झिरकोनिया सिरेमिकच्या नऊ अचूक मोल्डिंग प्रक्रिया

झिरकोनिया सिरेमिकच्या नऊ अचूक मोल्डिंग प्रक्रिया
सिरेमिक मटेरियलच्या संपूर्ण तयारी प्रक्रियेत मोल्डिंग प्रक्रिया एक जोडणीची भूमिका बजावते आणि सिरेमिक मटेरियल आणि घटकांची कार्यक्षमता विश्वसनीयता आणि उत्पादन पुनरावृत्तीक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी ही गुरुकिल्ली आहे.
समाजाच्या विकासासह, पारंपारिक सिरेमिकची पारंपारिक हाताने मळण्याची पद्धत, चाक तयार करण्याची पद्धत, ग्राउटिंग पद्धत इत्यादी आता आधुनिक समाजाच्या उत्पादन आणि परिष्करणाच्या गरजा पूर्ण करू शकत नाहीत, म्हणून एक नवीन मोल्डिंग प्रक्रिया जन्माला आली. ZrO2 बारीक सिरेमिक साहित्य खालील 9 प्रकारच्या मोल्डिंग प्रक्रियांमध्ये (2 प्रकारच्या कोरड्या पद्धती आणि 7 प्रकारच्या ओल्या पद्धती) मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते:

१. ड्राय मोल्डिंग

१.१ कोरडे दाबणे

ड्राय प्रेसिंगमध्ये सिरेमिक पावडर शरीराच्या एका विशिष्ट आकारात दाबण्यासाठी दाब वापरला जातो. त्याचे सार असे आहे की बाह्य शक्तीच्या कृतीमुळे, पावडरचे कण साच्यात एकमेकांकडे येतात आणि विशिष्ट आकार राखण्यासाठी अंतर्गत घर्षणाने घट्टपणे एकत्र होतात. ड्राय-प्रेस्ड ग्रीन बॉडीजमधील मुख्य दोष म्हणजे स्पॅलेशन, जे पावडरमधील अंतर्गत घर्षण आणि पावडर आणि साच्याच्या भिंतीमधील घर्षणामुळे होते, ज्यामुळे शरीराच्या आत दाब कमी होतो.

ड्राय प्रेसिंगचे फायदे म्हणजे ग्रीन बॉडीचा आकार अचूक असतो, ऑपरेशन सोपे असते आणि मशीनीकृत ऑपरेशन करणे सोयीस्कर असते; ग्रीन ड्राय प्रेसिंगमध्ये ओलावा आणि बाईंडरचे प्रमाण कमी असते आणि ड्रायिंग आणि फायरिंग संकोचन कमी असते. हे प्रामुख्याने साध्या आकारांसह उत्पादने तयार करण्यासाठी वापरले जाते आणि आस्पेक्ट रेशो कमी असतो. बुरशीच्या झीजमुळे होणारा वाढलेला उत्पादन खर्च हा ड्राय प्रेसिंगचा तोटा आहे.

१.२ समस्थानिक दाब

आयसोस्टॅटिक प्रेसिंग ही पारंपारिक ड्राय प्रेसिंगच्या आधारे विकसित केलेली एक विशेष फॉर्मिंग पद्धत आहे. ती लवचिक साच्यातील पावडरवर सर्व दिशांनी समान दाब देण्यासाठी द्रव ट्रान्समिशन प्रेशरचा वापर करते. द्रवाच्या अंतर्गत दाबाच्या सुसंगततेमुळे, पावडर सर्व दिशांना समान दाब सहन करते, त्यामुळे हिरव्या शरीराच्या घनतेतील फरक टाळता येतो.

आयसोस्टॅटिक प्रेसिंग हे वेट बॅग आयसोस्टॅटिक प्रेसिंग आणि ड्राय बॅग आयसोस्टॅटिक प्रेसिंगमध्ये विभागले गेले आहे. वेट बॅग आयसोस्टॅटिक प्रेसिंगमुळे जटिल आकारांची उत्पादने तयार होऊ शकतात, परंतु ती फक्त अधूनमधून काम करू शकतात. ड्राय बॅग आयसोस्टॅटिक प्रेसिंगमुळे स्वयंचलित सतत ऑपरेशन होऊ शकते, परंतु ते फक्त चौरस, गोल आणि ट्यूबलर क्रॉस-सेक्शन सारख्या साध्या आकारांची उत्पादने तयार करू शकते. आयसोस्टॅटिक प्रेसिंगमुळे एकसमान आणि दाट हिरवे शरीर मिळू शकते, ज्यामध्ये लहान फायरिंग संकोचन आणि सर्व दिशांमध्ये एकसमान संकोचन असते, परंतु उपकरणे जटिल आणि महाग असतात आणि उत्पादन कार्यक्षमता जास्त नसते आणि ते केवळ विशेष आवश्यकता असलेल्या सामग्रीच्या उत्पादनासाठी योग्य असते.

२. ओले तयार होणे

२.१ ग्राउटिंग
ग्राउटिंग मोल्डिंग प्रक्रिया टेप कास्टिंग सारखीच असते, फरक इतकाच आहे की मोल्डिंग प्रक्रियेत भौतिक निर्जलीकरण प्रक्रिया आणि रासायनिक कोग्युलेशन प्रक्रिया समाविष्ट असते. भौतिक निर्जलीकरण छिद्रयुक्त जिप्सम साच्याच्या केशिका क्रियेद्वारे स्लरीमधील पाणी काढून टाकते. पृष्ठभागावरील CaSO4 विरघळल्याने निर्माण होणारे Ca2+ स्लरीची आयनिक शक्ती वाढवते, परिणामी स्लरी फ्लोक्युलेशन होते.
भौतिक निर्जलीकरण आणि रासायनिक कोग्युलेशनच्या कृती अंतर्गत, सिरेमिक पावडरचे कण जिप्सम मोल्ड भिंतीवर जमा होतात. जटिल आकारांसह मोठ्या प्रमाणात सिरेमिक भाग तयार करण्यासाठी ग्राउटिंग योग्य आहे, परंतु आकार, घनता, ताकद इत्यादींसह हिरव्या शरीराची गुणवत्ता खराब आहे, कामगारांची श्रम तीव्रता जास्त आहे आणि ते स्वयंचलित ऑपरेशन्ससाठी योग्य नाही.

२.२ हॉट डाय कास्टिंग
हॉट डाय कास्टिंग म्हणजे हॉट डाय कास्टिंगसाठी स्लरी मिळविण्यासाठी तुलनेने उच्च तापमानात (६०~१००℃) सिरेमिक पावडर बाईंडर (पॅराफिन) मध्ये मिसळणे. कॉम्प्रेस्ड एअरच्या क्रियेखाली स्लरी धातूच्या साच्यात इंजेक्ट केली जाते आणि दाब राखला जातो. मेणाचा रिकामा भाग मिळविण्यासाठी थंड करणे, डिमॉल्डिंग करणे, ग्रीन बॉडी मिळविण्यासाठी इनर्ट पावडरच्या संरक्षणाखाली मेणाचा रिकामा भाग डीवॅक्स केला जातो आणि ग्रीन बॉडी पोर्सिलेन बनण्यासाठी उच्च तापमानात सिंटर केले जाते.

हॉट डाय कास्टिंगद्वारे तयार होणाऱ्या हिरव्या रंगाच्या शरीराचे परिमाण अचूक, अंतर्गत रचना एकसमान, साच्याचे कमी पोशाख आणि उच्च उत्पादन कार्यक्षमता असते आणि ते विविध कच्च्या मालासाठी योग्य असते. मेणाच्या स्लरी आणि साच्याचे तापमान काटेकोरपणे नियंत्रित करणे आवश्यक आहे, अन्यथा ते इंजेक्शन अंतर्गत किंवा विकृतीकरणास कारणीभूत ठरेल, म्हणून ते मोठ्या भागांच्या निर्मितीसाठी योग्य नाही आणि दोन-चरण फायरिंग प्रक्रिया गुंतागुंतीची आहे आणि उर्जेचा वापर जास्त आहे.

२.३ टेप कास्टिंग
टेप कास्टिंग म्हणजे सिरेमिक पावडर मोठ्या प्रमाणात ऑरगॅनिक बाइंडर, प्लास्टिसायझर्स, डिस्पर्संट इत्यादींमध्ये पूर्णपणे मिसळून वाहणारे चिकट स्लरी मिळवणे, कास्टिंग मशीनच्या हॉपरमध्ये स्लरी जोडणे आणि जाडी नियंत्रित करण्यासाठी स्क्रॅपर वापरणे. ते फीडिंग नोजलद्वारे कन्व्हेयर बेल्टमध्ये वाहते आणि कोरडे झाल्यानंतर फिल्म ब्लँक मिळते.

ही प्रक्रिया फिल्म मटेरियल तयार करण्यासाठी योग्य आहे. चांगली लवचिकता मिळविण्यासाठी, मोठ्या प्रमाणात सेंद्रिय पदार्थ जोडले जातात आणि प्रक्रियेचे मापदंड काटेकोरपणे नियंत्रित करणे आवश्यक आहे, अन्यथा ते सोलणे, रेषा, कमी फिल्म स्ट्रेंथ किंवा कठीण सोलणे यासारखे दोष सहजपणे निर्माण करू शकते. वापरलेले सेंद्रिय पदार्थ विषारी आहे आणि पर्यावरणीय प्रदूषणास कारणीभूत ठरेल आणि पर्यावरणीय प्रदूषण कमी करण्यासाठी शक्य तितकी गैर-विषारी किंवा कमी विषारी प्रणाली वापरली पाहिजे.

२.४ जेल इंजेक्शन मोल्डिंग
जेल इंजेक्शन मोल्डिंग तंत्रज्ञान ही एक नवीन कोलाइडल रॅपिड प्रोटोटाइपिंग प्रक्रिया आहे जी १९९० च्या दशकाच्या सुरुवातीला ओक रिज नॅशनल लॅबोरेटरीमधील संशोधकांनी प्रथम शोधून काढली. त्याच्या गाभ्यामध्ये सेंद्रिय मोनोमर सोल्यूशन्सचा वापर आहे जे उच्च-शक्तीच्या, पार्श्विकरित्या जोडलेल्या पॉलिमर-सॉल्व्हेंट जेलमध्ये पॉलिमराइज होतात.

सेंद्रिय मोनोमरच्या द्रावणात विरघळलेल्या सिरेमिक पावडरचा स्लरी एका साच्यात टाकला जातो आणि मोनोमर मिश्रण पॉलिमराइज होऊन जेल केलेला भाग तयार होतो. पार्श्विकरित्या जोडलेल्या पॉलिमर-विद्रावकामध्ये फक्त 10%-20% (वस्तुमान अंश) पॉलिमर असल्याने, वाळवण्याच्या टप्प्याने जेल भागातून सॉल्व्हेंट काढून टाकणे सोपे आहे. त्याच वेळी, पॉलिमरच्या पार्श्विक कनेक्शनमुळे, पॉलिमर वाळवण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान सॉल्व्हेंटसह स्थलांतरित होऊ शकत नाहीत.

या पद्धतीचा वापर सिंगल-फेज आणि कंपोझिट सिरेमिक भाग तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, जे जटिल-आकाराचे, अर्ध-नेट-आकाराचे सिरेमिक भाग बनवू शकतात आणि त्याची हिरवी ताकद 20-30Mpa किंवा त्याहून अधिक असते, जी पुन्हा प्रक्रिया केली जाऊ शकते. या पद्धतीची मुख्य समस्या अशी आहे की घनता प्रक्रियेदरम्यान गर्भाच्या शरीराचा संकोचन दर तुलनेने जास्त असतो, ज्यामुळे गर्भाच्या शरीराचे विकृतीकरण सहजपणे होते; काही सेंद्रिय मोनोमरमध्ये ऑक्सिजन प्रतिबंध असतो, ज्यामुळे पृष्ठभाग सोलून पडतो आणि पडतो; तापमान-प्रेरित सेंद्रिय मोनोमर पॉलिमरायझेशन प्रक्रियेमुळे, तापमान शेव्हिंगमुळे अंतर्गत ताण निर्माण होतो, ज्यामुळे रिक्त जागा तुटतात आणि असेच बरेच काही होते.

२.५ डायरेक्ट सॉलिडिफिकेशन इंजेक्शन मोल्डिंग
डायरेक्ट सॉलिडिफिकेशन इंजेक्शन मोल्डिंग ही ETH झुरिचने विकसित केलेली मोल्डिंग तंत्रज्ञान आहे: सॉल्व्हेंट वॉटर, सिरेमिक पावडर आणि सेंद्रिय पदार्थ पूर्णपणे मिसळून इलेक्ट्रोस्टॅटिकली स्थिर, कमी-स्निग्धता, उच्च-घन-सामग्री स्लरी तयार केली जाते, जी स्लरी pH किंवा इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता वाढवणारी रसायने जोडून बदलता येते, नंतर स्लरी नॉन-पोरस साच्यात इंजेक्ट केली जाते.

प्रक्रियेदरम्यान रासायनिक अभिक्रियांच्या प्रगतीवर नियंत्रण ठेवा. इंजेक्शन मोल्डिंगपूर्वीची अभिक्रिया हळूहळू केली जाते, स्लरीची चिकटपणा कमी ठेवली जाते आणि इंजेक्शन मोल्डिंगनंतर अभिक्रिया वेगवान केली जाते, स्लरी घट्ट होते आणि द्रव स्लरीचे घन शरीरात रूपांतर होते. प्राप्त झालेल्या हिरव्या शरीराचे चांगले यांत्रिक गुणधर्म असतात आणि त्याची ताकद 5kPa पर्यंत पोहोचू शकते. हिरव्या शरीराचे विघटन केले जाते, वाळवले जाते आणि इच्छित आकाराचा सिरेमिक भाग तयार करण्यासाठी सिंटर केले जाते.

त्याचे फायदे असे आहेत की त्याला कमी प्रमाणात सेंद्रिय पदार्थांची आवश्यकता नाही किंवा फक्त गरज आहे (१% पेक्षा कमी), हिरव्या शरीराला कमी करण्याची आवश्यकता नाही, हिरव्या शरीराची घनता एकसमान आहे, सापेक्ष घनता जास्त आहे (५५%~७०%), आणि ते मोठ्या आकाराचे आणि जटिल आकाराचे सिरेमिक भाग बनवू शकते. त्याचा तोटा असा आहे की अॅडिटीव्ह महाग असतात आणि प्रतिक्रियेदरम्यान सामान्यतः वायू सोडला जातो.

२.६ इंजेक्शन मोल्डिंग
प्लास्टिक उत्पादनांच्या मोल्डिंगमध्ये आणि धातूच्या साच्यांच्या मोल्डिंगमध्ये इंजेक्शन मोल्डिंगचा वापर फार पूर्वीपासून केला जात आहे. या प्रक्रियेत थर्मोप्लास्टिक ऑरगॅनिक्सचे कमी तापमानाचे क्युरिंग किंवा थर्मोसेटिंग ऑरगॅनिक्सचे उच्च तापमानाचे क्युरिंग वापरले जाते. पावडर आणि ऑरगॅनिक कॅरियर एका विशेष मिक्सिंग उपकरणात मिसळले जातात आणि नंतर उच्च दाबाने (दहा ते शेकडो एमपीए) साच्यात इंजेक्ट केले जातात. मोठ्या मोल्डिंग प्रेशरमुळे, प्राप्त केलेल्या रिकाम्या जागांमध्ये अचूक परिमाण, उच्च गुळगुळीतपणा आणि कॉम्पॅक्ट रचना असते; विशेष मोल्डिंग उपकरणांचा वापर उत्पादन कार्यक्षमतेत मोठ्या प्रमाणात सुधारणा करतो.

१९७० च्या दशकाच्या उत्तरार्धात आणि १९८० च्या दशकाच्या सुरुवातीला, सिरेमिक भागांच्या मोल्डिंगवर इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया लागू केली गेली. या प्रक्रियेत मोठ्या प्रमाणात सेंद्रिय पदार्थ जोडून वांझ पदार्थांचे प्लास्टिक मोल्डिंग साकारले जाते, जे एक सामान्य सिरेमिक प्लास्टिक मोल्डिंग प्रक्रिया आहे. इंजेक्शन मोल्डिंग तंत्रज्ञानामध्ये, थर्मोप्लास्टिक ऑरगॅनिक्स (जसे की पॉलीथिलीन, पॉलिस्टीरिन), थर्मोसेटिंग ऑरगॅनिक्स (जसे की इपॉक्सी रेझिन, फिनोलिक रेझिन), किंवा पाण्यात विरघळणारे पॉलिमर मुख्य बाईंडर म्हणून वापरण्याव्यतिरिक्त, सिरेमिक इंजेक्शन सस्पेंशनची तरलता सुधारण्यासाठी आणि इंजेक्शन मोल्ड केलेल्या बॉडीची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी प्लास्टिसायझर्स, ल्युब्रिकंट्स आणि कपलिंग एजंट्स सारख्या प्रक्रिया सहाय्यकांची विशिष्ट मात्रा जोडणे आवश्यक आहे.

इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रियेचे फायदे म्हणजे उच्च दर्जाचे ऑटोमेशन आणि मोल्डिंग ब्लँकचा अचूक आकार. तथापि, इंजेक्शन-मोल्डेड सिरेमिक भागांच्या हिरव्या शरीरात सेंद्रिय घटक 50 व्हॉल% पर्यंत जास्त असतात. त्यानंतरच्या सिंटरिंग प्रक्रियेत हे सेंद्रिय पदार्थ काढून टाकण्यासाठी बराच वेळ लागतो, अगदी काही दिवसांपासून डझनभर दिवसांपर्यंत, आणि त्यामुळे गुणवत्ता दोष निर्माण करणे सोपे असते.

२.७ कोलाइडल इंजेक्शन मोल्डिंग
मोठ्या प्रमाणात सेंद्रिय पदार्थ जोडल्या जाणाऱ्या समस्या आणि पारंपारिक इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रियेतील अडचणी दूर करण्याच्या अडचणी सोडवण्यासाठी, त्सिंगुआ विद्यापीठाने सिरेमिकच्या कोलाइडल इंजेक्शन मोल्डिंगसाठी एक नवीन प्रक्रिया सर्जनशीलपणे प्रस्तावित केली आणि वांझ सिरेमिक स्लरीचे इंजेक्शन साकार करण्यासाठी स्वतंत्रपणे कोलाइडल इंजेक्शन मोल्डिंग प्रोटोटाइप विकसित केला. तयार करणे.

मूळ कल्पना म्हणजे कोलाइडल मोल्डिंगला इंजेक्शन मोल्डिंगसह एकत्र करणे, ज्यामध्ये मालकीचे इंजेक्शन उपकरणे आणि कोलाइडल इन-सिटू सॉलिडिफिकेशन मोल्डिंग प्रक्रियेद्वारे प्रदान केलेल्या नवीन क्युरिंग तंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो. ही नवीन प्रक्रिया 4wt.% पेक्षा कमी सेंद्रिय पदार्थ वापरते. पाण्यावर आधारित सस्पेंशनमध्ये थोड्या प्रमाणात सेंद्रिय मोनोमर किंवा सेंद्रिय संयुगे वापरल्या जातात ज्यामुळे साच्यात इंजेक्शन दिल्यानंतर सेंद्रिय मोनोमरचे पॉलिमरायझेशन जलद गतीने होते आणि एक सेंद्रिय नेटवर्क स्केलेटन तयार होते, जे सिरेमिक पावडरला समान रीतीने गुंडाळते. त्यापैकी, केवळ डिगमिंगचा वेळच कमी होत नाही तर डिगमिंग क्रॅक होण्याची शक्यता देखील मोठ्या प्रमाणात कमी होते.

सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग आणि कोलाइडल मोल्डिंगमध्ये खूप फरक आहे. मुख्य फरक असा आहे की पहिला प्लास्टिक मोल्डिंगच्या श्रेणीशी संबंधित आहे आणि दुसरा स्लरी मोल्डिंगशी संबंधित आहे, म्हणजेच स्लरीमध्ये प्लास्टिसिटी नसते आणि ती एक नापीक सामग्री असते. कोलाइडल मोल्डिंगमध्ये स्लरीमध्ये प्लास्टिसिटी नसल्यामुळे, सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंगची पारंपारिक कल्पना स्वीकारता येत नाही. जर कोलाइडल मोल्डिंग इंजेक्शन मोल्डिंगसह एकत्र केले गेले तर, सिरेमिक मटेरियलचे कोलाइडल इंजेक्शन मोल्डिंग मालकीचे इंजेक्शन उपकरणे आणि कोलाइडल इन-सिटू मोल्डिंग प्रक्रियेद्वारे प्रदान केलेल्या नवीन क्युरिंग तंत्रज्ञानाचा वापर करून साकार केले जाते.

सिरेमिकच्या कोलाइडल इंजेक्शन मोल्डिंगची नवीन प्रक्रिया सामान्य कोलाइडल मोल्डिंग आणि पारंपारिक इंजेक्शन मोल्डिंगपेक्षा वेगळी आहे. उच्च दर्जाच्या मोल्डिंग ऑटोमेशनचा फायदा म्हणजे कोलाइडल मोल्डिंग प्रक्रियेचे गुणात्मक उदात्तीकरण, जे उच्च-तंत्रज्ञानाच्या सिरेमिकच्या औद्योगिकीकरणासाठी आशा बनेल.