Kwalifikacja: CES.01 - Eksploatacja maszyn i urządzeń przemysłu ceramicznego
Zawód: Technik ceramik
Formowanie wyrobów tlenkowych z mas sypkich polegające na zagęszczeniu masy za pomocą cieczy pod bardzo wysokim ciśnieniem, wywierającej nacisk na masę za pośrednictwem elastycznej formy, nazywa się
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Prasowanie izostatyczne to naprawdę ciekawa i często stosowana w przemyśle metoda formowania wyrobów ceramicznych, szczególnie tlenkowych. Jej główną zaletą jest to, że ciśnienie działające na masę ceramiczną jest rozkładane równomiernie ze wszystkich stron – właśnie dlatego mówi się o izostatyczności, czyli izotropii nacisku. Cały proces polega na tym, że suchą lub lekko zwilżoną masę wsypuje się do elastycznej formy (najczęściej wykonanej z gumy lub specjalnych polimerów), a następnie zanurza się ją w cieczy – przeważnie wodzie lub specjalnym oleju. Ciśnienie, często rzędu nawet kilkuset megapaskali, wywierane jest przez ciecz na formę, co sprawia, że masa jest bardzo jednorodnie zagęszczana. Takie rozwiązanie pozwala praktycznie wyeliminować powstawanie defektów wewnętrznych, jak pęknięcia czy segregacja ziaren, które są typowe dla tradycyjnego prasowania jednostronnego. W branży ceramicznej prasowanie izostatyczne jest standardem, jeśli chodzi o produkcję elementów o skomplikowanych kształtach czy wysokich wymaganiach wytrzymałościowych, np. wytwarzanie tulei, izolatorów czy dysz. Co ciekawe, metoda ta jest też często wykorzystywana do wstępnego kształtowania płytek podłogowych o dużych rozmiarach, gdzie równomierne zagęszczenie wpływa na ich późniejszą odporność na ścieranie. Moim zdaniem, znajomość tej technologii jest po prostu obowiązkowa dla każdego, kto wiąże przyszłość z technologią materiałów ceramicznych.
Wiele osób kojarzy formowanie wyrobów tlenkowych głównie z odlewaniem, co w pewnym sensie wydaje się logiczne, bo odlewanie też pozwala na uzyskanie skomplikowanych kształtów. Jednakże odlewanie polega na wlewaniu ciekłej masy do formy, a nie na zagęszczaniu sypkiej masy pod wpływem ciśnienia cieczy. W tej metodzie najważniejsze są właściwości reologiczne zawiesiny i jej zdolność do wypełniania formy, a nie równomierność nacisku na całą objętość materiału. Modelowanie szablonem to z kolei proces typowo manualny i raczej rzadko stosowany w nowoczesnym przemyśle – tutaj operator nadaje kształt masie plastycznej poprzez przeciąganie jej przez szablon, więc nie ma mowy o wysokim ciśnieniu czy izotropii nacisku. Dotłaczanie, chociaż brzmi podobnie do prasowania izostatycznego, opiera się na punktowym lub jednostronnym przykładaniu siły mechanicznej (np. przez stempel) i nie gwarantuje równomiernego zagęszczenia całej masy; to metoda, która nierzadko prowadzi do powstawania gradientów gęstości i typowych wad dla tego procesu. W praktyce bardzo łatwo pomylić prasowanie izostatyczne z tradycyjnym prasowaniem, zwłaszcza jeśli nie miało się okazji zobaczyć obu procesów na żywo. Główną trudnością w rozróżnieniu tych metod jest opieranie się jedynie na wyobrażeniach związanych z samą nazwą lub skojarzeniach z działaniem sił mechanicznych, bez głębszego zrozumienia, jak ważne dla jakości wyrobu jest izotropowe, czyli równomierne rozłożenie ciśnienia na całej powierzchni i objętości formowanego elementu. To właśnie dzięki tym właściwościom prasowanie izostatyczne zdobyło taką popularność w zaawansowanych technologiach ceramicznych. Z mojego doświadczenia wynika, że osoby zaczynające naukę często przeceniają uniwersalność prostszych, starszych metod i nie doceniają roli nowoczesnych technik, które pozwalają osiągnąć dużo lepsze parametry fizyczne produktów.