Tendencias en el conformado de suspensiones cerámicas

Abstract

El procesamiento coloidal de materiales cerámicos permite mejorar las propiedades finales de los productos, reduciendo el número y tamaño de los defectos, y aumentando la reproducibilidad del proceso. Esto exige, por una parte, el adecuado conocimiento de los parámetros coloidequímicos y reológicos que rigen la estabilidad de la suspensión y, por otra, el control de las variables específicas de cada proceso de conformado. La técnica de colaje se ha utilizado tradicionalmente en la indus-tria, dada su gran versatilidad, su bajo costo y la elevada uniformidad de las piezas así obtenidas. Sin embargo, el desarrollo industrial impone la búsqueda de nuevas técnicas de conformado capaces de aunar las ventajas del colaje (como la posibili-dad de obtener piezas de forma casi final, con el fin de reducir o eliminar la etapa de mecanización) con las propias de otros procesos (como los de prensado), como son la reducción del ciclo de fabricación y la automatización del proceso. Esto ha impulsado el desarrollo de nuevos procesos de conformado en los que la manipulación de las propiedades coloidales de una suspensión permiten obtener piezas de forma casi neta. En este trabajo se muestran las bases de dichas técnicas y se discuten las tendencias actuales en el conformado coloidal de materiales cerámicos. Palabras clave: Procesamiento, Conformado, Suspensiones Trends in slip forming of ceramics Colloidal processing of ceramics allows to improve the final properties of the products by reducing the number and size of defects, enhancing the reproducibility of the process. This needs on one hand an adequate knowledge of colloidal and rheological parameters that control the stability of the suspension and, on the other hand, the control of the specific parameters of each forming technique. Slip casting has been widely used in the industry due to its high versatility, the low cost and the high uniformity in the so cast bodies. However, the industrial development needs the search of new forming techniques capable to combine the advantages of casting processes (as the possibility to obtain near-net shaped parts where machining is reduced or even avoided) with those of other processes (such as pressing) mainly related to the reduction of the fabrication cycle and the possibility of automation. All this has favoured the development of new forming techniques where a proper manipulation of the colloidal properties of a slip makes possible to obtain near-net shaped parts. This work shows the basis of such processes and discusses the actual tendencies in colloidal forming of ceramics. 1. INTRODUCCIÓN El procesamiento cerámico es el conjunto de operaciones por las que, a partir de uno o varios polvos de partida, se llega a obtener una pieza de la forma y estructura deseadas. La fabri-cación de un producto, pues, requiere el establecimiento de una sistemática que permita ejercer un adecuado control en cada una de las etapas del proceso, ya que las propiedades del siste-ma en cada etapa determinan todas las restantes (1-3). La secuencia típica de fabricación de un producto cerámico se muestra en la Figura 1. Muchos procesos de conformado utili-zados en otras áreas, como son los métodos de deformación o de fusión comúnmente utilizados en metalurgia, no son acepta-bles en cerámica. En el procesamiento cerámico se parte de polvos, naturales o sintéticos, que normalmente precisan de una serie de tratamientos de adecuación o beneficio, para su consolidación. Los tratamientos a los que se somete el polvo dependen de la forma y tamaño de la pieza a obtener y de la uniformidad microestructural deseada. Tras la consolidación, la pieza en verde se somete a un ciclo térmico, tras el cual adquie-re sus propiedades finales. Durante cada una de estas etapas se pueden introducir defectos o heterogeneidades que persistirán o darán lugar a nuevas inhomogeneidades durante la etapa de densificación y desarrollo microestructural. 601 Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidrio, 39 [5] 601-608 (2000) Fig. 1.-Esquema de la estapas típicas del procesamiento cerámico.