در خصوص تخصص های صنعتی: فرآیند شکل دهی پرس خشک سرامیک

پرس خشک سرامیک به عنوان قالب گیری فشاری نیز شناخته می شود. ویژگی آن این است که محتوای بایندر نسبتاً کم است، فقط چند درصد (معمولاً 7٪ تا 8٪)، می توان آن را مستقیماً بدون خشک کردن برشته کرد، انقباض بیلت کم است و می توان آن را به طور خودکار تولید کرد.

1. پرس خشک: پرس خشک فرآیند افزودن مقدار کمی ماده چسبنده به پودر است و به دنبال آن دانه بندی با استفاده از روش دانه بندی که قبلا ذکر شد انجام می شود. سپس پودر دانه بندی شده را در قالب فولادی قرار داده و روی پرس فشار می دهند تا به شکل بیلت شکل بگیرد. مناسب برای فشار دادن محصولات با ارتفاع 0.3-60 میلی متر، قطر 5-500 میلی متر و شکل ساده.

2. اصل فرآیند قالب گیری پرس خشک: ماهیت قالب گیری با پرس خشک این است که تحت نیروی خارجی، ذرات در قالب به یکدیگر نزدیک می شوند و با اصطکاک داخلی محکم به هم متصل می شوند تا شکل خاصی را حفظ کنند. این نیروی اصطکاک داخلی بر روی یک لایه نازک از چسب در اطراف ذرات نزدیک به یکدیگر اثر می گذارد. معادل شعاع ریز منافذ یا ریز منافذ، فشار ریز منافذ ذرات را به هم نزدیک می کند که معمولاً به عنوان «نیروی چسبندگی» شناخته می شود.

بیلت فشرده خشک را می توان به عنوان یک سیستم پراکنده سه فازی متشکل از یک لایه فاز مایع (بایندر)، هوا و بیلت مشاهده کرد. اگر توزیع اندازه ذرات و دانه بندی بیلت مناسب باشد و چگالی انباشتگی نسبتاً بالا باشد، محتوای هوا را می توان تا حد زیادی کاهش داد. با افزایش فشار، شمش شکل خود را تغییر می دهد، روی هم می لغزد و شکاف پر و کاهش می یابد، به تدریج تماس افزایش می یابد و به یکدیگر می چسبند. به دلیل نزدیکی بیشتر بین ذرات، نیروی برهمکنش بین مولکول های کلوئیدی و ذرات تقویت می شود و در نتیجه استحکام مکانیکی خاصی از جسم سبز ایجاد می شود. اگر توزیع اندازه ذرات بیلت مناسب باشد، از چسب به درستی استفاده شود و روش فشار معقول باشد، روش پرس خشک می تواند چگالی نسبتا ایده آل بیلت را به دست آورد.

3. روش فشار و توزیع فشار: در قالب گیری پرس خشک، دو نوع روش فشار وجود دارد: فشار ساده و فشار دو طرفه. با توجه به روش‌های مختلف فشار، اصطکاک، انتقال و توزیع فشار در داخل قالب و بین پودرها نیز متفاوت است و در نتیجه چگالی‌های متفاوتی از بلانک ایجاد می‌شود.

4. سرعت فشار و زمان نگهداری: عمل نشان داده است که سرعت فشار و زمان نگهداری تاثیر بسزایی در عملکرد بیلت دارند، یعنی ارتباط تنگاتنگی با انتقال فشار و حذف گاز دارند. اگر فشار خیلی سریع اعمال شود و زمان نگهداری خیلی کوتاه باشد، گاز به راحتی تخلیه نمی شود. به طور مشابه، هنگامی که فشار هنوز به عمق مناسب منتقل نشده است، نیروی خارجی قبلاً آزاد شده است و دستیابی به کیفیت نسبتاً ایده آل بیلت را دشوار می کند. البته اگر سرعت فشار خیلی کم باشد و زمان نگهداری خیلی زیاد باشد که باعث کاهش راندمان تولید می شود، غیر ضروری است. بنابراین سرعت فشار و زمان نگهداری باید با توجه به اندازه، ضخامت و شکل بیلت تنظیم شود. برای محصولات با دیواره های بزرگ، ضخیم، ارتفاع زیاد و شکل پیچیده، فشار اولیه باید آهسته باشد، وسط می تواند سریع باشد، و مرحله بعدی باید آهسته باشد، با زمان نگهداری معین، که برای از بین بردن گاز و گاز مفید است. انتقال فشار اگر فشار به اندازه کافی بالا باشد، زمان نگهداری می تواند کوتاهتر باشد. در غیر این صورت، اگر سرعت فشار مناسب نباشد، گاز نمی تواند تخلیه شود و ممکن است حباب، لایه های میانی و ترک ایجاد شود. برای ورق های نازک کوچک، الزامات سختگیرانه ای در این زمینه وجود ندارد و می توان سرعت فشار را به طور مناسب افزایش داد تا راندمان تولید بهبود یابد.

5. مزایا و معایب قالب گیری پرس خشک: قالب گیری با پرس خشک یک روش قالب گیری متداول در تولید سرامیک های خاص است، زیرا فرآیند ساده، عملکرد راحت، چرخه کوتاه، راندمان بالا و اجرای تولید خودکار آسان است. علاوه بر این، بدنه سبز دارای چگالی بالا، اندازه کوچک، انقباض کم، مقاومت مکانیکی بالا و عملکرد الکتریکی خوب است.

با این حال، قالب‌گیری با فشار خشک برای تولید بیلت‌های بزرگ مشکلاتی را ایجاد می‌کند، اولاً به دلیل سایش زیاد قالب، پردازش پیچیده و هزینه‌های بالا. ثانیاً فشار فقط به بالا و پایین اعمال می شود که در نتیجه توزیع فشار ناهموار، چگالی ناهموار و انقباض ناهموار است که می تواند منجر به پدیده هایی مانند ترک خوردگی و لایه لایه شدن شود. با توسعه روش های شکل دهی مدرن، این اشکال با پرس ایزواستاتیک برطرف شده است!