La céramique est l'un des matériaux les plus utilisés dans le monde moderne. Ses applications sont nombreuses : poterie, ustensiles ménagers, appareils électroménagers et pièces détachées. Les articles en céramique sont fabriqués selon différentes méthodes en plusieurs étapes. La plupart des produits céramiques industriels, électriques et médicaux sont fabriqués par usinage.
L'usinage de la céramique est une technique de fabrication de différents composants céramiques par enlèvement de matière sur des produits céramiques bruts. Il s'agit d'un procédé de production complexe qui nécessite des procédés et des outils spécialisés. L'usinage garantit des tolérances strictes, une surface finement finie, une forme complexe et des dimensions précises des composants.
Plongeons dans les détails profonds de la fabrication de produits en céramique et de l'usinage de la céramique.
Qu'est-ce que l'usinage ?
L'usinage est le procédé de fabrication de pièces et de composants de forme précise, par découpe et enlèvement de matière à partir d'un produit brut. Il s'agit d'une méthode de fabrication par soustraction utilisant des machines-outils. L'usinage est le plus souvent utilisé dans la fabrication d'appareils métalliques.
Mais il peut également être utilisé dans la fabrication de céramiques, de plastiques, de bois et de produits composites.
Qu'est-ce que l'usinage de la céramique ?
L'usinage de la céramique est un procédé de fabrication de composants en céramique utilisant des outils et des techniques d'usinage. Il consiste à découper un élément céramique brut pour lui donner une forme et des dimensions spécifiques.
Il existe différentes méthodes d'usinage de la céramique telles que le meulage, le perçage, le fraisage, le tournage, usinage laser, rectification de surface, Usinage CNC, cusinage chimique, outillage diamanté, etc.
GécorceLe perçage et le fraisage sont les techniques d'usinage de la céramique les plus courantes. Les céramiques sont des matériaux durs et cassants ; elles nécessitent une attention particulière pour éviter toute casse ou fissure lors de l'usinage.
Comment sont fabriqués les produits en céramique ?
La fabrication des composants en céramique se déroule en plusieurs étapes. Voici le processus de fabrication étape par étape.
Étape 1 : Sélection des matières premières
La fabrication de produits céramiques commence par la sélection des matières premières, en fonction des propriétés souhaitées pour le produit final.
Étape 2 : Mélange des matériaux
Les matériaux céramiques sélectionnés sont préparés et mélangés à cette étape. Les matières premières sont broyées en une poudre fine, puis mélangées à de l'eau et aux produits chimiques nécessaires. Après mélange, le mélange devient une pâte semi-liquide.
Étape 3 : Formation du produit
À cette étape, la barbotine céramique mélangée est façonnée selon la forme souhaitée des composants finaux. Différentes techniques et outils de formage de la céramique sont utilisés, tels que le moulage en barbotine, le moulage par injection, l'extrusion et le pressage à sec.
Étape 4 : Séchage
Les produits céramiques bruts sont séchés ici par air pulsé, micro-ondes et étuve. Ils sont débarrassés de l'humidité indésirable et prêts à être cuits.
Étape 5 : Frittage ou cuisson
Le frittage solidifie les produits céramiques séchés en leur conservant la forme souhaitée. Le produit ainsi façonné est durci à environ 1 000 °C.°C) ou 1832 degrés Fahrenheit (°F ).
Lors du frittage, les matériaux céramiques fondent, mais leur structure reste inchangée. Le frittage se déroule en deux étapes consécutives : la cuisson du biscuit et la cuisson de l'émail.
Cuisson du biscuit :
La cuisson au biscuit transforme l'argile crue en céramique durable, dure et poreuse. L'argile est placée dans un four et chauffée lentement jusqu'à 1742 °C.°F. Ce processus de chauffage élimine l’eau, la matière organique et les composés carbonés existants de l’argile.
Les pièces frittées ou cuites au biscuit sont dures et moins fragiles, mais suffisamment poreuses pour permettre l'application d'émaux. Elles sont ensuite refroidies lentement jusqu'à leur température normale afin d'éviter toute casse due aux brusques variations de température. Le produit cuit au biscuit est également appelé biscuiterie.
Cuisson de l'émail :
La cuisson de l'émail est effectuée après l'application des matériaux émaillés sur le biscuit. Le biscuit est alors cuit à haute température pour fondre et lier l'émail. La cuisson de l'émail améliore les propriétés, la couleur et l'aspect du produit.
Étape 6 : Finition
Les articles en céramique dure émaillés sont affinés lors du processus de finition pour répondre à la forme, à la dimension et à la tolérance spécifiées du produit.
L'usinage, le polissage et le revêtement sont effectués sur les produits céramiques dans le cadre du processus de raffinage.
Étape 7 : Contrôle qualité
Enfin, les produits céramiques sont contrôlés par l’équipe de contrôle qualité pour identifier et séparer les pièces défectueuses.
Différentes méthodes d'usinage de la céramique :
L'usinage est l'étape la plus coûteuse du processus de fabrication des produits céramiques. Il peut représenter entre 501 et 901 TP3T du coût total.
L'efficacité de l'usinage de la céramique est calculée par son taux d'enlèvement de matière (TEM). Il s'agit de la quantité de céramique enlevée par minute à la surface d'un produit. Il existe cependant différentes méthodes d'usinage de la céramique. Nous abordons ici les trois plus importantes.
Usinage ou meulage par meulage : Le meulage de la céramique est un procédé mécanique qui consiste à retirer de la matière des pièces en céramique à l'aide de meules abrasives rotatives. Le meulage vise à éliminer les bavures et à obtenir une finition lisse.
Les différentes méthodes de rectification comprennent la rectification de surface, la rectification cylindrique, la rectification intérieure, la rectification sans centre et la rectification de forme (plongée).
Usinage par fraisage :
Le procédé de fraisage est similaire au perçage, où une fraise rotative est utilisée pour couper le matériau de manière contrôlée. Le procédé de fraisage moderne utilise une commande numérique par ordinateur (CNC) pour un contrôle automatique du processus de fabrication.
Mmachine Le fraisage a commencé à remplacer le fraisage manuel ou le remplissage manuel au début du XIXe siècle. La fraiseuse était manuelle jusqu'au milieu du XXe siècle. Elle a ensuite été associée à la technologie CNC dans les années 1950, avec l'arrivée de l'informatique. C'était le début du processus de fraisage automatisé moderne.
L'outil de coupe rotatif est la pièce maîtresse d'une fraiseuse. Il extrait la matière de la pièce pour lui donner une forme prédéfinie. Les fraiseuses utilisent des outils de coupe multipoints et monopoints.
Le fraisage s'effectue en plusieurs étapes telles que le chargement de la pièce ➜ la sélection de l'outil ➜ le réglage de la machine ➜ l'exécution du fraisage ➜ l'ébauche ➜ la semi-finition ➜ la finition ➜ le déchargement ➜ l'inspection ➜ le contrôle qualité ➜ et le post-traitement.
Différents types de Les procédés de fraisage mécanique sont Disponible pour réaliser des opérations de fraisage telles que le surfaçage et le fraisage en bout. Le surfaçage permet d'usiner la surface, tandis que le fraisage en bout permet d'usiner l'intérieur des pièces.
Quelques autres procédés de fraisage mécanique inclure:
- Fraisage de chanfrein,
- Fraisage de rainures,
- Fraisage périphérique,
- Fraisage d'escalade,
- Fraisage de profils,
- Fraisage hélicoïdal,
- Fraisage en plongée,
- Fraisage de filetage
- Et le fraisage CNC.
Usinage CNC de céramique : L'usinage CNC de la céramique est Méthode de fabrication de céramique contrôlée par ordinateur. Elle permet de découper et de façonner des matériaux céramiques en composants de précision. La machine CNC fonctionne selon la conception assistée par ordinateur (CAO).
Mais la conception CAO doit d'abord être convertie en Code lisible par machine CNC, c'est-à-dire code CAM. Le CAM(fabrication assistée par ordinateur) Le logiciel convertit principalement les Conception CAO en Code FAO. Ce code est ensuite transmis à la machine CNC. Celle-ci exploite ce code pour obtenir la forme souhaitée des pièces en céramique.
L'usinage CNC de la céramique est supérieur à l'usinage traditionnel grâce à sa précision et à son contrôle. Il permet de couper les matériaux fragiles et durs avec plus de précision que les autres procédés d'usinage de la céramique.
FAQ
Qu'est-ce que l'usinage vert ?
L'usinage vert est le processus d'élimination des copeaux des produits céramiques avancés à l'état brut ou non cuit. Elle est réalisée avec des outils d'usinage céramique conventionnels en acier, en acier inoxydable et en acier au carbone. Il s'agit d'une technique d'usinage économique.
L'usinage à cru est appliqué à la pièce en céramique ayant subi la cuisson biscuit. Ce procédé transforme l'argile crue en céramique poreuse durable. Les éléments en céramique biscuitée ne sont pas entièrement densifiés.
Qu'est-ce que l'usinage de céramique pleine densité ?
L'usinage à haute densité est le procédé de découpe de produits céramiques cuits entièrement densifiés. Cette technique est plus complexe que l'usinage à vert. Elle nécessite des outils d'usinage céramique spécialisés et durables, comme des fraises diamantées.
Est-il possible d'usiner de la céramique ?
Oui, il est possible d'usiner la céramique en utilisant différents procédés et outils de coupe. Les outils de coupe en carbure de tungstène et en diamant sont des instruments de coupe efficaces pour la céramique.
Ils peuvent découper et retirer n'importe quel produit céramique pour lui donner des formes, des dimensions et des tailles précises. Cependant, des précautions suffisantes sont essentielles lors de l'utilisation d'outils d'usinage céramique afin d'éviter l'écaillage et les fissures.
Quels sont les 5 types de céramiques ?
Les cinq céramiques de base sont Structurelles, réfractaires, électriques, magnétiques et abrasives, chaque céramique possède des caractéristiques et des fonctions distinctes. La porcelaine, l'alumine, le grès, l'argile plastique, la faïence, le carbure de silicium et la zircone sont des matériaux céramiques courants utilisés à diverses fins.
Qu'est-ce qu'un broyeur à meules ?
Le broyeur est une machine utilisée pour briser des matériaux solides en morceaux plus petits en coupant, en écrasant et en broyant.
Quelles sont les 7 utilisations de la céramique ?
Les sept utilisations les plus courantes des matériaux céramiques sont la construction, les revêtements réfractaires, les isolants électriques, la vaisselle, les implants dentaires et l’électronique à haute température.
Qu'est-ce que le broyage et la mouture ?
Le meulage et le fraisage sont deux méthodes d'usinage de la céramique courantes. Elles utilisent des outils et des techniques distincts pour réaliser les tâches d'usinage.
L'usinage par fraisage utilise une fraise rotative pour couper et retirer la matière superflue d'une pièce afin de créer des formes, des fentes et des trous spécifiques. Il est réalisé par divers outils de coupe, allant de simples perceuses à des machines CNC complexes pour la fabrication de moules et de pièces de moteur.
L'usinage par rectification utilise une meule pour éliminer la matière indésirable de la surface d'une pièce afin d'obtenir une surface lisse et des dimensions précises. Il est très répandu.dans l'ingénierie de précision, la fabrication d'outils et la fabrication de dispositifs médicaux.
Conclusion: L'usinage de la céramique est une technique essentielle à la fabrication de composants céramiques. Il nécessite des outils sophistiqués et un personnel qualifié. C'est l'étape la plus coûteuse de la production.
Nous espérons que cet article vous offrira une vision complète de la fabrication et de l'usinage de produits céramiques. Nous reviendrons bientôt avec plus d'informations sur les fraiseuses et les méthodes de fraisage de la céramique. Restez connectés.