文献综述
1.研究现状
陶瓷注射成型技术 (Ceramics Injection Molding 简称 CIM)是粉末注射成型 (Powders Injection Molding 简称PIM)技术的主要分支,是在聚合物注射成型技术比较成熟的基础上面发展而来的,是当今国际上发展最快、应用相当广泛的陶瓷零部件精密制造技术[1-2]。其突出优点包括:(1)成型过程机械化并且自动化程度高;(2)可成型各种复杂形状的陶瓷零部件,使烧结后的陶瓷产品无需进行机加工或少加工,从而减少陶瓷加工成本;(3)成型出的陶瓷产品具有很高的尺寸精度和表面光洁度[3-5]。
注射成形过程是指把计量室中预塑好的喂料熔体注人到模具型腔里面去的过程[6-8]。这是喂料熔体经过喷嘴、流道和浇口向模腔流动的过程。从工艺流程上看可分为2个阶段:注射阶段和保压阶段,这两个阶段虽都属于熔体流动过程,但流动条件却有较大区别。
CO2激光器是分子气体激光器,分子气体由碳和氧组成,分子气体激光器通过分子能级间的跃迁产生激发振荡的一种激光器,实现高效率与高功率输出[9-13]。CO2激光器的转换效率是很高的,但最高也不会超过40%,这就是说,将有60%以上的能量转换为气体的热能,使温度升高。此时就需要水冷器来降温,以前使用的是未镀膜激光反射镜片金属基底,改进后使用的带水冷系统的镀膜金属基底,虽有一定成效,但价格昂贵并且工艺复杂。陶瓷水冷器安装简便水冷效果相当合适,是目前来说最合适的冷却装置。冷却装置的功能是把热从发热源传递到散热源,陶瓷作为一种惰性材料,有着良好的导热性,并且陶瓷本身不导电,又能起到很好的安全作用。
模具工业在装备制造业中的地位与作用是众所周知的,模具工业技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志[14-15]。模具技术集合了机械、电子、化学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科知识,模具技术的发展体现了高技术的特点,模具制造业已经成为与高新技术产业互为依托的产业。用模具制造的零件表现出来的高效率、高精度、高复杂性、低消耗和低成本是任何其他加工方法无法比拟的。
2.发展趋势
CIM技术作为一种新兴的精密加工制造技术,有着其独特的优势。特别是近年来全球范围内产业化不断在扩大,更加充分证明了CIM技术诱人的发展前景。陶瓷材料优异的物理化学性能和精密注射成型的有机结合,必将使CIM技术在航空航天、国防军事以及医疗器械等高科技领域发挥越来越重要的作用,它必将成为国内外精密陶瓷零部件中最有优势的先进制备技术。
其中,氧化铝陶瓷以其独特的优势在高技术和尖端工业,如做电子、核反应堆、磁流体发电、航天、人工骨和人工关节等方面越来越得到广泛的应用[16-18]。这些氧化铝陶瓷和普通陶瓷在成分和制造工艺上都有着很大的差别,特别是在成型技术方面,由于氧化铝陶瓷的硬度高,难于切割加工,尤其对于形状复杂的氧化铝制品,如汽车发动机中的增压器转子,骨骼、牙齿等生物陶瓷制品,在成型烧结以后即为成品,无须再加工,而传统成型技术后续机加工大,难以满足这一要求。
近十几年来,我国模具工业与装备工业都得到了快速发展,我国模具技术水平也上升到一个新的高度,与工业发达国家的模具设计与制造水平的差距在逐步缩小[19-21]。作为高科技含量的模具技术,创新是永恒的主题。围绕未来模具发展重点和我国模具行业,努力提高模具行业的自主创新能力,用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平,是我们共同的任务。
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