5. SERAMİK MALZEMELERİN ŞEKİLLENDİRİLMESİ 5.1. Şekillendirmede Kullanılan Yardımcı Malzemeler Çeşitli üretim yöntemleriyle elde edilmiş tozlar, şekillendirme prosesine bağlı olarak seçilen bir takım katkı maddeleri ilavesiyle şekillendirmeye hazırlanır. Bu katkı maddeleri; Pişmemiş yaş haldeki ürüne mukavemet kazandırmak amacı ile ilave edilen bağlayıcılar (Su, organikler (PVA : poli vinil alkol), reçineler (fenolik reçine v.b), alkaliler (cam suyu: Na 2 SiO 3, v.b), inorganikler (kil v.b) olabilir), Presleme esnasında tozlar arasındaki sürtünmeyi azaltmak amacıyla ilave edilen yağlayıcılar (Aluminyum streat, talk, kil v.b), Sinterlemede densifikasyonu arttırmak amacı ile ilave edilen katkı maddeleri (Deflokülantlar (çekmeyi azaltan malzeme), Sürfaktanlar (parafin gibi yüzey gerilimini ve topaklanmayı azaltan malzemeler) Plastisiteyi arttırmak ve ıslatma özelliklerini iyileştirmek amacıyla ilave edilen plastikleştiriciler (Polietilen glikol v.b) olarak sıralanabilir. Bu katkı maddeleri arasında en önemli yeri tutan bağlayıcılardır. Bağlayıcılar, tozları bir arada tutarak kolay şekil almayı, seramik malzemenin yaş mukavemet kazanmasını, kurutma ve sinterleme prosesi sırasında şeklinin bozulmamasını ve dağılmamasını sağlar. Bağlayıcılar organik ve inorganik esaslı bağlayıcılar olmak üzere iki türlüdür. Organik bağlayıcılara örnek olarak balmumu ve reçine gösterilebilir. Bu maddeler suda çözünmedikleri için ıslak proseslerde şekillendirme için uygun değillerdir. Ergime ve enjeksiyonla şekillendirmede kullanılırlar. Organik bağlayıcılar şekillendirme esnasında yanarak ortamdan uzaklaşırken inorganik bağlayıcılar yapıda kalarak seramiğin bir bileşeni haline gelirler. 44
5.2. Geleneksel Seramik Malzemelerin Üretimi Geleneksel seramik malzemelerin üretim akım şeması aşağıda verilmektedir. Şekil 5.1. Geleneksel seramiklerin üretim akım şeması Özlü hammaddeleri tanklarda açma ve özsüz maddeleri bilyeli değirmenlerde öğütme sonrası bir araya getirilir ve seramik çamur hazırlanır. Daha sonra bu çamur elek ve manyetik ayırıcılardan geçirilir. Böylece FeO li empüritelerin maseye kaçmaları önlenmiş olur. Filter 45
pres, havuz içerisindeki çamurda bulunan kil ile suyu birbirinden ayırır. Suda bulunan ve suda eriyen empüriteler suyla uzaklaştırılır. Buradan % 25-30 su içeren bir kek elde edilir. Artık elde edilen keke şekil verilebilir. İki yöntemle şekillendirme söz konusudur. 1. Döküm çamuru hazırlanır. Döküm için (slip döküm) çamur hazırlanırken filter pres keki filter keklerini açma havuzuna yollanır ve eletrolit (akışkanlığı arttırmak ve böylece kil mineralini askıda tutmak için) ilave edilir. Böylece döküm için uygun çamur hazırlanır 2. Presle şekillendirmede de 2 yöntem izlenebilir. Çamurdan yapılacak presleme de çamur içinde (filter pres keki) hava kaldığından direkt olarak kullanılamaz. Ancak vakum ile hava alınarak tornaya gönderilir ve şekil verilir. Tozlarla yapılacak pres ile şekillendirme yönteminde ise sulu numunedeki suyun tamamen alınması gereklidir. Bunun için ya elek ve manyetik ayırıcıdan geçirilen çamur sprey kurutucuda kurutulur ve daha sonra şekillendirme yapılır yada filter pres keki makarna presten geçirilip kurutulur ve daha sonra preslenir. Malzeme, ister döküm ile ister tornada isterse pres yöntemi ile şekillendirilsin mutlaka kurutulması gereklidir. Daha sonra mukavemet kazandırmak için bisküvi pişirimine (900-1000 o C) tabii tutulur. Ardından sır ve mase pişirimi (malzemeye göre 1200-1400 o C) yapılır. 5.3. Seramik Malzemelerin Şekillendirilmesinde Kullanılan Yöntemler Seramik malzemelerin şekillendirilmesinde kullanılan yöntemler aşağıda özetlenmiştir. Kuru şekillendirme Kuru presleme Soğuk izostatik presleme [CIP (Cold Isostatic Pressing)] Sıcak izostatik presleme [HIP (Hot Isostatic Pressing)] Yaş Şekillendirme (slip döküm) Yarı yaş şekillendirme Serbest şekillendirme El tornasında çevirme Yarı otomatik tornalar 46
Otomatik tornalar Ekstrüzyon Enjeksiyon Şerit Döküm (Tape Casting, Doktor Blade) Presleme Deri sertliğinde şekillendirme Plazma sprey teknolojisiyle ile şekillendirme 5.3.1. Kuru şekillendirme 5.3.1.1. Kuru presleme Bu yöntem; kalıp boşluğuna doldurulmuş tozlara tek yönlü veya çift yönlü olarak basınç uygulayarak şekillendirme esasına dayanmaktadır. Çeşitli yöntemler kullanılarak toz haline getirilmiş olan elementel veya ön alaşımlandırılmış tozlar ile tozların şekillendirilmesini kolaylaştıracak katkı maddelerinin (bağlayıcı) harmanlanmasından oluşan seramik hammaddesi çelik kalıp boşluğuna yerleştirilir ve hidrolik veya mekanik preslerde alt ve/veya üst pistonlar vasıtası ile basınç uygulayarak istenen mamul şekli verilir. Kuru preslemede, presleme öncesi tozlar % 1 8 arasında su + bağlayıcı karışımı ile rutubetlendirilerek preslenir. Bu yöntem, basit ve kolayca uygulanabilen bir yöntem olup genellikle küçük ve basit parçaların seri olarak üretimi için kullanılmaktadır. Yer ve duvar kaplamaları, elektroporselen ve çeşitli süs eşyaları kuru presleme ile üretilebilmektedir. Bu yöntem seçilirken, seramik tozlarının yüksek sertlikte olduğu, kalıplanan şeklin boyut hassasiyeti ve sürtünme nedeniyle kalıbın ömrü dikkate alınmalıdır. Şekil 5.2 de kuru presleme şematik olarak görülmektedir. 5.3.1.2. Soğuk izostatik presleme [CIP (Cold Isostatic Pressing)] CIP, kuru presle şekillendirme imkânı olmayan şekil ve kalitedeki ürünlerin şekillendirmesinde kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntem, esnek bir malzemeden yapılan kalıp içerisine seramik hammaddesinin doldurulması ve hidrolik bir basınç uygulanarak malzemenin şekillendirilmesi esasına dayanır. Bu yöntemle üretim yapılmadan önce 30 47
MPa dan daha düşük bir basınçta ön şekillendirmenin yapılması gereklidir. CIP de kompakt hale getirilmiş olan parçaya, yüksek sıcaklık sinterlemesi uygulanarak daha yüksek yoğunluğa sahip ürünler elde edilmektedir. Bu yöntemde kullanılan kalıplar dayanıklı esnek kauçuk ve sentetik malzemelerden yapılır. Böylece basıncın ürünü meydana getirecek toz üzerine homojen bir şekilde tatbik edilmesi sağlanır. Esnek olan kalıp malzemesinin yüzeyine hidrolik basınç uygulanmakta ve kalıbın yüzeyinde çok homojen bir basınç sağlanırken presleme gücü de arttırılmaktadır (Şekil 5.3). Ek olarak, bu yöntem kalıp iç yüzeyi ile hammadde arasındaki sürtünmeyi azaltır. Şekil 5.2. Kuru presleme 48
Şekil 5.3. Soğuk izostatik presleme [CIP (Cold Isostatic Pressing)] 5.3.1.3. Sıcak izostatik presleme [HIP (Hot Isostatic Pressing)] Sıcak izostatik presleme (HIP) prensip olarak soğuk izostatik preslemeye (CIP) benzer. Ancak, HIP eş eksenli uygulanan basınçla birlikte basınç kabının ısıtılarak tozların daha az kuvvetle ve daha yüksek yoğunlukta şekillendirilmesidir. Yani HIP yönteminde toz kütlenin sıkıştırılarak şekillendirilmesi ve sinterlenmesi aynı anda gerçekleşmektedir. Ayrıca CIP de basınç geçirici ortam olarak çeşitli sıvılar kullanılırken HIP de inert gazlar kullanılmaktadır (Şekil 5.4.). Seramik malzemelerin şekillendirilmesi sonrası sinterlenmesinden oluşan klasik yöntemde sinterleme işlemi, yüksek sıcaklıkta ve uzun bir sürede yapılsa bile nihai malzemede, relatif yoğunluk ancak % 80-90 mertebesindedir. Normal bir sinterleme işleminde difüzyon prosesine bağlı olarak tam bir yoğunluk, ancak difüzyonun hızlı olduğu ergime noktasına yakın yüksek sıcaklıklarda gerçekleşmektedir. Bu uygulamanın dezavantajı, refrakter ve seramik malzemelerin çok yüksek ergime sıcaklıklarına sahip olmaları nedeni ile çok yüksek sıcaklıklarda sinterlemenin hem teknik açıdan hem de ekonomik açıdan mümkün olmamasıdır. 49
Seramik ürünlerin yoğunluğunu arttırmak için genellikle HIP e başvurulur. HIP prosesinde yoğunluk, büyük ölçüde atomların yayınması ile değil, toz malzemenin hareketi ile gerçekleşmekte ve bu işlem düşük sıcaklıklarda ve daha kısa sürede sağlanmaktadır. HIP kinetiğine etki eden parametreler sıcaklık, basınç, toz boyutu ve malzemenin mekanik davranışıdır. HIP prosesi sonunda meydana gelen yoğunlaşma belirli boyuttaki toz ve sıcaklık için HIP basıncına bağlı olarak değişmektedir. Sıcak izostatik preslemenin önemi gün geçtikçe artmakta olup; klasik yöntemlerle poroziteyi ortadan kaldırabilmek için gereğinden yüksek sıcaklık ve basınç altında uzun süre malzemeyi tutmak yerine daha düşük sıcaklıklarda ve kısa sürede işlem tamamlanmaktadır. Bu sayede hem mikroyapının tane boyutu küçük olmakta hem de enerji tasarrufu sağlanmaktadır. Günümüzde HIP prosesi, takım çeliklerinin, nükleer yakıtın, titanyum alaşımlarının, refrakter malzemelerin, seramik kompozitlerin ve süper alaşımların üretiminde kullanılmaktadır. Şekil 5.4. Sıcak izostatik presleme [HIP (Hot Isostatic Pressing)] 5.3.2. Yaş Şekillendirme (slip döküm) Slip döküm seramiğe has bir şekillendirme yöntemi olup, çok uzun bir kullanım tarihine sahiptir. Slip döküm ile şekillendirme prosesinde, ince seramik tozu % 25-30 veya daha fazla su veya başka bir çözücü ile bilyalı değirmende karıştırılarak çamur haline getirilmekte, hazırlanan bu sulu çamur (slip), alçı kalıplara dökülmektedir. Çamurdaki su, gözenekli alçı 50
kalıp tarafından emilir (Şekil 5.5), belirli bir süre geçtikten sonra, fazla slip geriye boşaltılır ve daha sonra şekillendirilmiş malzeme kalıptan alınır. Slip dökümde çamur, seramik toz, sıvı (su veya organik) ve prosese yardımcı olacak katkılar bilyalı öğütücü veya bir başka karıştırıcıda karıştırılarak hazırlanır. Bu şekilde en yüksek oranda katı içeren ve yeterli akıcılığa sahip çamur hazırlanmış olur. Slip hazırlamada kullanılan tozun tane iriliği ve dağılımı önemli faktörler olduğundan iyi kontrol edilmesi ve aglomerasyonun olmaması istenir. Bunu sağlamak için slip birkaç saat süreli ultrasonik işlemden geçirilmeli, iyi bir süspansiyon elde edilmesi için uygun elektrolit ilavesi yapılmalıdır. Bazen slipe cam suyu ve deflokulant katılır. Bu yöntem, basit bir yöntem olup istenen incelikte, her boyut ve şekildeki parça üretimi için uygundur. Ancak, pişme esnasında çekme miktarı tipik olarak % 25-30 mertebesinde olduğundan bu durum nihai ürünün boyut tahmininde güçlük oluşturmaktadır. Yine bu yöntemin diğer bir dezavantajı da kuruma için oldukça uzun bir zaman gerektirmesidir. Diğer şekillendirme yöntemleri ile üretilemeyen her türlü parça slip dökümle şekillendirilebilir. Örneğin, karışık parça ve şekillerden oluşan sağlık gereçleri, tornada şekillendirilemeyen yuvarlak olmayan parçalar, pres kalıplarının yapılması zor ve pahalı olan parçalar, alçı kalıp üzerine şekillendirilemeyen simetrik olmayan tabaklar, bazı özel refrakterler, çaydanlık, kase gibi sofra takımları parçaları, biblo, vazo ve diğer süs eşyaları, lavabo, klozet, küvet gibi sağlık gereçleri parçalarının şekillendirilmesinde yaş şekillendirme (slip döküm) yöntemi kullanılır. Slip döküm birkaç aşama gerektiren yavaş bir proses olduğundan yöntem prototip çalışmalarda ve kısa süreli üretim dönemlerinde kullanılmaktadır. Slip dökümü hızlandırmak için basınç uygulanabilir. Bu durum basınçlı slip döküm adını alır. Bu yöntemle şekillendirilen parçalar daha az su içerdiğinden kuruma küçülmeleri daha az olmakta döküm süresi ise 1-2 saatten 20 dakikaya kadar düşmektedir. 5.3.3. Yarı yaş şekillendirme 5.3.3.1. Serbest şekillendirme Bu yöntemde, hazırlanan plastik çamur, plakalar şeklinde açılarak veya sucuklar şeklinde yuvarlanarak ve bu parçalar birbirine eklenerek şekil verilir. Günümüzde artistik çalışmalarda zaman zaman uygulanmaktadır. 51
Hazırlanan akıcı çamur ile kalıbı doldurma Kalıp sıvıyı çeker ve kalıp duvarları boyunca kompakt oluşur İstenen kalınlık elde edildikten sonra kuruyan slipin fazlası alınır Kısmen kuruma sonrası kalıp çıkarılır Şekil 5.5. Yaş şekillendirme (slip döküm) 5.3.3.2. El tornasında çevirme Bildiğimiz çömlekçi tablalarıdır. Kısmen havası alınan çamur tornanın döner tablasına konarak merkezlenir ve maharet kazanmış eller ile simetrik şekiller verilebilir. Genellikle çanak çömlek gibi basit seramik ürünlerin üretiminde kullanılır. 5.3.3.3. Yarı otomatik tornalar Tamamen havası alınan çamurun kullanıldığı nispeten otomasyon sağlanan bir sistemdir. Üretim; alçı kalıp içine veya üzerine o forma özel hazırlanmış şablonlarla hem ezilip hem de kazınmak suretiyle yapılır. Bu tür şekillendirme genellikle akçini (kaolin, kil, kalker, feldspat ve kuvarstan meydana gelen ve duvar karosu, mutfak eşyası ve süs eşyası yapımında kullanılan malzeme), fincan, kâse, tabak gibi çeşitli sofra eşyası üretiminde kullanılır. 52
5.3.3.4. Otomatik tornalar Genellikle imalat sayıları fazla sofra eşyasının şekillendirilmesi için kullanılır. El tornalarına nazaran hem kalıp, hem de üst şablon otomatik olup, çok hızlı üretim yapılabilmektedir. 5.3.3.5. Ekstrüzyon Uzunluğu genişliğinden fazla olan çubuk veya tüp gibi seramik parçaların şekillendirilmesinde kullanılır. Bu yöntem için ilk önce bir çamur oluşturulur. Oluşturulan bu ekstrüzyon çamurunda seramik toz, bağlayıcı, yağlayıcı, dağıtıcı ve diğer katkı maddeleri bulunur. Bağlayıcılar sulu veya organik sistemlerden oluşur. Seramik tozları, yeterli plastisiteyi sağlamak amacı ile % 25-30 mertebesinde organik bağlayıcı eklenerek yapışkan bir hale getirilir ve nem ayarı yapıldıktan sonra karışım iyice karıştırılır, sonra uygun şekildeki kalıptan ekstrüze edilir (Şekil 5.6). % 25-30 mertebesinde organik bağlayıcı kullanıldığı ve bu miktar fazla olduğu için şekillendirme sonrası bağlayıcı giderme işlemi yapılır. Burada en önemli parametre seramik tozu olup, tozun tane iriliği ve dağılımı, şekli ve aglomerasyonu çok önemlidir. Tane boyutu 1 µm mertebesinde verimli olup tane boyutu ne kadar küçük ise ekstrüzyon özelliği artmaktadır. Sulu sistemlerde genellikle kil esaslı bileşimler kullanılmaktadır. Filter preste suyu atılan seramik çamur, bir kek oluşturur ve oluşan kek kıvamındaki çamur vakumlu ekstrüzyon makinasına verilir. İstenen şeklin nozülü takılarak üretim gerçekleştirilir. Şekil 5.6. Ekstrüzyon ile şekillendirme 53
Ekstrüzyon yöntemi ile alumina, mullit ve zirkonyadan fırın tüpleri, yalıtım malzemeleri, tüp şeklindeki kapasitörler, çubuk, tuğla, fayans gibi sabit kesitli ve simetriye sahip ürünler üretilebilir (Şekil 5.7). Şekil 1.12. Ekstrüzyon ile şekillendirilmiş seramik malzemeler Şekil 5.7. Ekstrüzyon yöntemi ile üretilmiş çeşitli parçalar 5.3.3.6. Enjeksiyon Plastik bir şekillendirme yöntemi olarak enjeksiyonla kalıplama tekniği kompleks şekilli ve ince cidarlı parçaların ekonomik ve hızlı olarak üretilmesini sağlayan bir yöntemdir. Bu yöntem, plastik endüstrisinde uzun yıllardan beri kullanılmakta olup; ilk seramik parça üretimi, 1937 yılında yapılmış ve büyük miktarlarda buji üretimi gerçekleştirilmiştir. Bir seramik toz-bağlayıcı karışımının bağlayıcı eriyene kadar ısıtılması ve daha sonra parçanın istenen şekli aldığı ve yeniden katılaştığı bir kalıp boşluğu içerisine basınçla doldurulması enjeksiyon kalıplama yönteminin temel prensibini oluşturur. Doldurulmuş kalıbın soğutulması ile katılaştırılan polimer seramik karışımından polimerin kontrollü şartlar altında uzaklaştırılması ile sinterlemeye hazır, kompleks nihai şekilli parçalar elde edilir (Şekil 5.8). Enjeksiyonla kalıplama yönteminin üretim kademeleri sırası ile şöyledir ; Seramik tozun hazırlanması ve bağlayıcı formülasyonunun çıkarılması Homojen bir toz/bağlayıcı karışımının hazırlanması Enjeksiyon kalıplama 54
Şekillendirilmiş parçadan bağlayıcının uzaklaştırılması Parçanın sinterlenmesi Seramik enjeksiyon kalıplamada kullanılan hammaddeler temel olarak; seramik tozları ve bağlayıcılar olmak üzere ikiye ayrılır. Seramik enjeksiyon kalıplamada, kolayca sinterlenebilen, kalıplama esnasında gerekli akış özelliklerini sağlayan ve çok hassas boyutlu kompleks parça üretimini mümkün kılan bir seramik tozu kullanılır. Seramik enjeksiyon kalıplamada, kullanılan seramik tozu aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır. Geniş partikül boyut dağılımı Yüksek paketlenme yoğunluğu Aglomera olmama Küresel ve eş eksenli partikül şekli Hızlı sinterleme için düşük ortalama partikül boyutu Düşük maliyet Enjeksiyon kalıplamada, seramik bağlayıcı kombinasyonuna doğru akış özellikleri veren bir bağlayıcı formülasyon seçimi büyük önem arz etmektedir. Gerilmesiz, boşluksuz ve homojen bir şekilde yoğun olarak kalıplanmış parça üretiminin temeli, uygun akış özellikleri verecek temel bağlayıcının seçimine dayanır. Bağlayıcı giderme, kalıplamadan sonraki en önemli aşama olup bu işlemde herhangi bir hatanın yapılması, parçanın sinterleme öncesi bozulmasına sebep olacaktır. Parçaya zarar vermeden bağlayıcıların alınması çok hassas bir işlem olup, çok dikkatli ve birçok aşamada yapılmalıdır. Bağlayıcı giderme işleminde, parçadaki boşluk yapısı, bağlayıcıların kimyasal özellikleri, bağlayıcı uzaklaştırma koşulları ve işlem süresi, parçanın son durumunu belirleyeceğinden bu işlem için en uygun ve kolay çözüm, çok katışıklı bağlayıcı formülü kullanmaktır. Böylece bağlayıcı bileşenlerinden biri uzaklaştırılırken diğeri tozları bir arada tutacak ve parçanın hasar görmesi önlenecektir. Bağlayıcı uzaklaştırmada önceleri sadece ısısal etkiyle gaz fazından yapılan uzaklaştırma işleminde 300 saat gibi uzun süreler gerekirken, yeni geliştirilen kolay çözünebilen ve zincirleri kolay kırılan bağlayıcılar sayesinde aynı işlem 2 saat e kadar indirilebilmektedir. 55
Enjeksiyonla kalıplama, uygulamada seramiklerin şekillendirilmesinde başvurulan en son yöntem olmasına rağmen, ufak boyutlu parçaların büyük miktarlarda üretimleri söz konusu olduğunda, ham halde birçok mekanik işlemlerle şekillendirilmenin yapıldığı karışık şekillerin üretiminde kuru presleme gibi geleneksel şekillendirme yöntemi yerine kullanılmaktadır. Ayrıca yapıda oluşan homojen yoğunluk dağılımı sayesinde sinterleme sonucunda ortaya çıkabilecek şekilsel bozuklukların önlenmesi açısından da kullanılması tercih edilen bir yöntemdir. Yöntemin temel avantajları; hızlı ve otomatik kütlesel üretim ile hassas boyutlu ve kompleks şekilli parça üretiminin mümkün olmasıdır. Aşınma direnci yüksek nozüller, ateşleme sistemlerindeki izolasyon parçaları, elektrostatik toz boya sistemlerinde kullanılan seramik parçalar gibi seramikler bu yöntemle üretilmektedir. Üretilebilecek parça boyutlarının sınırlı olması ve sinterleme öncesi bağlayıcı giderme işleminin uzun zaman alması, kalıp ve makine maliyetlerinin çok yüksek olması, işlemin kontrolü için pahalı elektronik sistemlerin gerekliliği, bu sistemlerin çevre şartlarına olan hassasiyeti ve tamirleri için uzman personel gerektirmeleri yöntemin dezavantajlarıdır. Şekil 5.9 da bu yöntemle üretilen bazı parçaların görüntüsü yer almaktadır. Şekil 5.8. Enjeksiyonla şekillendirme 56
Şekil 5.9. TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi nde enjeksiyon kalıplama yöntemi ile elde edilen seramik malzemeler 5.3.3.7. Şerit Döküm (Tape Casting, Doktor Blade) Günümüzde ince şerit veya plaka halindeki seramiklerin üretiminde kullanılan şerit döküm yöntemi elektronik seramik endüstrisinin en önemli proseslerinden birisidir. Elektronik sanayinde, bilgisayarlarda kullanılan seramik malzemelerin üretiminde kullanılmaktadır. Seramiğin sac halinde incecik ve düz bir şekilde üretilebildiği bir yöntemdir. Şerit-döküm yönteminde bileşim, seramik toz, çözücü, dağıtıcı, plastikleştirici ve bağlayıcıdan oluşmaktadır. İlk önce seramik tozu, çözücü, dağıtıcı ve yüzey ıslatıcı maddelerle birlikte 24 saat karıştırılarak düşük viskoziteli bir çamur elde edilir. Daha sonraki karıştırma ve homojenleştirme aşamasında plastisiteyi arttırıcı katkı maddeleri ve bağlayıcı malzeme katılarak 24 saat daha karıştırma işlemi yapılır. İki aşamalı karıştırma, dağılımın iyi olması ve bağlayıcı sisteminin özelliklerinin bozulmasını önlemek için uygulanır. Karıştırma işlemi sonunda çamur ısıtılır, süzülür, havası alınarak çözücüde çözünmeyen, düz bir yüzeye yayılır ve solvent uçurularak bünyeden uzaklaşması sağlanır. Bu işlemler, üretim ölçeği içinde hareketli bir konveyör sistemi, hava üfleyen kurutma sistemi, ısıtıcı sistemi, döküm ünitesi, şeridi sıyıran sistem ve şeridi saran makara ihtiva eden sürekli döküm makinesinde gerçekleştirilir. Kurutma işleminden sonra, şerit ya makaraya sarılır veya kullanım amacına uygun boyutlarda kesilir (Şekil 5.10). 57
Bu yöntem 0.01-1 mm inceliğinde çok tabakalı elektronik paketlerin, elektronik devre altlıkları ve çok tabakalı kapasitörlerin üretiminde kullanılmaktadır. İki boyutlu parça üretimine imkân sağlaması, yüzey parlaklığı kontrolünün zor olması, pişirme sırasında organik bağlayıcının buharlaşarak yüzeyde pürüzler oluşturması yöntemin dezavantajlarıdır. Şekil 5.10. Şerit döküm 5.3.3.8. Presleme Bu yöntem ile, vakum pres, fitler pres veya mikserlerden elde edilen çamur, basit el kalıpları veya otomatik presler vasıtasıyla tuğla, kiremit, yer plakası, şekilli refrakter tuğlalar gibi ürünler şekillendirilebilir. 5.3.4. Deri sertliğinde şekillendirme Havası alınmış ve çeşitli ölçülerde bloklara ayrılan çamur, döner bir tabla üzerinde kesici bıçaklarla dıştan şekillendirilir. Alçak ve yüksek gerilim izolatörleri bu şekilde üretilir. 58
5.3.5. Plazma sprey teknolojisi ile şekillendirme Kaplama malzemesinin plazma gazı içerisinden geçirilerek ergimiş halde kaplanacak malzeme üzerine püskürtülmesi plazma sprey kaplama tekniği adını alır. Bu teknikte, kaplanacak toz bir gaz eşliğinde gönderilmektedir. Aşağıda Şekil 5.11 de görüldüğü gibi oluşturulan plazmaya karıştırılan tozlar ergiyerek kaplanacak yüzeye yüksek bir hızla püskürtülmektedir. Plazma sprey kaplama tekniğinde argon, hidrojen ve azot gibi soy gazlar kullanıldığından kaplanacak malzemenin oksitlenmesi en az seviyede olmaktadır. Bu tekniğin en önemli avantajı yüksek plazma sıcaklığı sayesinde ergime sıcaklığı çok yüksek olan malzemelerin kaplamada kullanılmasına imkân vermesidir. Kaplama sırasında oluşan yüksek sıcaklık yardımıyla kristal oksitlerden camsı kaplamaların üretimi de plazma sprey tekniği ile gerçekleştirilmektedir. Genellikle endüstriyel plazma sprey kaplama uygulamalarında, altlık ile kaplama arasında iyi bir termal genleşme uyumu sağlanması amacı ile bağ tabaka kullanılır. Aksi takdirde, oluşacak büyük termal gerilmeler kaplamada çatlamalara neden olur. Son yıllarda bu yöntemle şekilli parça üretimi üzerine araştırmalar da yapılmaktadır. Şekil 5.11. Plazma sprey tekniği 59