Introducción al proceso de prensado en seco de cerámica avanzada
Los métodos de modelado comúnmente utilizados para la cerámica incluyen el prensado en seco, la fundición en cinta y el moldeo por inyección. Entre ellos, el prensado en seco es la técnica de conformación más aplicada, también conocida como prensado en polvo, y es el proceso de conformación principal para cerámicas especiales, como cerámicas dieléctricas de microondas y componentes cerámicos semiconductores.
El prensado en seco implica colocar polvo granulado con una distribución de tamaño de partícula adecuada y buena fluidez en una cavidad de molde metálico. La presión se aplica mediante un cabezal de presión, que se mueve dentro de la cavidad del molde, transmitiendo presión para compactar y dar forma a las partículas de polvo, formando un cuerpo cerámico verde con una resistencia y forma específicas. Básicamente, bajo la influencia de una fuerza externa, las partículas se acercan dentro del molde y se conectan firmemente mediante fuerzas de fricción internas, manteniendo una determinada forma. Esta fuerza de fricción interna actúa sobre una fina capa de aglutinante alrededor de las partículas a medida que se acercan. A medida que aumenta la presión, el cuerpo verde cambia de forma, las partículas se deslizan unas contra otras, los espacios se reducen, el contacto aumenta gradualmente y se compactan.
Los principales factores que afectan el prensado en seco incluyen:
- Propiedades del polvo: tamaño de partícula, distribución granulométrica, fluidez, contenido de humedad, etc.
- Selección de aglomerantes y lubricantes.
- Diseño de molde.
- Fuerza de prensado, método de prensado, velocidad de prensado y tiempo de retención durante el proceso de prensado.
En resumen, con una distribución adecuada del tamaño de las partículas, el uso correcto del aglutinante y métodos de prensado adecuados, el prensado en seco puede lograr la densidad de cuerpo verde deseable.
Clasificación del prensado en seco:
Dependiendo del movimiento del cabezal de prensado y de la cavidad del molde, el prensado en seco se puede clasificar de la siguiente manera:
1. Prensado uniaxial, donde se fijan la cavidad del molde y el émbolo inferior, y el émbolo superior se mueve.
2. Prensado biaxial, donde se fija la cavidad del molde y se mueven los émbolos superior e inferior. El prensado biaxial se puede dividir además en prensado biaxial simultáneo y prensado biaxial secuencial. El prensado biaxial secuencial implica aplicar presión en ambos lados uno tras otro, lo que permite una mejor expulsión de gas, un tiempo de acción más prolongado y una densidad del cuerpo verde más uniforme.
3. Prensado de molde flotante, donde se fija el émbolo inferior y tanto la cavidad del molde como el émbolo superior se mueven sincronizados. Cuando se controla hidráulicamente, el émbolo superior deja de moverse a una presión preestablecida.
Características del prensado en seco:
Ventajas del prensado en seco:
- Proceso simple, fácil operación, tiempo de ciclo corto, alta eficiencia, adecuado para producción automatizada.
- Alta densidad de cuerpo verde, dimensiones precisas, contracción mínima, alta resistencia mecánica y buen rendimiento eléctrico.
Desventajas del prensado en seco:
- Un desafío para la producción a gran escala de cuerpos verdes voluminosos, con un desgaste significativo del molde, un mecanizado complejo y altos costos.
- La presión solo se puede aplicar verticalmente, lo que da como resultado una distribución desigual de la presión, una densidad no uniforme y una contracción desigual, lo que puede provocar grietas y delaminación. Sin embargo, los métodos de conformación modernos, como el prensado isostático, han ido superando gradualmente estas deficiencias.
El prensado en seco es un método de conformación ampliamente utilizado en la producción de cerámicas de precisión, especialmente adecuado para la fabricación de productos cerámicos con pequeños espesores de sección transversal. Se utiliza comúnmente en la producción de anillos de sellado cerámicos, núcleos de válvulas cerámicos, revestimientos cerámicos y revestimientos cerámicos, así como en los campos de cerámicas dieléctricas de microondas, cubiertas cerámicas de teléfonos móviles y componentes cerámicos semiconductores. Los cuerpos verdes prensados en seco tienen alta densidad, pocos poros internos, dimensiones precisas, contracción mínima, alta resistencia mecánica, no requieren secado, tienen formas regulares y uniformes, buen rendimiento eléctrico, alta eficiencia y son adecuados para la producción continua a gran escala con baja costos. Con una distribución adecuada del tamaño de las partículas, un uso correcto del aglutinante y métodos de prensado adecuados,
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