Đúc phun gốm (CIM) là một quy trình sản xuất mang tính cách mạng kết hợp giữa quá trình gia công gốm truyền thống với công nghệ đúc phun nhựa. Bạn có tò mò về quy trình này không? Đọc bài viết này để hiểu rõ hơn về cách công nghệ tiên tiến này có thể sản xuất các bộ phận gốm tiên tiến.
Liên kết nhanh
- Ép phun gốm là gì?
- Ưu điểm của ép phun
- Vật liệu sử dụng trong CIM
- Thiết bị và Công nghệ
- Ứng dụng của khuôn ép phun CIM
Ép phun gốm là gì?
Ép phun gốm, được gọi là CIM, là một quá trình trộn bột gốm với chất kết dính (thường là polyme) thành hỗn hợp có độ lưu động tốt, sau đó sản xuất nhiều bộ phận gốm sao chép khác nhau thông qua công nghệ ép phun. CIM phù hợp để sản xuất một số bộ phận gốm có hình dạng, khối lượng lớn, độ chính xác cao.
Khi bạn muốn hiểu công nghệ CIM, việc hiểu quy trình cốt lõi của nó có thể giúp bạn hiểu nhanh hơn. Sau đây là mô tả chi tiết về quy trình sản xuất CIM:
Quy trình cơ bản của ép phun gốm
Chuẩn bị bùn
Trong giai đoạn đầu của quá trình đúc phun gốm, bạn cần trộn bột gốm và chất kết dính (thường là nhựa, sáp, v.v.) theo tỷ lệ nhất định để tạo thành nguyên liệu. Nguyên liệu rất quan trọng đối với quá trình đúc gốm và quyết định chất lượng của sản phẩm cuối cùng, vì vậy bạn cần kiểm soát chính xác tỷ lệ bột và chất kết dính để có được độ lưu động và độ dẻo tốt hơn.
Ép phun
Sau khi hỗn hợp được chuẩn bị, ở giai đoạn này, bạn đun nóng hỗn hợp dưới áp suất cao (thường là 2000-4000 bar) để làm cho hỗn hợp lỏng và sau đó phun vào khoang khuôn. Áp suất cao đảm bảo rằng hỗn hợp sẽ lấp đầy hoàn toàn tất cả các chi tiết khoang và quá trình này có thể tạo ra nhiều hình dạng phức tạp mà các phương pháp đúc truyền thống không thể đạt được.
Tẩy dầu mỡ
Sau khi ép phun, các bộ phận gốm vẫn chứa một lượng chất kết dính nhất định và bạn sẽ cần phải tẩy dầu mỡ ở phần màu xanh lá cây. Tẩy dầu mỡ thường được thực hiện bằng cách đun nóng hoặc sử dụng dung môi để loại bỏ chất kết dính. Quá trình này đòi hỏi sự cẩn thận cao. Quá nhanh hoặc quá chậm có thể khiến các bộ phận gốm bị biến dạng hoặc nứt.
thiêu kết
Sau khi quá trình tẩy dầu mỡ hoàn tất, bước vào giai đoạn thiêu kết. Thiêu kết là nung nóng các bộ phận gốm ở nhiệt độ cao để bột gốm kết hợp chặt chẽ và đặc lại. Thông qua quá trình thiêu kết, các bộ phận gốm của bạn sẽ cứng hơn và ổn định hơn.
Thiêu kết thường được thực hiện ở nhiệt độ cao, dao động từ 1400℃ đến 2000℃. Nhiệt độ cụ thể phụ thuộc vào vật liệu gốm bạn chọn. Nhiệt độ thiêu kết cần được kiểm soát hợp lý. Nhiệt độ quá cao sẽ gây ra vết nứt trên gốm, và nhiệt độ quá thấp sẽ dẫn đến độ bền sản phẩm không đủ.
Xử lý tiếp theo
Sau khi thiêu kết, gốm sứ có thể được xử lý thêm theo nhu cầu của bạn, chẳng hạn như mài, đánh bóng, cắt và các quy trình khác, để giúp bạn đạt được độ chính xác về kích thước và độ hoàn thiện bề mặt cần thiết.
Ưu điểm của ép phun
Ép phun có nhiều ưu điểm. Chúng tôi tóm tắt những ưu điểm của quy trình này cho bạn như sau:
Phù hợp với hình dạng phức tạp: Công nghệ CIM rất phù hợp để sản xuất một số chi tiết gốm có hình dạng phức tạp và chi tiết phong phú, đặc biệt là những hình dạng khó có thể sao chép bằng phương pháp đúc truyền thống.
Độ chính xác và tính đồng nhất cao: Đúc bằng quy trình CIM mang lại cho bạn những sản phẩm có tính đồng nhất cao, lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu kích thước và bề mặt hoàn thiện chính xác.
Phù hợp cho sản xuất hàng loạt: CIM có thể giúp bạn sản xuất hàng loạt các bộ phận gốm một cách hiệu quả, đặc biệt phù hợp cho nhu cầu sản xuất quy mô lớn trong lĩnh vực công nghiệp, điện tử và y tế.
Chi phí sản xuất thấp hơn: Đối với các bộ phận gốm phức tạp, đúc phun gốm có chi phí sản xuất thấp hơn các phương pháp đúc khác, đặc biệt là trong sản xuất quy mô lớn.
Vật liệu sử dụng trong CIM
Trong quy trình CIM, vật liệu được chọn là yếu tố quan trọng đối với hiệu suất và ứng dụng của sản phẩm cuối cùng. Bạn có thể chọn vật liệu gốm phù hợp theo ứng dụng cụ thể của mình, có thể đáp ứng nhu cầu kỹ thuật của bạn đồng thời tối ưu hóa hiệu quả sản xuất.
Nhôm oxit là vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong đúc phun. Vật liệu này có đặc tính cách điện và chịu nhiệt cực kỳ tuyệt vời.
Tìm hiểu thêm về vật liệu alumina.
Zirconia cũng là một loại vật liệu gốm rất phổ biến. Nó có độ bền và khả năng chống mài mòn tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi.
Ngoài hai loại vật liệu phổ biến này, còn có các loại vật liệu gốm khác như silicon carbide và silicon nitride để bạn lựa chọn nhằm đáp ứng các nhu cầu khác nhau của mình.
Thiết bị và Công nghệ
Ngoài vật liệu hiệu suất cao, quy trình ép phun gốm (CIM) còn yêu cầu một bộ thiết bị chuyên nghiệp và hỗ trợ kỹ thuật để đảm bảo quy trình sản xuất hiệu quả, chính xác và ổn định. Sau đây là một số thiết bị và yêu cầu kỹ thuật chung trong quy trình sản xuất CIM.
Máy ép phun gốm là thiết bị cốt lõi để thực hiện quy trình CIM và có các tính năng chính sau:
Hệ thống kiểm soát nhiệt độ chính xác:
Kiểm soát nhiệt độ là rất quan trọng trong quá trình ép phun gốm sứ, vì các vật liệu khác nhau có yêu cầu về nhiệt độ khác nhau, do đó, điều rất quan trọng là phải điều chỉnh chính xác nhiệt độ nóng chảy, điều này có thể tránh được các khuyết tật do nhiệt độ nguyên liệu không đều gây ra do nhiệt độ thay đổi.
Hệ thống kiểm soát nhiệt độ của chất ép phun thường được trang bị nhiều vùng gia nhiệt và làm mát để đảm bảo nhiệt độ được phân bổ đều trong quá trình ép phun.
Khả năng phun áp suất cao:
Để đảm bảo bột gốm lấp đầy khuôn và tạo thành sản phẩm chính xác, máy ép phun cần có áp suất phun cao. Khả năng phun áp suất cao có thể đảm bảo bùn gốm có độ nhớt cao có thể chảy trơn tru vào mọi ngóc ngách của khuôn và tránh bong bóng, vết nứt và các khuyết tật khác.
Hệ thống áp suất cao cũng có thể xử lý được tốc độ chiết rót cao và một số yêu cầu về hình dạng khuôn phức tạp.
Thiết kế vít tiên tiến:
Trục vít là một bộ phận rất quan trọng của máy ép phun. Nó không chỉ có nhiệm vụ trộn đều bột gốm và chất kết dính mà còn đẩy hỗn hợp vào khuôn. Loại trục vít này thường được thiết kế theo kiểu rãnh, có thể thích ứng với độ chảy của vật liệu khác nhau và tránh hiện tượng kết tụ và phân tầng bùn.
Kiểm soát tự động:
Máy ép phun hiện đại thường được trang bị hệ thống điều khiển tự động có thể theo dõi thời gian thực để đảm bảo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và các thông số quan trọng khác trong quá trình ép phun.
Ứng dụng của khuôn ép phun CIM
Công nghệ CIM có thể phục vụ nhiều ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như:
Ngành công nghiệp điện tử: sản xuất các linh kiện điện tử hiệu suất cao như tấm nền gốm, cảm biến, tụ gốm, v.v.
Ngành công nghiệp ô tô: dùng để sản xuất các bộ phận động cơ ô tô, bộ phận hệ thống phanh, linh kiện hệ thống xả, v.v.
Ngành y tế: sản xuất implant sứ, răng sứ, v.v.
Máy móc công nghiệp và chính xác: sản xuất các bộ phận chống mài mòn, dụng cụ cắt, bộ phận bơm, van, v.v.
Hàng không vũ trụ: gốm chịu nhiệt như các bộ phận bảo vệ nhiệt và các bộ phận động cơ.
Phần kết luận
Công nghệ CIM có thể cung cấp cho bạn các giải pháp mạnh mẽ giúp bạn sản xuất các bộ phận gốm hiệu quả và nhanh chóng. Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này, tôi hy vọng nó có thể giúp ích cho bạn.