プロセスにより、温度シェービングを引き起こし、内部応力の存在につながり、ブランクが壊れます。

2.5直接固化射出成形
直接固化射出成形は、ETHチューリッヒによって開発された成形技術です。溶媒水、セラミック粉末、有機添加剤は完全に混合されており、静電的、低粘度、高ソリッドコンテンツスラリーを形成します。

プロセス中の化学反応の進行を制御します。射出成形前の反応はゆっくりと実行され、スラリーの粘度が低く抑えられ、射出成形後に反応が加速され、スラリーが固まり、液体スラリーが固体に変換されます。得られた緑色の体には良好な機械的特性があり、強度は5kpaに達する可能性があります。緑色の体は折りたたまれ、乾燥し、焼結されて、望ましい形状のセラミック部分を形成します。

その利点は、少量の有機添加物（1％未満）を必要としない、または必要としない、または緑色の体を脱脂する必要はないこと、緑色の体密度は均一であり、相対密度は高（55％〜70％）であり、大きさと複雑なセラミック部品を形成することができます。その欠点は、添加物が高価であり、ガスは一般に反応中に放出されることです。

2.6射出成形
射出成形は、プラスチック製品の成形と金属型の成形に長い間使用されてきました。このプロセスでは、熱可塑性有機物の低温硬化または熱硬化性有機物の高温硬化を使用します。粉末と有機キャリアは、特別な混合装置に混合され、高圧（数百のMPAから数百）の下で型に注入されます。大きな成形圧力により、得られたブランクには正確な寸法、高い滑らかさ、コンパクトな構造があります。特別な成形機器を使用すると、生産効率が大幅に向上します。

1970年代後半から1980年代初頭に、射出成形プロセスがセラミック部品の成形に適用されました。このプロセスは、大量の有機物を追加することにより、不毛の材料のプラスチック成形を実現します。これは、一般的なセラミックプラスチック製の成形プロセスです。射出成形技術では、熱可塑性有機物（ポリエチレン、ポリスチレンなど）、熱硬化性有機物（エポキシ樹脂、フェノール樹脂など）、または水溶性ポリマーを主要なバインダーとして使用することに加えて、プラスチック剤、植物剤などの浸透剤などの浸透性停止など、浸透性停止などのプロセス補助具を追加する特定の量のプロセス援助を追加する必要があります。成形ボディ。

射出成形プロセスには、高度な自動化と成形ブランクの正確なサイズの利点があります。ただし、注入型セラミック部品の緑色の有機含有量は、50vol％と同じです。その後の焼結プロセスでこれらの有機物質を排除するには、数日から数十日までの時間がかかりますが、質の高い欠陥を引き起こすのは簡単です。

2.7コロイド射出成形
追加された大量の有機物の問題と従来の射出成形プロセスの困難を排除することの難しさを解決するために、ツインフア大学は、セラミックのコロイド射出成形の新しいプロセスを創造的に提案し、独立してコロイド射出成形プロトタイプを開発して、陶磁器のセラミックスレリーの注入を実現しました。形にする。

基本的なアイデアは、コロイドの成形と射出成形を組み合わせて、独自の噴射装置とコロイドin-situ固化成形プロセスによって提供される新しい硬化技術を使用することです。この新しいプロセスでは、有機物の4wt。％未満を使用しています。水ベースの懸濁液中の少量の有機モノマーまたは有機化合物を使用して、型への注入後に有機モノマーの重合を迅速に誘導して、セラミック粉末を均等に包む有機ネットワークスケルトンを形成します。その中で、脱ガバミングの時間が大幅に短縮されるだけでなく、デギュムの亀裂の可能性も大幅に減少します。

セラミックの射出成形とコロイド成形には大きな違いがあります。主な違いは、前者がプラスチック成形のカテゴリーに属し、後者はスラリーモールディングに属していることです。つまり、スラリーには可塑性がなく、不毛の材料です。スラリーはコロイド成形に可塑性がないため、セラミック射出成形の伝統的な考え方を採用することはできません。コロイド成形が射出成形と組み合わされている場合、セラミック材料のコロイド射出成形は、独自の注入装置とコロイドin-situ成形プロセスによって提供される新しい硬化技術を使用して実現されます。

セラミックのコロイド射出成形の新しいプロセスは、一般的なコロイド成形や従来の射出成形とは異なります。高度な成形自動化の利点は、コロイド成形プロセスの定性的昇華であり、ハイテクセラミックの工業化の希望となります。