0731-27905188
gloria@huarantech.com
tiếng Việt Tiếng Việt
english English français Français Deutsch Deutsch Italiano Italiano Русский Русский Español Español português Português Nederlandse Nederlandse ελληνικά ελληνικά 日本語 日本語 한국 한국 中文 中文 العربية العربية हिन्दी हिन्दी Türkçe Türkçe indonesia Indonesia tiếng Việt Tiếng Việt ไทย ไทย বাংলা বাংলা فارسی فارسی polski Polski
Menu
Trang chủ / Các trường hợp /

Thiết kế để thành công: Hướng dẫn của một kỹ sư về các thành phần gốm tùy chỉnh

Thiết kế để thành công: Hướng dẫn của một kỹ sư về các thành phần gốm tùy chỉnh

2025-09-11

trường hợp công ty mới nhất về Thiết kế để thành công: Hướng dẫn của một kỹ sư về các thành phần gốm tùy chỉnh
Lời giới thiệu: Tại sao đồ gốm đòi hỏi phải có cách suy nghĩ khác về thiết kế

Các thành phần gốm tùy chỉnh cung cấp hiệu suất vô song trong điều kiện khắc nghiệt, nhưng chúng không chỉ đơn giản là "thay thế kim loại"." Thiết kế thành công các bộ phận gốm đòi hỏi phải hiểu được những hạn chế sản xuất độc đáo và hành vi vật liệu của gốm tiên tiếnHướng dẫn này phác thảo các nguyên tắc chính để thiết kế các thành phần vừa chức năng vừa có thể sản xuất.

Quá trình sản xuất gốm: Từ bột sang chính xác

Hiểu được làm thế nào các loại gốm được sản xuất giải thích nhiều hạn chế thiết kế:

  1. Sản phẩm làm bột:Các nguyên liệu thô được micronized và pha trộn

  2. Xây dựng:Các thành phần được định hình thông qua:

    • Sắt khô (đối với các hình dạng đơn giản)

    • Bấm đồng tĩnh (đối với các hình học phức tạp)

    • Dầu đúc phun (đối với các bộ phận phức tạp, khối lượng lớn)

    • Dầu đúc trượt (đối với các thành phần lớn, tường mỏng)

  3. Nấu (Sintering):Các bộ phận co lại 15-20% tuyến tính trong quá trình củng cố nhiệt độ cao

  4. Máy gia công:Máy gia công kim cương đạt được kích thước cuối cùng và kết thúc bề mặt

  5. Kiểm soát chất lượng:Đo độ chính xác và thử nghiệm không phá hủy

10 Quy tắc thiết kế thiết yếu cho các thành phần gốm tùy chỉnh

  1. Độ dày tường đồng nhất:Tránh thay đổi độ dày mạnh mẽ để ngăn ngừa nứt trong quá trình ngâm

  2. Radii hào phóng:Khoản bán kính bên trong tối thiểu 0,5 mm, bán kính bên ngoài 0,2 mm

  3. Tránh các góc sắc:Sử dụng bán kính ngay cả trong các khu vực không quan trọng để giảm nồng độ căng thẳng

  4. Các góc rút ra:1-3° góc xuôi tạo thuận lợi cho việc giải phóng khuôn cho các bộ phận ép

  5. Đặt lỗ:Giữ lỗ có đường kính ít nhất 1,5x từ cạnh và các lỗ khác

  6. Chủ nghĩa thực tế khoan dung:Độ khoan dung tiêu chuẩn ± 0,5% của kích thước, độ chính xác gia công đạt ± 0,1%

  7. Các cân nhắc phẳng:Các khu vực phẳng lớn có thể yêu cầu gia công hoặc hỗ trợ đặc biệt

  8. Hạn chế cắt giảm:Undercuts đòi hỏi công cụ đặc biệt hoặc hậu máy

  9. Thông số kỹ thuật kết thúc bề mặt:Được đốt (Ra 1-2μm), nghiền (Ra 0,4-0,8μm), đánh bóng (Ra < 0,1μm)

  10. Những cân nhắc của hội đồng:Thiết kế với khoảng trống thích hợp cho sự khác biệt mở rộng nhiệt

Những sai lầm thiết kế phổ biến và cách tránh chúng
Nhầm lẫn Vấn đề Giải pháp
Các góc bên trong sắc Nồng độ căng thẳng dẫn đến nứt Khoảng bán kính tối thiểu 0,5 mm
Thay đổi độ dày tường nhanh chóng Sự co lại khác biệt gây ra sự cong hình Chuyển đổi dần dần
Sự khoan dung quá chặt chẽ Chi phí gia công quá mức Chỉ xác định kích thước quan trọng
Bỏ qua hướng hạt Tính chất anisotropic ảnh hưởng đến sức mạnh Tư vấn với nhà sản xuất sớm
Thiết kế cho các phương pháp lắp ráp kim loại Vật gốm không thể được xào / trục như kim loại Sử dụng các phương pháp kết nối thay thế
Các cân nhắc thiết kế cụ thể về vật liệu

  • Alumina:Thêm sự tha thứ cho các hình dạng phức tạp, độ cứng cao hơn

  • Zirconia:Độ dẻo dai cao hơn nhưng khó khăn hơn cho các bộ phận lớn, mỏng

  • Silicon Carbide:Tốt cho nhiệt độ cao nhưng giới hạn ở các hình học đơn giản hơn

  • Silicon Nitride:Lý tưởng cho các ứng dụng căng thẳng cao nhưng đắt tiền nhất để máy

Con đường tạo nguyên mẫu: Từ khái niệm đến sản xuất

  1. Thử nghiệm thiết kế (Truyền hình):Phân tích mô hình 3D cho khả năng sản xuất

  2. Xây dựng nguyên mẫu nhanh:Số lượng giới hạn thông qua gia công các loại rỗng trước

  3. Sản xuất thí điểm:Sản xuất hàng loạt nhỏ để thử nghiệm toàn bộ quy trình

  4. Phản hồi về thiết kế để sản xuất (DFM):Sự tinh chỉnh dựa trên kết quả ban đầu

  5. Công cụ sản xuất:Đầu tư vào khuôn/mát để sản xuất khối lượng

  6. Thiết lập hệ thống chất lượng:Thực hiện kiểm soát quy trình thống kê

Chiến lược tối ưu hóa chi phí

  1. Đơn giản hóa hình học:Mỗi tính năng đều có thêm chi phí

  2. Tiêu chuẩn hóa khi có thể:Sử dụng các công cụ hiện có hoặc các tính năng tiêu chuẩn

  3. Xem xét các hoạt động phụ:Đôi khi gia công là rẻ hơn các công cụ phức tạp

  4. Lập kế hoạch khối lượng:Các quy trình khác nhau phù hợp với số lượng khác nhau

  5. Sự tham gia sớm của nhà cung cấp:85% chi phí sản xuất được xác định trong giai đoạn thiết kế

Ví dụ trường hợp: Thiết kế lại một bộ xử lý wafer bán dẫn

Thiết kế kim loại ban đầu thất bại do tạo ra hạt và mở rộng nhiệt.

  • Thiết kế lại các tính năng gắncho chỗ chứa mở rộng nhiệt

  • Xét cộngđến tất cả các góc bên trong

  • Độ phẳng quan trọng được chỉ địnhChỉ trên bề mặt tiếp xúc wafer

  • Kết quả:Ô nhiễm hạt giảm 99%, tuổi thọ tăng từ 6 tháng lên 5+ năm

Danh sách kiểm tra thiết kế cho dự án thành phần gốm tiếp theo của bạn

  • Anh đã xem xét sự đồng nhất về độ dày tường chưa?

  • Tất cả các bán kính bên trong ≥ 0,5 mm?

  • Bạn đã loại bỏ những sự khoan dung chặt chẽ không cần thiết chưa?

  • Thiết kế có phù hợp với phương pháp tạo hình mà bạn chọn không?

  • Bạn đã nghĩ đến việc lắp ráp bằng các vật liệu khác chưa?

  • Các yêu cầu về kết thúc bề mặt có thực tế cho ứng dụng không?

  • Ông đã tham khảo ý kiến các chuyên gia sản xuất gốm chưa?

Kết luận: Quan hệ đối tác mang lại kết quả tối ưu

Các thành phần gốm tùy chỉnh thành công nhất xuất hiện từ các quy trình thiết kế hợp tác, trong đó các kỹ sư làm việc chặt chẽ với các chuyên gia gốm từ khái niệm đến sản xuất.Quan hệ đối tác này đảm bảo thiết kế tận dụng lợi thế của gốm trong khi tôn trọng thực tế sản xuất.