陶瓷由于具有耐磨、防刮、親膚不過敏,如玉色澤、永不褪色且成本較低的優(yōu)點,已成為智能穿戴的絕佳材料選擇。而陶瓷注塑成型是如今智能穿戴陶瓷外觀件的主要成型工藝之一。
一、陶瓷注塑成型的工藝流程
陶瓷注射成型是一種在聚合物注塑成型技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的近凈尺寸可塑成型方法,智能穿戴陶瓷注塑成型基本工藝流程主要包括喂料制備、注射成型、脫脂和燒結(jié)四個階段:
1、喂料制備 將氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉末、表面活性劑按比例稱重,加入乙醇后,球磨混合,干燥、過篩,得到漿料,然后與粘結(jié)劑混合,混煉、造粒,得到注射用喂料。
喂料制備的關(guān)鍵:
選擇合適的粘結(jié)劑,粘結(jié)劑與陶瓷粉末的相容性及剪切分散性好,消除團聚;
適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑的含量,使喂料具有良好的流動性;
提高的陶瓷粉末的裝載量(固含量),減少尺寸變形。
2、注塑成型 將注塑喂料置于注塑成型機內(nèi),加熱轉(zhuǎn)變呈粘稠性熔體,在一定的溫度和壓力下高速注入金屬模具內(nèi),冷卻后脫模取出得到陶瓷坯體。 注塑成型的關(guān)鍵:
模具的合理設(shè)計與加工(澆口、流道、精度、材質(zhì)等)
注射參數(shù)的設(shè)定與優(yōu)化(溫度、壓力、模溫)
充模過程排氣與坯體應(yīng)力
3、脫脂 脫脂是將注塑成型的陶瓷坯件中的粘結(jié)劑組分用物理或者化學(xué)的方法脫除的過程。由于粘結(jié)劑體系的不同,脫脂工藝存在差異,注塑陶瓷脫脂方法有:熱脫脂、溶劑脫脂、催化脫脂,選擇高效安全的脫脂技術(shù)進(jìn)行脫脂,得到毛坯。
4、燒結(jié)
將陶瓷毛坯在1300°C~1800°C高溫下進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)是陶瓷坯體成型的最后一道工藝,陶瓷產(chǎn)品的性能優(yōu)劣很大一部分因素是由燒結(jié)來決定的。氧化鋯陶瓷要燒結(jié)地致密度高、均勻,不僅前一道加工工序脫脂環(huán)節(jié)至關(guān)重要,還受粉體、添加劑、燒結(jié)溫度及時間、壓力及燒結(jié)氣氛等因素的影響。
二、陶瓷注塑成型的優(yōu)勢特點
智能穿戴陶瓷外觀件有陶瓷表殼、陶瓷表圈、陶瓷表盤、陶瓷底蓋、陶瓷表冠、陶瓷表鏈等產(chǎn)品,尺寸小,精度要求高。
智能穿戴陶瓷外觀件采用陶瓷注塑成型的優(yōu)勢有:
可近凈成型幾何形狀復(fù)雜的以及有特殊要求的小型陶瓷零部件,成型制品精度高,生坯密度均勻,生坯強度高,燒結(jié)體性能優(yōu)異且產(chǎn)品質(zhì)量的一致性好,使燒結(jié)后的陶瓷產(chǎn)品無需進(jìn)行機加工或少加工,從而減少昂貴的陶瓷加工成本;
成型過程具有機械化和自動化程度高、生產(chǎn)效率高、成型周期短、生產(chǎn)過程中的管理和控制也很方便,易于實現(xiàn)大批量、規(guī)模化生產(chǎn);
成型出的陶瓷產(chǎn)品具有極高的尺寸精度和表面光潔度,表面光潔度可達(dá)5um。因此CIM技術(shù)成為現(xiàn)有陶瓷成型技術(shù)中高精度和高效率的成型方法之一,在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用和研究。