Ceramic forming techniques
सिरेमिक बनाने की तकनीक सिरेमिक बनाने के तरीके हैं, जिनका उपयोग टेबलवेयर जैसे चाय के बर्तनों से लेकर कंप्यूटर के पुर्जों जैसे इंजीनियरिंग सिरेमिक तक सब कुछ बनाने के लिए किया जाता है। मिट्टी के बर्तनों की तकनीकों में कुम्हार का पहिया, पर्ची कास्टिंग और कई अन्य शामिल हैं। सिरेमिक कच्चे माल के पाउडर को जटिल आकार में बनाने के तरीके प्रौद्योगिकी के कई क्षेत्रों में वांछनीय हैं। उदाहरण के लिए, सिरेमिक कच्चे माल के पाउडर से उन्नत, उच्च तापमान वाले संरचनात्मक भागों जैसे गर्मी इंजन घटकों, पुनर्प्राप्ति यंत्रों और इसी तरह के उत्पादन के लिए ऐसी विधियों की आवश्यकता होती है। इस उत्पादन संचालन के साथ उत्पादित विशिष्ट भागों में स्टेनलेस स्टील, कांस्य, जटिल काटने के उपकरण, प्लास्टिक मोल्ड टूलिंग और अन्य से बने इम्पेलर्स शामिल हैं। उपयोग की जाने वाली विशिष्ट सामग्री हैंः लकड़ी, धातु, पानी, प्लास्टर, एपॉक्सी और एसटीएल, सिलिका और जिरकोनिया। यह उत्पादन संचालन आयामी स्थिरता, सतह की गुणवत्ता, घनत्व और एकरूपता वाले उपकरण प्रदान करने के लिए जाना जाता है। उदाहरण के लिए, पर्ची कास्टिंग प्रक्रिया में कास्ट भाग कच्चे माल की उच्च सांद्रता का होता है जिसमें थोड़ा सा योजक होता है, इससे एकरूपता में सुधार होता है। लेकिन इसके अलावा, प्लास्टर मोल्ड डाली गई पर्ची से पानी को कॉम्पैक्ट करने के लिए खींचता है और मोल्ड की सतह पर कास्टिंग बनाता है। यह एक घनी ढलान बनाता है। पर्ची कास्टिंग चीनी मिट्टी के बर्तन बनाने की कई तकनीकें हैं, लेकिन एक उदाहरण पर्ची कास्टिंग है। यही वह जगह है जहाँ पर्ची या तरल मिट्टी को प्लास्टर के सांचे में डाला जाता है। पर्ची में पानी को प्लास्टर मोल्ड की दीवारों में खींचा जाता है, जिससे ठोस मिट्टी की एक आंतरिक परत निकल जाती है, जो जल्दी से कठोर हो जाती है। सुख जाने पर ठोस मिट्टी को भी हटाया जा सकता है। स्लिप कास्टिंग में उपयोग की जाने वाली पर्ची को अक्सर एक ऐसे पदार्थ के साथ तरल किया जाता है जो पर्ची को नरम करने के लिए अतिरिक्त पानी की आवश्यकता को कम करता है (जब तक कि क्रेजिंग की आवश्यकता न हो); यह अत्यधिक संकुचन को रोकता है जो तब होता है जब बहुत अधिक पानी वाला टुकड़ा सूख जाता है; दूसरा तरीका है वस्तुओं को धीरे-धीरे सुखाना। स्लिप-कास्टिंग विधियाँ हाइड्रोलिक कास्टिंग जैसी अन्य सिरेमिक कास्टिंग तकनीकों की तुलना में उच्च शुद्धता वाले सिरेमिक कच्चे माल को ढालने में बेहतर सतह की गुणवत्ता, घनत्व और एकरूपता प्रदान करती हैं, क्योंकि कास्ट भाग में कम योजकों के साथ सिरेमिक कच्चे माल की उच्च सांद्रता होती है। एक पर्ची पानी या अल्कोहल जैसे तरल में महीन कच्चे माल के पाउडर का एक निलंबन है जिसमें छोटी मात्रा में माध्यमिक सामग्री जैसे फैलाव, सर्फैक्टेंट और बाइंडर होते हैं। पॉटरी स्लिप कास्टिंग तकनीक एक प्लास्टर ब्लॉक या फ्लास्क मोल्ड का उपयोग करती है। प्लास्टर मोल्ड डाली गई पर्ची से पानी खींचता है और सांचे की सतह पर ढलाई बनाता है। यह हानिकारक वायु अंतराल को हटाते हुए और अंतिम सिंटरिंग प्रक्रिया में संकुचन को कम करते हुए एक घने कास्ट का निर्माण करता है। मिश्रित विनिर्माण कम मात्रा में जटिल आकारों के उत्पादन के लिए, मिश्रित विनिर्माण (ए. एम.) एक प्रभावी दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करता है, और महत्वपूर्ण अनुसंधान और विकास का विषय है। पॉलीमेरिक सामग्री के योजक निर्माण के विपरीत, सामग्री प्रसंस्करण चुनौतियों के कारण चीनी मिट्टी के बर्तनों के एएम का दायरा काफी सीमित रहता है। चीनी मिट्टी के बर्तनों के एएम के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उपकरण ज्यादातर पाउडर की परत दर परत सिंटरिंग पर निर्भर करते हैं और शायद ही कभी लागत प्रभावी होते हैं। हालांकि, चीनी मिट्टी की वस्तुओं को मशीनीकृत करने में कठिनाइयों का मतलब है कि ए. एम. तकनीकें उन स्थितियों में आकर्षक हो सकती हैं जहां उत्पादन की मात्रा बहुत कम होती है ताकि पर्ची कास्टिंग विधियों के लिए मोल्ड का उत्पादन किया जा सके। विशेष रूप से स्टीरियोलिथोग्राफी सहित तकनीकों का उपयोग करके प्रीसेरामिक पॉलिमर से सिरेमिक का योगात्मक निर्माण, बाद में पॉलीमर व्युत्पन्न सिरेमिक प्राप्त करने के लिए पायरोलिसिस के साथ, योगात्मक रूप से निर्मित सिरेमिक की चुनौती से निपटने के लिए एक उभरते दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करता है। सिलिका, जिरकोनिया और अन्य अपवर्तक सामग्रियों का उपयोग करके सिरेमिक शेल कास्टिंग तकनीकों का उपयोग वर्तमान में धातु के पुर्जों के उद्योग द्वारा 'नेट कास्टिंग' के लिए किया जाता है, जिससे पिघले हुए धातु कास्टिंग के लिए सटीक शेल मोल्ड बनते हैं। तकनीक में मोल्ड शेल परत का निर्माण करने के लिए एक क्रमिक गीली डुबकी और सूखी पाउडर कोटिंग या प्लास्टर शामिल है। शेल कास्टिंग विधि सामान्य रूप से आयामी स्थिरता के लिए जानी जाती है और इसका उपयोग एयरोस्पेस और पिघले हुए धातु कास्टिंग में अन्य उद्योगों के लिए कई नेट-कास्टिंग प्रक्रियाओं में किया जाता है। स्वचालित सुविधाओं में स्वचालित डुबकी के लिए पेड़ों पर कई मोम के पैटर्न, बड़े घोल मिश्रण और तरल पाउडर बेड का उपयोग किया जाता है। तकनीकी चीनी मिट्टी के बर्तन प्रसंस्करण के लिए तैयार किए गए सूखे पाउडर से तकनीकी चीनी मिट्टी की सामग्री बनाते समय, आवश्यक आकार में बनाने की विधि सामग्री तैयार करने की विधि और बनाए जाने वाले हिस्से के आकार और आकार पर निर्भर करती है। सूखे पाउडर बनाने के लिए तैयार की गई सामग्री आमतौर पर आवश्यक बल और पाउडर भरने की गहराई के लिए चुने गए यांत्रिक या हाइड्रोलिक पाउडर कॉम्पैक्टिंग प्रेस में "सूखे" दबाने से बनती है। सूखे पाउडर को स्वचालित रूप से डाई में गैर-लचीले स्टील या टंगस्टन कार्बाइड डालने में छोड़ दिया जाता है और फिर पाउडर को डाई के आकार में कॉम्पैक्ट किया जाता है। यदि भाग को बड़ा होना है और एक समान दबाए गए घनत्व के लिए उपयुक्त रूप से दबाव संचारित करने में असमर्थ है तो आइसोस्टैटिक प्रेसिंग का उपयोग किया जा सकता है। जब आइसोस्टैटिक रूप से दबाया जाता है तो पाउडर एक लचीली झिल्ली का आकार लेता है जो मोल्ड के रूप में कार्य करता है, जिससे दबाए गए पाउडर का आकार और आकार बनता है। आइसोस्टैटिक प्रेस या तो उच्च गति, स्पार्क प्लग या सैंड ब्लास्ट नोजल के लिए सिरेमिक इंसुलेटर जैसे भागों के लिए उच्च उत्पादन प्रकार के स्वचालित प्रेस हो सकते हैं, या धीमी गति से चलने वाले "वेट बैग" प्रेस हो सकते हैं जो संचालन में बहुत अधिक मैनुअल होते हैं लेकिन विशेष रूप से बड़े मशीनेबल रिक्त स्थान या रिक्त स्थान के लिए उपयुक्त होते हैं जिन्हें अंतिम आकार तक माध्यमिक संचालन में काटा या अन्यथा बनाया जाता है। यदि तकनीकी सिरेमिक भागों की आवश्यकता होती है जहां लंबाई और व्यास का अनुपात बहुत बड़ा होता है, तो एक्सट्रूज़न का उपयोग किया जा सकता है। दो प्रकार के सिरेमिक एक्सट्रूडर होते हैं जिनमें से एक पिस्टन प्रकार का होता है जिसमें हाइड्रोलिक बल होता है जो एक राम को धक्का देता है जो बदले में सिरेमिक को भरी हुई सामग्री सिलेंडर के माध्यम से डाई तक और उसके माध्यम से धकेल रहा होता है जो एक्सट्रुडेट बनाता है। दूसरे प्रकार का एक्सट्रूडर एक पेंच, या ऑगर, प्रकार है जहां एक पेंच मोड़ता है और सामग्री को डाई के माध्यम से मजबूर करता है जो फिर से भाग को आकार देता है। दोनों प्रकार के निष्कर्षण में कच्चे माल को प्लास्टिक किया जाना चाहिए ताकि प्रक्रिया में सामग्री के प्रवाह को अनुमति और प्रेरित किया जा सके। जटिल तकनीकी सिरेमिक भाग आमतौर पर या तो इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया या "गर्म मोम मोल्डिंग" का उपयोग करके बनाए जाते हैं। दोनों एक डाई में सामग्री के प्रवाह की अनुमति देने के लिए गर्मी के प्रति संवेदनशील प्लास्टिसाइज़र पर निर्भर करते हैं। फिर डाई से हटाने के लिए भाग को जल्दी से ठंडा किया जाता है। सिरेमिक इंजेक्शन मोल्डिंग प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग की तरह है जिसमें प्लास्टिक बनाने के लिए विभिन्न पॉलिमर का उपयोग किया जाता है। गर्म मोम मोल्डिंग में बड़े पैमाने पर पैराफिन मोम का उपयोग किया जाता है। अन्य तकनीकें हाथ निर्माण की कई पारंपरिक तकनीकें भी हैं, जैसे कि पिंचिंग, सॉफ्ट स्लैब, हार्ड स्लैब और कॉइल निर्माण। अन्य तकनीकों में सामग्री की परतों का निर्माण करने के लिए पेपरक्ले पर्ची के माध्यम से पशु या कृत्रिम ऊन फाइबर को थ्रेडिंग करना शामिल है। परिणाम रूपों पर लपेटा जा सकता है या काटा जा सकता है, सुखाया जा सकता है और बाद में तरल और नरम पेपरक्ले के साथ जोड़ा जा सकता है। सिरेमिक सामग्री की बहुत पतली चादरें बनाते समय, आमतौर पर "टेप कास्टिंग" का उपयोग किया जाता है। इसमें एक चलती वाहक बेल्ट पर पर्ची (जिसमें इसे ताकत देने के लिए एक बहुलक "बाइंडर" होता है) डालना शामिल है, और फिर मोटाई को समायोजित करने के लिए इसे एक स्थिर "डॉक्टर ब्लेड" के नीचे से गुजरना शामिल है। फिर चलती पर्ची को हवा में सुखाया जाता है, और इस प्रकार बने "टेप" को वाहक बेल्ट से छील दिया जाता है, आयताकार आकार में काटा जाता है, और आगे संसाधित किया जाता है। प्रवाहकीय धातु पाउडर परतों के साथ बारी-बारी से 100 टेप परतों को ढेर किया जा सकता है। फिर इन्हें पॉलिमर को हटाने के लिए सिंटर ("फायर") किया जाता है और इस प्रकार "बहुस्तरीय" संधारित्र, संवेदक आदि बनाए जाते हैं। अमेरिकन सिरेमिक सोसाइटी के डी. डब्ल्यू. रिचरसन के अनुसार, हर दिन एक अरब से अधिक ऐसे संधारित्रों का निर्माण किया जाता है। (लगभग 100 एक सामान्य सेलुलर टेलीफोन में और लगभग एक हजार एक सामान्य ऑटोमोबाइल में होते हैं।) जेल कास्टिंग एक अन्य तकनीक है जिसका उपयोग इंजीनियरिंग सिरेमिक बनाने के लिए किया जाता है। सिरेमिक मोल्ड कास्टिंग चाकवेयर संदर्भ मिट्टी के बर्तन सिरेमिक सामग्री कलात्मक तकनीकें भी देखें।