이봐! 세라믹 부품의 공급 업체로서, 나는 복잡한 모양의 세라믹 부품을 제조하는 세계로 깊숙이 뛰어 들었습니다. 독특한 도전과 혁신적인 솔루션으로 가득한 매우 매혹적인 영역입니다. 이 블로그에서는 이러한 복잡한 모양의 세라믹 부품에 대한 주요 제조 프로세스를 안내합니다.
분말 준비
복잡한 모양의 세라믹 부품을 만드는 첫 번째 단계는 분말 준비입니다. 이것은 큰 건축 프로젝트를 위해 빌딩 블록을 준비하는 것과 같습니다. 분말의 품질은 최종 제품에 큰 영향을 줄 수 있습니다.
우리는 일반적으로 천연 미네랄 또는 합성 화합물 일 수있는 원료로 시작합니다. 이 원료는 분쇄되어 미세 분말로 분쇄됩니다. 분쇄 공정은 분말의 입자 크기와 분포를 결정하기 때문에 중요합니다. 더 작고 균일 한 크기의 입자는 일반적으로 최종 세라믹 부품의 더 나은 소결 성 및 기계적 특성을 초래합니다.
볼 밀링과 같은 분쇄 방법에는 여러 가지가 있습니다. 볼 밀링에서 원료는 세라믹 또는 기타 재료로 만든 볼과 함께 회전 드럼에 배치됩니다. 드럼이 회전함에 따라 볼은 원료와 충돌하여 작은 입자로 분해합니다. 이 과정은 원하는 입자 크기에 따라 몇 시간 또는 며칠이 걸릴 수 있습니다.
파우더가 올바른 크기로지면이되면, 우리는 소액화와 같은 추가 처리를 수행 할 수도 있습니다. 소환은 분말을 고온으로 가열하여 불순물을 제거하고 분말을보다 안정적인 상으로 변환하는 것을 포함합니다. 이 단계는 분말의 화학적 및 물리적 특성을 향상시키는 데 도움이됩니다.
모양
분말이 준비된 후, 원하는 복합 형태로 만들 시간입니다. 세라믹 부품을 형성하는 몇 가지 방법이 있으며, 방법의 선택은 모양의 복잡성, 부품 크기 및 필요한 정밀도와 같은 요소에 따라 다릅니다.
주입 성형
복잡한 모양의 세라믹 부품을 형성하는 가장 인기있는 방법 중 하나는 사출 성형입니다. 이 방법은 플라스틱 제조에 사용되는 사출 성형과 유사합니다. 세라믹 분말은 공급 원료를 형성하기 위해 일반적으로 중합체 인 바인더와 혼합된다. 이어서, 공급 원료를 가열하고 고압 하에서 금형 공동에 주입한다.
사출 성형의 장점은 정밀도와 복잡한 형상이 높은 부품을 생산할 수 있다는 것입니다. 성형 공정이 비교적 빠르기 때문에 대량 생산에 적합합니다. 그러나 곰팡이 비용은 특히 소규모 생산 실행의 경우 상당히 높을 수 있습니다. 또한 성형 후 부품에서 바인더를 제거해야하며, 이는 어려운 과정이 될 수 있습니다.
3D 프린팅
3D 프린팅은 제조 산업에 혁명을 일으켰으며 세라믹 분야에서도 마크를 만들고 있습니다. 바인더 제트기 및 입체 리소그래피와 같은 세라믹 부품에 사용할 수있는 다양한 유형의 3D 프린팅 기술이 있습니다.
바인더 제트기에서, 액체 바인더는 세라믹 분말 층에 선택적으로 증착되어 분말 입자를 함께 결합시킨다. 프로세스는 전체 부분이 구축 될 때까지 층별로 층을 반복합니다. 이 방법은 비교적 빠르며 복잡한 내부 구조를 가진 부품을 생산할 수 있습니다.
반면에 입체 해석은 레이저를 사용하여 액체 세라믹 수지 층을 층별로 치료합니다. 고해상도와 부드러운 표면이있는 부품을 생산할 수 있습니다. 그러나 3D 프린팅에 사용되는 재료는 여전히 제한되어 있으며 인쇄 부품의 강도는 전통적인 방법으로 만든 강도만큼 높지 않을 수 있습니다.
가공
일부 복잡한 모양의 세라믹 부품의 경우 가공을 사용하여 최종 모양을 달성 할 수 있습니다. 가공에는 다이아몬드 도구와 같은 도구를 사용하여 세라믹 재료를 절단, 연삭 및 드릴링해야합니다. 이 방법은 높은 정밀도 및 표면 마감이 필요한 부품에 적합합니다.
그러나 세라믹 재료 가공은 매우 단단하고 부서지기 때문에 어려울 수 있습니다. 가공 공정 중에 균열 및 치핑을 피하기 위해 특수 장비 및 기술이 필요합니다. 또한 가공 프로세스는 특히 복잡한 모양의 경우 시간이 많이 걸리고 비쌀 수 있습니다.
토론
성형 공정 중에 바인더가 사용 된 경우 소결 전에 부품에서 제거해야합니다. 이 과정을 Debinding이라고합니다. 결합제가 완전히 제거되지 않으면 균열 및 다공성과 같은 최종 부분의 결함이 발생할 수 있기 때문에 Debinding은 중요한 단계입니다.
열적 디 밴딩 및 용매 디 바인딩과 같은 다양한 방법이 있습니다. 열적 디 핀딩에서, 부분은 용광로에서 천천히 가열되어 바인더를 분해합니다. 빠른 가스 진화를 피하기 위해 가열 속도를 신중하게 제어해야하며, 이는 부분에 균열이 발생할 수 있습니다.
솔벤트 디드 딩은 바인더를 용해시킬 수있는 용매에 부품을 담그는 것을 포함합니다. 이 방법은 열적 토론보다 빠르지 만, 환경과 인간 건강에 위험 할 수있는 용매를 사용해야합니다.
소결
소결은 모양을 고온으로 가열하여 고온으로 가열하는 과정입니다. 소결 동안, 세라믹 입자는 함께 결합하여 고체적이고 조밀 한 구조를 형성한다. 소결 온도와 시간은 세라믹 재료의 유형 및 최종 부분의 원하는 특성에 따라 다릅니다.
기존의 소결, 핫 프레스 및 스파크 플라즈마 소결과 같은 다양한 유형의 소결 방법이 있습니다. 기존의 소결은 공기 또는 불활성 가스 대기의 용광로에서 가열되는 가장 일반적인 방법입니다.
뜨거운 압박은 소결 중에 부품에 압력을 가하는 것을 포함합니다. 이 방법은 기존의 소결에 비해 밀도가 높고 기계적 특성이 더 우수한 부품을 생성 할 수 있습니다. Spark Plasma Sintering은 전류를 사용하여 부품을 가열하는 비교적 새로운 방법입니다. 낮은 온도에서 빠른 소결을 달성하여 곡물 성장을 줄이고 부품의 특성을 향상시키는 데 도움이됩니다.
마무리 손질
소결 후, 세라믹 부분은 표면 품질과 치수 정확도를 향상시키기 위해 약간의 마무리 작업이 필요할 수 있습니다. 마무리 작업에는 연삭, 연마 및 코팅이 포함될 수 있습니다.
연삭은 표면 거칠기를 제거하고 원하는 치수를 달성하는 데 사용됩니다. 그런 다음 연마는 부품에 매끄럽고 반짝이는 표면을 제공하는 데 사용됩니다. 내마모성, 부식성 또는 기타 특성을 향상시키기 위해 코팅을 부품에 적용 할 수 있습니다.
복잡한 모양의 세라믹 부품의 응용
복잡한 모양의 세라믹 부품은 다양한 산업에서 광범위한 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 자동차 산업에서는 고온 저항과 내마모성으로 인해 밸브 및 피스톤과 같은 엔진 부품에 사용됩니다.
항공 우주 산업에서 세라믹 부품은 우수한 기계적 특성과 열 안정성으로 인해 터빈 블레이드 및 열 방패에 사용됩니다. 의료 분야에서 세라믹 부품은 생체 적합성으로 인해 치과 임플란트 및 정형 외과 장치에 사용됩니다.
세라믹 제품의 한 예는 다음과 같습니다다공성 세라믹 필터 튜브화학, 식음료 및 음료와 같은 다양한 산업에서 여과에 사용됩니다. 이 필터 튜브는 액체와 가스에서 불순물을 제거 할 수 있으며, 복잡한 다공성 구조는 높은 여과 효율을 허용합니다.
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참조
- 독일어, RM (1996). 분말 주입 성형. 금속 분말 산업 연맹.
- Lewis, JA (2006). 세라믹의 3D 인쇄. American Ceramic Society의 저널, 89 (10), 3053-3065.
- Kingery, WD, Bowen, HK, & Uhlmann, DR (1976). 도자기 소개. 와일리.