Teknik pembentukan keramik adalah cara-cara membentuk keramik, yang digunakan untuk membuat segala sesuatu mulai dari peralatan makan seperti teko hingga keramik teknik seperti komponen komputer. Teknik pembentukan keramik meliputi roda tembikar, slip casting dan masih banyak lagi.
Metode untuk membentuk serbuk bahan baku keramik menjadi bentuk yang rumit sangat dibutuhkan di banyak bidang teknologi. Sebagai contoh, metode seperti itu diperlukan untuk memproduksi komponen struktural bersuhu tinggi yang canggih seperti komponen mesin panas, recuperator, dan sejenisnya dari serbuk bahan baku keramik. Komponen khas yang diproduksi dengan operasi produksi ini termasuk impeler yang terbuat dari baja tahan karat, perunggu, alat pemotong yang rumit, perkakas cetakan plastik, dan lain-lain. Bahan-bahan umum yang digunakan adalah: kayu, logam, air, plester, epoksi dan STL, silika, dan zirkonia.
Operasi produksi ini terkenal karena menyediakan perkakas dengan stabilitas dimensi, kualitas permukaan, kerapatan, dan keseragaman. Sebagai contoh, pada proses slip casting, bagian yang dicor memiliki konsentrasi bahan baku yang tinggi dengan sedikit bahan tambahan, hal ini meningkatkan keseragaman. Tetapi juga, cetakan gips menarik air dari slip yang dituangkan untuk memadatkan dan membentuk pengecoran pada permukaan cetakan. Ini membentuk gips yang padat.
Slip casting
Ada banyak teknik pembentukan untuk membuat keramik, tetapi salah satu contohnya adalah slip casting. Di sinilah slip atau tanah liat cair dituangkan ke dalam cetakan gips. Air dalam slip ditarik keluar ke dinding cetakan gips, meninggalkan lapisan dalam tanah liat padat, yang mengeras dengan cepat. Setelah kering, tanah liat padat juga dapat dihilangkan. Slip yang digunakan dalam pengecoran slip sering dicairkan dengan zat yang mengurangi kebutuhan air tambahan untuk melunakkan slip (kecuali jika diinginkan crazing); ini mencegah penyusutan berlebihan yang terjadi ketika bagian yang mengandung banyak air mengering; pendekatan lain adalah mengeringkan barang secara perlahan.
Metode slip-casting memberikan kualitas permukaan, kepadatan, dan keseragaman yang unggul dalam pengecoran bahan baku keramik dengan kemurnian tinggi dibandingkan teknik pengecoran keramik lainnya, seperti pengecoran hidrolik, karena bagian yang dicetak adalah konsentrasi bahan baku keramik yang lebih tinggi dengan sedikit bahan tambahan. Slip adalah suspensi bubuk bahan baku halus dalam cairan seperti air atau alkohol dengan sejumlah kecil bahan sekunder seperti dispersan, surfaktan, dan pengikat. Teknik pengecoran slip tembikar menggunakan blok plester atau cetakan labu. Cetakan plester menarik air dari slip yang dituangkan untuk memadatkan dan membentuk pengecoran pada permukaan cetakan. Hal ini membentuk gips yang padat sehingga menghilangkan celah udara yang merusak dan meminimalkan penyusutan pada proses sintering akhir.
Manufaktur aditif
Untuk produksi bentuk yang kompleks dalam jumlah kecil, manufaktur aditif (AM) merupakan pendekatan yang efektif, dan merupakan subjek penelitian dan pengembangan yang signifikan. Tidak seperti manufaktur aditif bahan polimer, ruang lingkup AM keramik masih sangat terbatas karena tantangan pemrosesan bahan. Peralatan yang tersedia secara komersial untuk AM keramik sebagian besar bergantung pada sintering serbuk lapis demi lapis dan jarang yang hemat biaya. Namun, kesulitan dalam pemesinan benda keramik berarti bahwa teknik AM dapat menarik dalam situasi di mana volume produksi terlalu rendah untuk menghasilkan cetakan yang layak untuk metode pengecoran slip. Secara khusus, pembuatan aditif keramik dari polimer prekursor menggunakan teknik termasuk stereolitografi, dengan pirolisis berikutnya untuk menghasilkan keramik turunan polimer, merupakan pendekatan yang muncul untuk mengatasi tantangan keramik yang diproduksi secara aditif.
Pengecoran cangkang keramik
Teknik pengecoran cangkang keramik yang menggunakan silika, zirkonia, dan bahan tahan api lainnya saat ini digunakan oleh industri komponen logam untuk 'pengecoran bersih', membentuk cetakan cangkang yang presisi untuk pengecoran logam cair. Teknik ini melibatkan pencelupan basah dan pelapisan bubuk atau plesteran kering secara berurutan untuk membangun lapisan cangkang cetakan. Metode pengecoran cangkang secara umum dikenal dengan stabilitas dimensi dan digunakan dalam banyak proses pengecoran bersih untuk kedirgantaraan dan industri lain dalam pengecoran logam cair. Fasilitas otomatis menggunakan beberapa pola lilin pada pohon, pencampur bubur besar, dan tempat tidur bubuk fluida untuk pencelupan otomatis.
Keramik teknis
Ketika membentuk bahan keramik teknis dari serbuk kering yang disiapkan untuk diproses, metode pembentukan ke dalam bentuk yang diperlukan tergantung pada metode persiapan bahan dan ukuran serta bentuk bagian yang akan dibentuk. Bahan yang disiapkan untuk pembentukan bubuk kering paling sering dibentuk dengan pengepresan "kering" dalam pengepresan pemadatan bubuk mekanis atau hidraulik yang dipilih untuk gaya yang diperlukan dan kedalaman pengisian bubuk. Serbuk kering secara otomatis dibuang ke dalam sisipan baja non-fleksibel atau tungsten karbida di dalam cetakan dan pukulan kemudian memadatkan serbuk sesuai bentuk cetakan.
Jika bagian tersebut berukuran besar dan tidak dapat mengirimkan tekanan yang sesuai untuk kerapatan tekan yang seragam, maka pengepresan isostatik dapat digunakan. Ketika ditekan secara isostatik, bubuk berbentuk membran fleksibel yang bertindak sebagai cetakan, membentuk bentuk dan ukuran bubuk yang ditekan. Pengepresan isostatik dapat berupa pengepresan otomatis jenis kecepatan tinggi dan output tinggi untuk bagian-bagian seperti isolator keramik untuk busi atau nozel ledakan pasir, atau pengepresan "kantong basah" yang beroperasi lebih lambat yang jauh lebih manual dalam pengoperasiannya, tetapi cocok terutama untuk blanko besar yang dapat dikerjakan dengan mesin atau blanko yang akan dipotong atau dibentuk dalam operasi sekunder ke bentuk akhir.
Jika bagian keramik teknis diperlukan di mana rasio panjang terhadap diameter sangat besar, ekstrusi dapat digunakan. Ada dua jenis pengekstrusi keramik, yaitu tipe piston dengan gaya hidrolik yang mendorong ram yang pada gilirannya mendorong keramik melalui silinder material yang dimuat ke dan melalui cetakan yang membentuk ekstrudat. Jenis ekstruder kedua adalah jenis sekrup, atau auger, di mana sekrup berputar memaksa material ke dan melalui cetakan yang sekali lagi membentuk bagian tersebut. Pada kedua jenis ekstrusi tersebut, bahan baku harus di plastisisasi untuk memungkinkan dan mendorong aliran bahan dalam prosesnya.
Bagian keramik teknis yang kompleks biasanya dibentuk menggunakan proses pencetakan injeksi atau "pencetakan lilin panas". Keduanya mengandalkan pemlastis yang peka terhadap panas untuk memungkinkan aliran material ke dalam cetakan. Bagian tersebut kemudian dengan cepat didinginkan untuk dikeluarkan dari cetakan. Cetakan injeksi keramik sangat mirip dengan cetakan injeksi plastik yang menggunakan berbagai polimer untuk plastisisasi. Cetakan lilin panas sebagian besar menggunakan lilin parafin.
Teknik lainnya
Ada juga beberapa teknik tradisional pembuatan tangan, seperti mencubit, lempengan lunak, lempengan keras, dan konstruksi kumparan. Teknik lainnya melibatkan penguliran serat wol hewan atau wol buatan melalui selipan paperclay, untuk membangun lapisan material. Hasilnya dapat dibungkus di atas bentuk atau dipotong, dikeringkan dan kemudian digabungkan dengan paperclay cair dan lembut.
Ketika membentuk lembaran yang sangat tipis dari bahan keramik, "pengecoran pita" biasanya digunakan. Ini melibatkan penuangan slip (yang mengandung "pengikat" polimer untuk memberikan kekuatan) ke sabuk pembawa yang bergerak, dan kemudian melewatkannya di bawah "pisau dokter" yang tidak bergerak untuk menyesuaikan ketebalannya. Slip yang bergerak, kemudian dikeringkan dengan udara, dan "pita" yang terbentuk, dikupas dari sabuk pembawa, dipotong menjadi bentuk persegi panjang, dan diproses lebih lanjut. Sebanyak 100 lapisan pita, bergantian dengan lapisan serbuk logam konduktif, dapat ditumpuk. Ini kemudian disinter ("dibakar") untuk menghilangkan polimer dan dengan demikian membuat kapasitor "multilayer", sensor, dll. Menurut D. W. Richerson dari American Ceramic Society, lebih dari satu miliar kapasitor semacam itu diproduksi setiap hari. (Sekitar 100 di antaranya ada di telepon seluler, dan sekitar seribu di mobil).
Pengecoran gel adalah teknik lain yang digunakan untuk membuat keramik teknik.
Disadur dari: en.wikipedia.org