प्रगत उत्पादन: सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग वाढत आहे
सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग तंत्रज्ञानाचा वापर
सीआयएम तंत्रज्ञानाच्या जलद विकासासह, काही बाबींमध्ये सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग उत्पादने लागू केली गेली आहेत
- स्विस घड्याळांच्या एक तृतीयांश केसेस सिरेमिक पावडर इंजेक्शन मोल्डिंग तंत्रज्ञानाचा वापर करून तयार केल्या जातात आणि त्यातील मटेरियल झिरकोनिया आहे, एक सिरेमिक मटेरियल जे कधीही झिजत नाही.
- जपानमध्ये ०.०१५ मिमीच्या आतील छिद्र व्यासासह औद्योगिक झिरकोनिया फायबर कनेक्टर आहेत.
- अमेरिकेने झिरकोनिया हेअर क्लिपर्सचे उत्पादन आणि इंजिनमध्ये सिलिकॉन नायट्राइड घटकांचा वापर प्रत्यक्षात आणला आहे.
- चीनच्या सेंट्रल साउथ युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या पावडर मेटलर्जीच्या स्टेट की प्रयोगशाळेत प्रिसिजन डबल हेलिक्स मिक्सर आणि दुहेरी धाग्यांसह सिरेमिक नोझल्सचे सिरेमिक अस्तर विकसित केले. सीआयएम तंत्रज्ञानाचा वापर करून हुआझोंग युनिव्हर्सिटी ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजीच्या स्कूल ऑफ मटेरियल्स सायन्स अँड टेक्नॉलॉजीने झिरकोनिया सेन्सर यशस्वीरित्या विकसित केला.
सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंगचा मूलभूत प्रक्रिया प्रवाह चार्ट
पावडर, बाइंडर, डिस्पर्संट, वंगण - मिश्रण - डिगॅसिंग ग्रॅन्युलेशन - इंजेक्शन - डिग्रीसिंग - सिंटरिंग - उत्पादन चाचणी
सिरेमिक पावडरच्या आवश्यकतांसाठी सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग तंत्रज्ञान
- पावडर विशेषतः उच्च मर्यादेच्या भरण्याच्या घनतेसाठी आणि कमी किमतीसाठी तयार केली पाहिजे;
- पावडर एकत्र होत नाही;
- पावडरचा आकार प्रामुख्याने गोलाकार असतो;
- बाईंडर काढून टाकल्यानंतर बिलेटचे विकृतीकरण किंवा कोसळणे टाळण्यासाठी पावडरमध्ये पुरेसे घर्षण असते. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, नैसर्गिक उताराचा कोन 55° पेक्षा जास्त असावा;
- जलद सिंटरिंग सुलभ करण्यासाठी, त्याचा कण आकार सरासरी लहान असावा, साधारणपणे १ μm पेक्षा कमी;
- पावडर स्वतःच दाट आहे, अंतर्गत छिद्रांशिवाय;
- पावडरचा पृष्ठभाग स्वच्छ आहे आणि बाईंडरशी रासायनिक अभिक्रिया करत नाही.
इंजेक्शन मोल्डिंग बाइंडर सिस्टम
इंजेक्शन मोल्डिंगमधील बाइंडर्सची दोन मूलभूत कार्ये असतात.
सर्वप्रथम, इंजेक्शन मोल्डिंग टप्प्यात पावडर समान रीतीने मिसळता येते आणि गरम केल्यानंतर पावडरमध्ये चांगली तरलता येऊ शकते;
दुसरे म्हणजे, इंजेक्शन मोल्डिंगनंतर आणि डीग्रेसिंग दरम्यान बाईंडर शरीराचा आकार राखू शकतो.
पावडर इंजेक्शन मोल्डिंग तंत्रज्ञानामध्ये बाइंडर हा गाभा आणि गुरुकिल्ली आहे असे म्हणता येईल आणि इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रियेतील प्रत्येक सुधारणा आणि प्रगती नवीन बाँडिंग सिस्टमच्या जन्मासोबत असते. CIM मध्ये, पावडर कणांचा आकार मेटल पावडर इंजेक्शन मोल्डिंगपेक्षा लहान असल्याने, पावडरची तरलता कमी असते आणि मिक्सिंगनंतर पावडर आणि बाइंडरमधील अंतर खूपच कमी असते, ज्यामुळे डीग्रेझिंग कठीण होते, ज्यामुळे बाइंडरसाठी अधिक मागणी असलेल्या आवश्यकता पुढे येतात. म्हणून, सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग बाइंडर म्हणून, खालील अटी पूर्ण केल्या पाहिजेत:
१. चांगली गतिशीलता. इंजेक्शन मोल्डिंगची चिकटपणा मध्यम असावी, चिकटपणा खूप जास्त असेल, पावडर बाइंडरमध्ये प्रभावीपणे विखुरली जाऊ शकत नाही, ते केवळ मिसळणे कठीण नाही तर एकसमान मिश्रित बिलेट मिळवणे देखील कठीण आहे, ज्यामुळे मोल्डिंग दोष निर्माण करणे सोपे आहे; खूप कमी चिकटपणामुळे सिरेमिक पावडर आणि बाइंडरचे डिलेमिनेशन होईल आणि स्निग्धता तापमानासह जास्त चढ-उतार होऊ शकत नाही, अन्यथा दोष निर्माण होतील.
२. बाइंडरमध्ये पावडर चांगली ओली करणे आणि पावडरवर चांगला चिकटपणा आणणे आवश्यक आहे. सहसा बाइंडरची ओले करण्याची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, मिश्रणाची चिकटपणा कमी करण्यासाठी आणि त्याची तरलता वाढविण्यासाठी काही पृष्ठभागावर सक्रिय पदार्थ जोडले पाहिजेत. त्याच वेळी, बाइंडर कणांना ओले करतो जेणेकरून कण शोषून घेण्यासाठी आणि शरीराला विकृत होण्यापासून रोखण्यासाठी केशिका शक्ती निर्माण होईल. बिलेटची स्थिरता सुनिश्चित करण्यासाठी, पावडर बाइंडरच्या सापेक्ष निष्क्रिय असावी.
३. बाईंडर बहु-घटक सेंद्रिय पदार्थांपासून बनलेला असतो. एकाच सेंद्रिय बाईंडरला तरलतेची आवश्यकता पूर्ण करणे कठीण असते आणि एका घटकाचे डीग्रेजिंग केल्यानंतर, एक ओपन पोरोसिटी तयार होते, जी उर्वरित बाईंडरला वगळण्यास अनुकूल असते. सरावाने हे सिद्ध केले आहे की बहु-घटक बाईंडरचा डीग्रेझिंग रेट सिंगल कंपोनंट बाईंडरपेक्षा खूप वेगवान आहे आणि दोष खूपच कमी आहेत. अर्थात, बहु-घटक बाईंडर असलेले सेंद्रिय पॉलिमर सुसंगत असतात.
४. या बाईंडरमध्ये उच्च थर्मल चालकता आणि कमी थर्मल विस्तार गुणांक असतो. हे केवळ थर्मल ताणामुळे होणारे दोष टाळतेच, परंतु शरीराला होणारा थर्मल शॉक देखील कमी करते आणि दोष कमी करते.
५. याव्यतिरिक्त, बाईंडर विषारी नसलेला, प्रदूषण न करणारा, अस्थिर नसलेला, ओलावा शोषून न घेणारा आणि चक्रीय हीटिंग कामगिरी बदलत नसलेला असावा.
विविध बाईंडर सिस्टमच्या फायद्यांची आणि तोट्यांची तुलना
प्रणाली | प्राथमिक घटक | फायदा | गैरसोय |
थर्मोप्लास्टिक प्रणाली | पॅराफिन, पॉलीथिलीन, पॉलीप्रोपायलीन | चांगली लागूक्षमता, चांगली तरलता, सोपी मोल्डिंग, उच्च पावडर लोडिंग, इंजेक्शन प्रक्रिया नियंत्रित करण्यास सोपी | ग्रीसिंग कमी करण्यासाठी लागणारा वेळ बराच असतो आणि प्रक्रिया गुंतागुंतीची असते. |
थर्मोसेटिंग सिस्टम | इपॉक्सी राळ, फिनॉल राळ | इंजेक्शन ब्लँकमध्ये उच्च ताकद आणि जलद डीग्रेझिंग गती आहे | इंजेक्शन प्रक्रिया नियंत्रित करणे कठीण आहे, त्याची योग्यता कमी आहे आणि अनेक दोष आहेत. |
जेल सिस्टीम | मिथाइल सेल्युलोज, ग्लिसरीन, बोरिक आम्ल | कमी सेंद्रिय पदार्थ, जलद डीग्रेझिंग गती | हिरव्या शरीराची ताकद कमी असते आणि ग्रीस कमी करणे कठीण असते. |
पाण्यात विरघळणारी प्रणाली | सेल्युलोज इथर, AGAR | जलद डीग्रेझिंग गती | पावडर लोडिंग कमी आहे. |
CIM मधील अनेक सामान्य बाइंडर बनलेले आहेत
अलिकडच्या वर्षांत, जगातील विविध सिरेमिक पावडर इंजेक्शन मोल्डिंगमध्ये वापरले जाणारे सर्वात सामान्य बाइंडर. टेबलवरून पाहिल्याप्रमाणे, CIM मध्ये वापरले जाणारे बाइंडर प्रामुख्याने थर्मोप्लास्टिक मल्टी-कंपोनेंट सिस्टमचे असतात.
पावडर रचना | बाइंडर रचना | प्रणाली |
Si3N4 बद्दल | पीडब्ल्यू+ईव्हीए+पीपी+पीई+एसए पीडब्ल्यू+पीपी+एसए | थर्मोप्लास्टिक |
झेडआरओ२ | पीडब्ल्यू+ईव्हीए+एसए | थर्मोप्लास्टिक |
अल२ओ३ | पीडब्ल्यू+पीपी+एसए | थर्मोप्लास्टिक |
एसआयसी/एसआय३एन४ | पीडब्ल्यू+एसए | थर्मोप्लास्टिक |
सीआयएम मिश्रण तयार करणे
मिश्रण म्हणजे पावडर आणि बाईंडरचे मिश्रण. संपूर्ण इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रियेत, पावडर आणि पॉलिमर बाईंडर मिश्रण तयार करणे हे सर्वात महत्वाचे टप्पे आहे. या प्रक्रियेसाठी मिश्रणात चांगली एकरूपता, चांगले रिओलॉजिकल गुणधर्म आणि चांगले डीग्रेझिंग गुणधर्म असणे आवश्यक आहे.
निवडलेल्या मिक्सिंग तंत्रज्ञानासाठी, मुख्य भूमिका म्हणजे दर, तापमान आणि वेळ जुळवणे. तथापि, जर मिक्सिंगचा वेग आणि तापमान खूप कमी असेल, तर मिक्सिंगचा वेळ कितीही लांब असला तरी एकसमान असू शकत नाही.
पीआयएमची रिओलॉजिकल समस्या प्रामुख्याने मिश्रणाच्या चिकटपणाचे मूल्यांकन आणि वैशिष्ट्यीकरण आहे.
इंजेक्शन मोल्डिंग
इंजेक्शन मोल्डिंगचा उद्देश म्हणजे दोष नसलेली आणि इच्छित आकारात एकसमान कण व्यवस्था नसलेली CIM फॉर्मिंग बॉडी मिळवणे. तयार केलेले मिश्रण सामान्यतः सामान्य प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनमध्ये इंजेक्ट केले जाऊ शकते किंवा विशेष पावडर इंजेक्शन मशीनमध्ये इंजेक्ट केले जाऊ शकते. मोल्डिंग प्रक्रियेच्या पॅरामीटर्समध्ये सामान्यतः इंजेक्शन तापमान, इंजेक्शन प्रेशर, इंजेक्शन स्पीड, प्रेशर होल्डिंग प्रेशर, प्रेशर होल्डिंग कूलिंग टाइम आणि मोल्ड तापमान यांचा समावेश होतो. जर प्रक्रियेचे पॅरामीटर्स योग्यरित्या नियंत्रित केले गेले नाहीत, तर विविध दोष निर्माण करणे सोपे आहे. त्यानंतरच्या प्रक्रियेत इंजेक्शन दोष दूर करता येत नाहीत, म्हणून ही प्रक्रिया काटेकोरपणे नियंत्रित केली पाहिजे, जी उत्पादन उत्पन्न आणि सामग्री वापर सुधारण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे.
झिरकोनिया इंजेक्शन मोल्डिंग भाग
सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रियेतील दोषांचे नियंत्रण
इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रियेतील दोषांचे नियंत्रण दोन पैलूंवरून विचारात घेतले जाऊ शकते: एकीकडे, मोल्डिंग तापमान, दाब आणि वेळ यांच्यातील संबंध निश्चित केला जातो; दुसरा पैलू म्हणजे भरताना साच्याच्या पोकळीत फीडचा प्रवाह. बहुतेक CIM उत्पादने जटिल आकार आणि उच्च अचूकता आवश्यकता असलेले लहान भाग असल्याने, साच्याच्या पोकळीतील मिश्रणाच्या प्रवाहात साच्याच्या डिझाइनच्या समस्यांचा समावेश असतो, ज्यामध्ये फीड पोर्टचे स्थान, प्रवाह चॅनेलची लांबी, व्हेंट होलचे स्थान इत्यादींचा समावेश असतो, ज्यासाठी मिश्रण प्रवाह गुणधर्माचे पॅरामीटर्स, साच्याच्या पोकळीतील तापमान आणि अवशिष्ट ताणाचे वितरण यांची स्पष्ट समज आवश्यक असते.
सिरेमिक सिंटरिंग
सिंटरिंग प्रक्रिया प्रामुख्याने सिरेमिकच्या धान्य आकाराच्या वाढीवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी, आवश्यक फेज मटेरियल मिळवण्यासाठी आणि उच्च सिंटरिंग घनता आणि दाट सिरेमिक सिंटर बॉडी सुनिश्चित करण्यासाठी असते.
सिंटरिंग प्रक्रिया दोन महत्त्वाचे पॅरामीटर्स: सिंटरिंग तापमान आणि सिंटरिंग वेळ
नवीन सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया
पावडर को-इंजेक्शन मोल्डिंग (पीसीएम) ही पावडर इंजेक्शन मोल्डिंगची एक नवीन निर्मिती आहे.या तंत्रात डबल-बॅरल इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनचा वापर करून साच्याच्या पोकळीत सलग दोन वेगवेगळे पावडर/बाइंडर मिश्रण इंजेक्ट केले जाते. या प्रक्रियेमुळे पृष्ठभागावर प्रक्रिया पूर्ण झालेले उत्पादन तयार झाल्यानंतर करण्याऐवजी इंजेक्शन मोल्डिंग दरम्यान करता येते. उत्पादनाची तयारी आणि पृष्ठभाग प्रक्रिया एकाच प्रक्रियेत पूर्ण करता येते, जी तांत्रिक आणि आर्थिक दृष्टिकोनातून खूप आकर्षक आहे.
कमी दाबाचे इंजेक्शन मोल्डिंग तंत्रज्ञान, इंजेक्शन प्रक्रियेच्या बाबतीत, कमी दाबाचे इंजेक्शन प्रक्रिया उच्च दाबाच्या इंजेक्शनपेक्षा चांगली आहे.१.५-४.०Pa.s दरम्यान सामान्य स्निग्धतेचे फीडिंग ०.८Mpa कॉम्प्रेस्ड एअरद्वारे पूर्ण केले जाऊ शकते, जे पारंपारिक उपकरणांमध्ये हायड्रॉलिक सिस्टम, इंजेक्शन पिस्टन आणि कनेक्टिंग रॉड सिस्टम काढून टाकू शकते. कमी दाबाच्या इंजेक्शनचे फायदे म्हणजे इंजेक्शन ग्रीनमध्ये कमी दाबाचा ग्रेडियंट, लहान साचा घालणे, नॉन-स्टिक साचा घालणे, इंजेक्शन पिस्टन घालण्यामुळे होणारे फीडिंग प्रदूषण टाळणे आणि पावडर/बाइंडर वेगळे न करणे. याव्यतिरिक्त, कमी ऊर्जा वापर, लहान उपकरण आकार, साधी रचना आणि कमी खर्च आहे.