ज़िरकोनिया सिरेमिक की नौ सटीक मोल्डिंग प्रक्रियाएँ

ज़िरकोनिया सिरेमिक की नौ सटीक मोल्डिंग प्रक्रियाएँ
मोल्डिंग प्रक्रिया सिरेमिक सामग्री की संपूर्ण तैयारी प्रक्रिया में एक जोड़ने वाली भूमिका निभाती है, और सिरेमिक सामग्री और घटकों के प्रदर्शन विश्वसनीयता और उत्पादन दोहराव को सुनिश्चित करने की कुंजी है।
समाज के विकास के साथ, पारंपरिक सिरेमिक की पारंपरिक हाथ से गूंथने की विधि, पहिया बनाने की विधि, ग्राउटिंग विधि आदि अब आधुनिक समाज की उत्पादन और शोधन की ज़रूरतों को पूरा नहीं कर पा रही थीं, इसलिए एक नई मोल्डिंग प्रक्रिया का जन्म हुआ। ZrO2 युक्त उत्तम सिरेमिक सामग्री का व्यापक रूप से निम्नलिखित 9 प्रकार की मोल्डिंग प्रक्रियाओं (2 प्रकार की शुष्क विधियाँ और 7 प्रकार की गीली विधियाँ) में उपयोग किया जाता है:

1. सूखी मोल्डिंग

1.1 शुष्क दबाव

ड्राई प्रेसिंग में सिरेमिक पाउडर को शरीर के एक निश्चित आकार में दबाने के लिए दबाव का उपयोग किया जाता है। इसका सार यह है कि बाहरी बल के प्रभाव में, पाउडर के कण साँचे में एक-दूसरे के पास आते हैं, और एक निश्चित आकार बनाए रखने के लिए आंतरिक घर्षण द्वारा मजबूती से जुड़ जाते हैं। ड्राई प्रेसिंग ग्रीन बॉडीज़ में मुख्य दोष स्पैलेशन है, जो पाउडर के बीच आंतरिक घर्षण और पाउडर और साँचे की दीवार के बीच घर्षण के कारण होता है, जिसके परिणामस्वरूप शरीर के अंदर दबाव कम हो जाता है।

शुष्क दबाव के लाभ यह हैं कि हरित निकाय का आकार सटीक होता है, संचालन सरल होता है, और यंत्रीकृत संचालन को प्राप्त करना सुविधाजनक होता है; हरित शुष्क दबाव में नमी और बांधने की सामग्री कम होती है, और सुखाने और फायरिंग के दौरान सिकुड़न कम होती है। इसका उपयोग मुख्य रूप से सरल आकार वाले उत्पाद बनाने के लिए किया जाता है, और पहलू अनुपात छोटा होता है। मोल्ड के घिसाव के कारण उत्पादन लागत में वृद्धि शुष्क दबाव का नुकसान है।

1.2 आइसोस्टेटिक दबाव

आइसोस्टेटिक प्रेसिंग पारंपरिक शुष्क प्रेसिंग के आधार पर विकसित एक विशेष निर्माण विधि है। यह द्रव संचरण दाब का उपयोग करके लोचदार साँचे के अंदर पाउडर पर सभी दिशाओं से समान रूप से दबाव डालती है। द्रव के आंतरिक दाब की स्थिरता के कारण, पाउडर सभी दिशाओं में समान दाब सहन करता है, जिससे ग्रीन बॉडी के घनत्व में अंतर से बचा जा सकता है।

आइसोस्टैटिक प्रेसिंग को वेट बैग आइसोस्टैटिक प्रेसिंग और ड्राई बैग आइसोस्टैटिक प्रेसिंग में विभाजित किया गया है। वेट बैग आइसोस्टैटिक प्रेसिंग जटिल आकृतियों वाले उत्पाद बना सकती है, लेकिन यह केवल रुक-रुक कर ही काम कर सकती है। ड्राई बैग आइसोस्टैटिक प्रेसिंग स्वचालित निरंतर संचालन को प्राप्त कर सकती है, लेकिन केवल वर्गाकार, गोल और ट्यूबलर क्रॉस-सेक्शन जैसे सरल आकृतियों वाले उत्पाद ही बना सकती है। आइसोस्टैटिक प्रेसिंग एक समान और सघन हरित निकाय प्राप्त कर सकती है, जिसमें फायरिंग सिकुड़न कम होती है और सभी दिशाओं में समान सिकुड़न होती है, लेकिन उपकरण जटिल और महंगे होते हैं, और उत्पादन क्षमता अधिक नहीं होती है, और यह केवल विशेष आवश्यकताओं वाली सामग्रियों के उत्पादन के लिए उपयुक्त है।

2. गीला गठन

2.1 ग्राउटिंग
ग्राउटिंग मोल्डिंग प्रक्रिया टेप कास्टिंग के समान है, अंतर यह है कि मोल्डिंग प्रक्रिया में भौतिक निर्जलीकरण और रासायनिक जमावट प्रक्रिया शामिल है। भौतिक निर्जलीकरण, छिद्रयुक्त जिप्सम साँचे की केशिका क्रिया द्वारा घोल में मौजूद पानी को हटा देता है। सतह CaSO4 के घुलने से उत्पन्न Ca2+ घोल की आयनिक शक्ति को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप घोल में फ्लोक्यूलेशन होता है।
भौतिक निर्जलीकरण और रासायनिक जमावट की क्रिया के तहत, सिरेमिक पाउडर के कण जिप्सम मोल्ड की दीवार पर जमा हो जाते हैं। ग्राउटिंग जटिल आकृतियों वाले बड़े पैमाने के सिरेमिक भागों की तैयारी के लिए उपयुक्त है, लेकिन आकार, घनत्व, शक्ति आदि सहित हरित निकाय की गुणवत्ता खराब होती है, श्रमिकों की श्रम तीव्रता अधिक होती है, और यह स्वचालित संचालन के लिए उपयुक्त नहीं है।

2.2 हॉट डाई कास्टिंग
हॉट डाई कास्टिंग में सिरेमिक पाउडर को बाइंडर (पैराफिन) के साथ अपेक्षाकृत उच्च तापमान (60 ~ 100 ℃) पर मिलाकर हॉट डाई कास्टिंग के लिए घोल प्राप्त किया जाता है। घोल को संपीड़ित हवा की क्रिया के तहत धातु के साँचे में डाला जाता है और दबाव बनाए रखा जाता है। ठंडा करके, मोम के खाली भाग को प्राप्त करने के लिए मोल्ड से निकाला जाता है, और मोम के खाली भाग को एक निष्क्रिय पाउडर के संरक्षण में डीवैक्स किया जाता है जिससे एक ग्रीन बॉडी प्राप्त होती है, और ग्रीन बॉडी को उच्च तापमान पर सिंटर करके पोर्सिलेन बनाया जाता है।

गर्म डाई कास्टिंग द्वारा निर्मित ग्रीन बॉडी में सटीक आयाम, एकसमान आंतरिक संरचना, कम मोल्ड घिसाव और उच्च उत्पादन क्षमता होती है, और यह विभिन्न कच्चे माल के लिए उपयुक्त है। मोम के घोल और मोल्ड के तापमान को कड़ाई से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, अन्यथा यह अंडर-इंजेक्शन या विरूपण का कारण बनेगा, इसलिए यह बड़े भागों के निर्माण के लिए उपयुक्त नहीं है, और दो-चरणीय फायरिंग प्रक्रिया जटिल है और ऊर्जा की खपत अधिक है।

2.3 टेप कास्टिंग
टेप कास्टिंग में सिरेमिक पाउडर को बड़ी मात्रा में कार्बनिक बाइंडर, प्लास्टिसाइज़र, डिस्पर्सेंट आदि के साथ मिलाकर एक प्रवाहशील चिपचिपा घोल प्राप्त किया जाता है, फिर इस घोल को कास्टिंग मशीन के हॉपर में डाला जाता है, और मोटाई को नियंत्रित करने के लिए एक खुरचनी का उपयोग किया जाता है। घोल फीडिंग नोजल के माध्यम से कन्वेयर बेल्ट में प्रवाहित होता है, और सूखने के बाद फिल्म ब्लैंक प्राप्त होता है।

यह प्रक्रिया फिल्म सामग्री तैयार करने के लिए उपयुक्त है। बेहतर लचीलापन प्राप्त करने के लिए, बड़ी मात्रा में कार्बनिक पदार्थ मिलाए जाते हैं, और प्रक्रिया मापदंडों को कड़ाई से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा यह आसानी से छीलने, धारियाँ, कम फिल्म शक्ति या छीलने में कठिनाई जैसे दोष पैदा कर सकता है। उपयोग किया जाने वाला कार्बनिक पदार्थ विषाक्त होता है और पर्यावरण प्रदूषण का कारण बनेगा, इसलिए पर्यावरण प्रदूषण को कम करने के लिए यथासंभव गैर-विषाक्त या कम विषाक्त प्रणाली का उपयोग किया जाना चाहिए।

2.4 जेल इंजेक्शन मोल्डिंग
जेल इंजेक्शन मोल्डिंग तकनीक एक नई कोलाइडल रैपिड प्रोटोटाइपिंग प्रक्रिया है जिसका आविष्कार सबसे पहले 1990 के दशक की शुरुआत में ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने किया था। इसके मूल में कार्बनिक मोनोमर विलयनों का उपयोग है जो उच्च-शक्ति, पार्श्विक रूप से जुड़े बहुलक-विलायक जैल में बहुलकित होते हैं।

कार्बनिक मोनोमर्स के विलयन में घुले सिरेमिक पाउडर के घोल को एक साँचे में ढाला जाता है, और मोनोमर मिश्रण बहुलकीकरण करके एक जेलयुक्त भाग बनाता है। चूँकि पार्श्विक रूप से जुड़े बहुलक-विलायक में केवल 10%-20% (द्रव्यमान अंश) बहुलक होता है, इसलिए सुखाने की प्रक्रिया द्वारा जेल भाग से विलायक को निकालना आसान होता है। साथ ही, बहुलकों के पार्श्विक जुड़ाव के कारण, सुखाने की प्रक्रिया के दौरान बहुलक विलायक के साथ विस्थापित नहीं हो पाते।

इस विधि का उपयोग एकल-चरण और मिश्रित सिरेमिक भागों के निर्माण के लिए किया जा सकता है, जिससे जटिल आकार के, अर्ध-शुद्ध आकार के सिरेमिक भाग बन सकते हैं, और इसकी हरित शक्ति 20-30Mpa या उससे अधिक होती है, जिसे पुन: संसाधित किया जा सकता है। इस विधि की मुख्य समस्या यह है कि सघनीकरण प्रक्रिया के दौरान भ्रूण शरीर की सिकुड़न दर अपेक्षाकृत अधिक होती है, जिससे भ्रूण शरीर का विरूपण आसानी से हो जाता है; कुछ कार्बनिक मोनोमर्स में ऑक्सीजन अवरोध होता है, जिसके कारण सतह छिल जाती है और गिर जाती है; तापमान-प्रेरित कार्बनिक मोनोमर पोलीमराइजेशन प्रक्रिया के कारण, तापमान में कमी के कारण आंतरिक तनाव उत्पन्न होता है, जिससे रिक्त स्थान टूट जाते हैं इत्यादि।

2.5 प्रत्यक्ष ठोसीकरण इंजेक्शन मोल्डिंग
प्रत्यक्ष ठोसकरण इंजेक्शन मोल्डिंग ETH ज्यूरिख द्वारा विकसित एक मोल्डिंग तकनीक है: विलायक पानी, सिरेमिक पाउडर और कार्बनिक योजक पूरी तरह से मिश्रित होते हैं, जिससे इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से स्थिर, कम-चिपचिपापन, उच्च-ठोस-सामग्री वाला घोल बनता है, जिसे घोल के पीएच या रसायनों को जोड़कर बदला जा सकता है जो इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता को बढ़ाते हैं, फिर घोल को एक गैर-छिद्रपूर्ण मोल्ड में इंजेक्ट किया जाता है।

प्रक्रिया के दौरान रासायनिक अभिक्रियाओं की प्रगति को नियंत्रित करें। इंजेक्शन मोल्डिंग से पहले अभिक्रिया धीमी गति से की जाती है, घोल की श्यानता कम रखी जाती है, और इंजेक्शन मोल्डिंग के बाद अभिक्रिया तेज हो जाती है, घोल जम जाता है, और द्रव घोल एक ठोस पिंड में परिवर्तित हो जाता है। प्राप्त हरित पिंड में अच्छे यांत्रिक गुण होते हैं और इसकी शक्ति 5kPa तक पहुँच सकती है। हरित पिंड को डिमोल्ड करके, सुखाकर और सिंटर करके वांछित आकार का सिरेमिक भाग बनाया जाता है।

इसके फायदे यह हैं कि इसमें कार्बनिक योजकों (1% से कम) की आवश्यकता नहीं होती या केवल थोड़ी मात्रा में ही होती है, हरित पिंड को डीग्रीज़ करने की आवश्यकता नहीं होती, हरित पिंड का घनत्व एकसमान होता है, सापेक्ष घनत्व उच्च (55% ~ 70%) होता है, और यह बड़े आकार और जटिल आकार के सिरेमिक भागों का निर्माण कर सकता है। इसका नुकसान यह है कि योजक महंगे होते हैं, और अभिक्रिया के दौरान आमतौर पर गैस निकलती है।

2.6 इंजेक्शन मोल्डिंग
इंजेक्शन मोल्डिंग का उपयोग प्लास्टिक उत्पादों और धातु के सांचों की ढलाई में लंबे समय से किया जाता रहा है। इस प्रक्रिया में थर्मोप्लास्टिक कार्बनिक पदार्थों का निम्न तापमान पर उपचार या थर्मोसेटिंग कार्बनिक पदार्थों का उच्च तापमान पर उपचार किया जाता है। पाउडर और कार्बनिक वाहक को एक विशेष मिश्रण उपकरण में मिलाया जाता है, और फिर उच्च दाब (दसियों से सैकड़ों MPa) पर साँचे में इंजेक्ट किया जाता है। उच्च मोल्डिंग दाब के कारण, प्राप्त रिक्त स्थान सटीक आयाम, उच्च चिकनाई और सघन संरचना वाले होते हैं; विशेष मोल्डिंग उपकरणों के उपयोग से उत्पादन क्षमता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

1970 के दशक के अंत और 1980 के दशक के प्रारंभ में, इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया का उपयोग सिरेमिक भागों की ढलाई में किया गया था। इस प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में कार्बनिक पदार्थ मिलाकर बंजर पदार्थों की प्लास्टिक ढलाई की जाती है, जो एक सामान्य सिरेमिक प्लास्टिक ढलाई प्रक्रिया है। इंजेक्शन मोल्डिंग तकनीक में, मुख्य बाइंडर के रूप में थर्मोप्लास्टिक कार्बनिक पदार्थों (जैसे पॉलीइथाइलीन, पॉलीस्टाइनिन), थर्मोसेटिंग कार्बनिक पदार्थों (जैसे एपॉक्सी रेज़िन, फेनोलिक रेज़िन) या जल-घुलनशील पॉलिमर के उपयोग के अलावा, कुछ निश्चित मात्रा में प्रक्रिया सहायक पदार्थ जैसे प्लास्टिसाइज़र, स्नेहक और युग्मन एजेंट मिलाना आवश्यक है। सिरेमिक इंजेक्शन सस्पेंशन की तरलता में सुधार और इंजेक्शन मोल्डेड बॉडी की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए।

इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया में उच्च स्तर की स्वचालन क्षमता और मोल्डिंग ब्लैंक के सटीक आकार के लाभ हैं। हालाँकि, इंजेक्शन-मोल्डेड सिरेमिक भागों के हरे शरीर में कार्बनिक पदार्थ की मात्रा 50% तक होती है। बाद की सिंटरिंग प्रक्रिया में इन कार्बनिक पदार्थों को हटाने में लंबा समय, यहाँ तक कि कई दिनों से लेकर दर्जनों दिनों तक का समय लग सकता है, और इससे गुणवत्ता संबंधी दोष उत्पन्न होना आसान है।

2.7 कोलाइडल इंजेक्शन मोल्डिंग
कार्बनिक पदार्थों की बड़ी मात्रा की समस्याओं को हल करने और पारंपरिक इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया में कठिनाइयों को खत्म करने की कठिनाई को हल करने के लिए, त्सिंगुआ विश्वविद्यालय ने रचनात्मक रूप से सिरेमिक के कोलाइडल इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए एक नई प्रक्रिया का प्रस्ताव दिया, और स्वतंत्र रूप से बंजर सिरेमिक घोल के इंजेक्शन का एहसास करने के लिए एक कोलाइडल इंजेक्शन मोल्डिंग प्रोटोटाइप विकसित किया। गठन।

मूल विचार कोलाइडल मोल्डिंग को इंजेक्शन मोल्डिंग के साथ संयोजित करना है, जिसमें मालिकाना इंजेक्शन उपकरण और कोलाइडल इन-सीटू सॉलिडिफिकेशन मोल्डिंग प्रक्रिया द्वारा प्रदान की गई नई क्योरिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है। इस नई प्रक्रिया में 4wt.% से भी कम कार्बनिक पदार्थ का उपयोग होता है। जल-आधारित निलंबन में कार्बनिक मोनोमर्स या कार्बनिक यौगिकों की एक छोटी मात्रा का उपयोग मोल्ड में इंजेक्शन के बाद कार्बनिक मोनोमर्स के बहुलकीकरण को शीघ्रता से प्रेरित करने के लिए किया जाता है ताकि एक कार्बनिक नेटवर्क कंकाल का निर्माण हो सके, जो सिरेमिक पाउडर को समान रूप से लपेटता है। इससे न केवल डिगमिंग का समय बहुत कम हो जाता है, बल्कि डिगमिंग के दौरान दरार पड़ने की संभावना भी बहुत कम हो जाती है।

सिरेमिक की इंजेक्शन मोल्डिंग और कोलाइडल मोल्डिंग में बहुत बड़ा अंतर है। मुख्य अंतर यह है कि पहली प्लास्टिक मोल्डिंग की श्रेणी में आती है, जबकि दूसरी स्लरी मोल्डिंग की श्रेणी में आती है, यानी स्लरी में प्लास्टिसिटी नहीं होती और यह एक बंजर पदार्थ है। चूँकि कोलाइडल मोल्डिंग में स्लरी में प्लास्टिसिटी नहीं होती, इसलिए सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग की पारंपरिक अवधारणा को अपनाया नहीं जा सकता। यदि कोलाइडल मोल्डिंग को इंजेक्शन मोल्डिंग के साथ जोड़ा जाता है, तो कोलाइडल इन-सीटू मोल्डिंग प्रक्रिया द्वारा प्रदान किए गए मालिकाना इंजेक्शन उपकरण और नई क्योरिंग तकनीक का उपयोग करके सिरेमिक पदार्थों की कोलाइडल इंजेक्शन मोल्डिंग को साकार किया जा सकता है।

सिरेमिक की कोलाइडल इंजेक्शन मोल्डिंग की नई प्रक्रिया सामान्य कोलाइडल मोल्डिंग और पारंपरिक इंजेक्शन मोल्डिंग से अलग है। उच्च स्तर की मोल्डिंग स्वचालन का लाभ कोलाइडल मोल्डिंग प्रक्रिया का गुणात्मक उदात्तीकरण है, जो उच्च तकनीक वाले सिरेमिक के औद्योगीकरण की आशा बन जाएगा।