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题目：陶瓷生产发展及成型设备技术状况分析
[摘要]: 陶瓷应用于各个领域，陶瓷是我们生活不可或缺的重要组成部分，同时作为当代科学技术的三大支柱，有着巨大的潜力。本文基于国内外陶瓷发展现状，综合评述了陶瓷成型的方法、技术，归纳了陶瓷材料的特点，分析了阻碍陶瓷发展的因素。总结了液压机构的特点，归纳了液压机构设计中的一些方法，并分析了我国陶瓷成型机的先阶段需求及趋势，并对陶瓷发展的趋势展开展望。
关键词：陶瓷成型；液压；节能
前言：陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成型和高温烧制成的一种无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化的优点。特种陶瓷还具有特殊的力学、光、声、电、磁、等性能，具有优异的挖掘潜力。陶瓷成型是陶瓷材料生产到应用的重要工序之一，陶瓷成型它是将陶瓷粉体转变成具有一定形状、体积和强度胚体的过程。本次设计是针对陶瓷成型的液压机构，该机构用于驱动，要求液压缸的往复运动速度可实现无级调速，同时要求结构简单、效率高。设计出来的设备结构应紧凑，操纵调节方便，维护方便。在同等输出功率下，液压装置有体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好的优点，可实现无间隙传动，运动平稳,有较长的使用寿命的特点，[14]所以该设计采用液压进行驱动，采用AutoCAD进行制图。
本文讨论的陶瓷成型是陶瓷制造的重要工序之一，为了满足生产需求，陶瓷具有多种成型方法，此次将根据其中一种成型方法，设计出合适的液压机构用于驱动，以满足生产需求。此次设计需要查阅大量资料，加强我们对信息的摄取能力，同时需要设计的内容多，要求严格，此次设计将让我更好的掌握液压的相关知识，同时也会了解到对应的陶瓷成型知识，所以这次设计对我来说是一次很好的历练，将会成为我之后工作的一次优秀的借鉴。
正文：陶瓷材料成型有多种方法，每个方法各有特点。比如胶态浇铸成型，利用了浆料具有的流动性，将物料干燥并固化，得到预期的形状；纸带成型，先用低灰分纸带携带泥浆进行塑形，再利用低灰分纸带在烧结的高温下会被彻底燃尽的特性，去除纸带[4]；滚压成型，该方法是利用滚压头对泥料施加压力，使成型的胚体具有和模具相同的几何形状[2]；冷等静压成型，它是在常温下，通过流体介质传递各项同性压力，使粉料压缩成型的方法[1]；凝胶注模成型，是在丙烯酰胺单体和 N,N-亚甲基双丙烯酰胺（交联剂）的混合溶液中加入陶瓷粉体（氧化铝或氮化硅）制备出悬浮体，然后再引入过硫酸铵（引发剂）和 N,N,N,N- 四甲基乙二胺（催化剂），从而使有机单体产生聚合及交联反应而导致凝胶化，使陶瓷悬浮体固化成型，制备出形状复杂的陶瓷部件[3]，还有诸多成型方式。本次设计根据陶瓷滚压成型技术，并设计出适合它的液压机构，以满足生产需求。
液压机构的设计可以采用内置增压装置和液压集成设计，不但可以保证液压机的外观美观，而且降低了液压系统的压力，有助于延长液压泵和液压元件的寿命。也可以考虑增加快速运动回路，比如蓄能器补油回路、双泵供油回路或充液增速补油回路，以提高工作循环次数[5]。对于控制元件之一的控制阀的设计要注意除了因为阀芯开闭而导致液压冲击外，泄露也是很常见的问题。所以在设计控制阀时要精确控制环形间隙的大小，还要考虑到零件的机械变形和热胀冷缩及润滑油油膜存在的必要性，全面估计，设计出合适的控制阀。工作介质的粘度对液压机构的工作效率也有影响，所以应选用合适粘度的油液，陶瓷成型液压机构工作于高温环境，所以应该选用粘度较高的液压油[6]。同时会出现油温过高的问题，这问题可以在设计油箱时增大油箱的面积从而扩大散热面积，避免油温过高问题的出现。以上可以提高液压系统能量的利用率，即提高液压系统的效率，可以达到节能的效果[7]。
陶瓷的加工方式有多种，有激光加工，分为激光直接加工(LBM)和激光辅助加工(LAM)；电火花加工(EDM);超声加工（LSM）;电极引弧微爆炸加工；高压磨料水射流加工。以上都是特种加工技术，还有常规的加工方法，以高硬磨料，进行磨削加工。这两种加工方法时当前的两个主要研究路线。但陶瓷加工成本高，据资料统计加工成本能占到总成本的50%以上，甚至高达90%，所以加工成本时制约陶瓷发展的重要因素。传统的磨削加工，加工效率低，成本高，是不助于工业陶瓷的发展的[8]。
陶瓷还有一种先进的成型技术，该技术是在二十世纪九十年代初被美国麻省理工学院和德克萨斯大学等研究机构提出的快速无模成型技术。该技术的原理是直接利用计算机cad设计结果，将复杂的三维立体构件经计算机切片分割处理，形成计算机课执行的象素单元文件，然后通过类似计算机的打印输出的外部设备，将要成型的陶瓷粉末快速形成实际的象素单元，一个一个单元叠加的结果即可成型出所需要的三维立体构件。现在该技术主要有以下六个研究成果：1、熔断沉积成型技术；2、三维打印成型技术；3、喷墨打印成型技术；4、分层实体成型技术；5、立体光刻成型技术；6、选区激光烧块成型。陶瓷快速无模成型技术相对于需要模具的成型技术，优点在于效率高，成型形状可随时改变，制造精度高。但同时成本较高，同时技术封闭，所以只能用于医学和航空，先阶段不能普及[9]。
液压系统的控制也会影响液压机的效率。在现代液压系统内部通常由大量复杂的阀组、压力开关、接近开关等组成。这些开关相互之间的连锁都十分复杂。倘若用常规的接触器控制方法，会造成回答的电路体积，接线也会很复杂，同时因为接线繁琐也不便于维修，不利于系统工作的稳定性。如果采用PLC取代继电器进行控制，将提高液压机的效率。PLC采用软元件进行控制，程序可方便修改，控制速度更快，可靠性更高，不仅可方便修改，还可以进行数据运算，通讯等。而继电器的控制采用硬件接线实现，利用继电器机械触电的串联或并联和延时继电器的滞后动作等组合形成逻辑控制，只能完成既定的逻辑控制，很不灵活。PLC电气控制系统和液压调节能够实现快速换模等多种装置设施，具有自动化程度高，更新换代灵活的特点。这些都是常规继电器所不具有的优点[10]。在设计PLC系统时可以使用PLC仿真软件，取得事半功倍的效果[11]。
