Introdução ao processo avançado de prensagem a seco de cerâmica
Os métodos de modelagem comumente usados para cerâmica incluem prensagem a seco, fundição de fita e moldagem por injeção. Entre elas, a prensagem a seco é a técnica de modelagem mais amplamente aplicada, também conhecida como prensagem de pó, e é o principal processo de modelagem para cerâmicas especiais, como cerâmica dielétrica de micro-ondas e componentes cerâmicos semicondutores.
A prensagem a seco envolve a colocação de pó granulado com distribuição de tamanho de partícula adequada e boa fluidez em uma cavidade de molde de metal. A pressão é aplicada por uma cabeça de prensagem, que se move dentro da cavidade do molde, transmitindo pressão para compactar e modelar as partículas do pó, formando um corpo cerâmico verde com resistência e formato específicos. Essencialmente, sob a influência de forças externas, as partículas se aproximam dentro do molde e ficam firmemente conectadas por meio de forças de atrito internas, mantendo uma determinada forma. Esta força de atrito interna atua sobre uma fina camada de aglutinante ao redor das partículas à medida que elas se aproximam. À medida que a pressão aumenta, o corpo verde muda de forma, as partículas deslizam umas contra as outras, as lacunas diminuem, o contato aumenta gradualmente e elas ficam compactadas.
Os principais fatores que afetam a prensagem a seco incluem:
- Propriedades do pó: tamanho das partículas, distribuição do tamanho das partículas, fluidez, teor de umidade, etc.
- Seleção de ligantes e lubrificantes.
- Projeto de molde.
- Força de prensagem, método de prensagem, velocidade de prensagem e tempo de retenção durante o processo de prensagem.
Em resumo, com distribuição adequada de tamanho de partícula, uso correto de aglutinante e métodos de prensagem adequados, a prensagem a seco pode atingir a desejável densidade de corpo verde.
Classificação da Prensagem a Seco:
Dependendo do movimento da cabeça de prensagem e da cavidade do molde, a prensagem a seco pode ser categorizada da seguinte forma:
1. Prensagem uniaxial, onde a cavidade do molde e o êmbolo inferior são fixados e o êmbolo superior se move.
2. Prensagem biaxial, onde a cavidade do molde é fixa e os êmbolos superior e inferior se movem. A prensagem biaxial pode ainda ser dividida em prensagem biaxial simultânea e prensagem biaxial sequencial. A prensagem biaxial sequencial envolve a aplicação de pressão em ambos os lados, um após o outro, permitindo melhor expulsão de gases, maior tempo de ação e densidade de corpo verde mais uniforme.
3. Prensagem do molde flutuante, onde o êmbolo inferior é fixo e tanto a cavidade do molde quanto o êmbolo superior se movem em sincronia. Quando controlado hidraulicamente, o êmbolo superior para de se mover a uma pressão predefinida.
Características da prensagem a seco:
Vantagens da prensagem a seco:
- Processo simples, fácil operação, tempo de ciclo curto, alta eficiência, adequado para produção automatizada.
- Alta densidade de corpo verde, dimensões precisas, encolhimento mínimo, alta resistência mecânica e bom desempenho elétrico.
Desvantagens da prensagem a seco:
- Desafiador para a produção em larga escala de corpos verdes volumosos, com desgaste significativo do molde, usinagem complexa e custos elevados.
- A pressão só pode ser aplicada verticalmente, resultando em distribuição desigual de pressão, densidade não uniforme e encolhimento desigual, o que pode levar a rachaduras e delaminação. No entanto, os métodos modernos de modelagem, como a prensagem isostática, superaram gradualmente essas deficiências.
A prensagem a seco é um método de conformação amplamente utilizado na produção de cerâmicas de precisão, especialmente adequado para a fabricação de produtos cerâmicos com pequenas espessuras de seção transversal. É comumente usado na produção de anéis de vedação de cerâmica, núcleos de válvulas de cerâmica, revestimentos de cerâmica e revestimentos de cerâmica, bem como nas áreas de cerâmica dielétrica de micro-ondas, tampas de cerâmica para telefones celulares e componentes cerâmicos semicondutores. Os corpos verdes prensados a seco têm alta densidade, poucos poros internos, dimensões precisas, encolhimento mínimo, alta resistência mecânica, não requerem secagem, têm formas regulares e uniformes, bom desempenho elétrico, alta eficiência e são adequados para produção contínua em larga escala com baixa custos. Com distribuição adequada de tamanho de partícula, uso correto de aglutinante e métodos de prensagem adequados,
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