El documento describe diferentes métodos de prensado para cerámicos, incluyendo prensado uniaxial y prensado isostático. El prensado uniaxial aplica presión a través de una sola dirección usando moldes, mientras que el prensado isostático aplica presión uniforme desde todas las direcciones. Ambos métodos usan aditivos como aglutinantes y lubricantes para mejorar la compactación del polvo cerámico. El documento también discute problemas comunes y cómo los aditivos pueden ayudar a reducirlos.

1. Prensado
MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LOS MATERIALES
CERÁMICOS
I. I. ERICK URIEL MORALES CRUZ

2. Prensado
El prensado es logrado colocando la materia prima *polvo* ( premezclada con ablandadores y
lubricantes ) en un dado y aplicando presión para lograr la compactación deseada.
Existen dos categorías de prensado ( las mas usadas comúnmente )
1.-Uniaxial
2.-Isostatica

3. Pasos del Prensado
Como todos los proceso de formado de
Cerámicos. El Prensado involucra una serie
de pasos cuidadosamente controlados
para lograr un producto aceptable.

4. Ejemplo de 2 procesos
A:
Basa en la granulación del polvo. Pesados. Molienda en seco.
15% agua….
B:
Rociado en Seco…

5. Selección de Aditivos
Los aditivos comúnmente requeridos para el prensado son:
Plastificante, Lubricante, Aglutinante o un Kit de
compactación.
Los efectos combinados de los aditivos son:
1.-Permitir a las partículas de polvo deslizarse hasta
reordenarse en el empaquamiento mas compacto posible.
2.-Minimizar la fricción y permitir que todas las zonas de la
región reciban una compactación uniforme.

6. Aglutinantes y Plastificantes
La mayoría de aglutinantes y plastificantes son orgánicos. Recubriendo las partículas del cerámico
proveen lubricación durante el prensado y un enlace temporal.
0.5-5% wt
Aglutinantes inorgánicos también existen. Un ejemplo es la Caolinita.
La selección de el aglutinante depende de el tipo y presión que se llevara a cabo. Algunos son poco
sensibles a las variaciones de temperatura. Estos generalmente no requieres de otro aditivo para lograr
la lubricación necesaria.
Los aglutinantes suaves suelen extruirse lo cual los vuelve mas pegajosos. Por otro lado los duros
suelen producir granos duros.

7. TTV
La dureza y características de deformación de
los aglutinantes orgánicos varia con la
temperatura, la humedad y otros factores.
La mayoría de estos materiales pasan a través
de una transición ductil-frágil.
La temperatura a la que este fenómeno ocurre
es conocida como temperatura de transición
vítrea.

8. Plastificantes
Un completo rango de características de deformación
puede ocurrir para un material aglutinado orgánicamente
en un rango de temperatura.
Ejemplo de la Resina Alquídica
El comportamiento de deformación puede ser alterado
por medio de plastificantes. Como lo son el Alcohol
Polivinílico (PVA), Glicol Polietileno (PEG).
Polvo 70 Mpa 100% PVA densidad 1.93 g/cm3
Polvo 140 Mpa 60% PVA 40% PEG 2.2 g/cm3

9. Lubricantes y Kits de
Compactación
Son esencialmente lo mismo. Reducen la fricción entre las
partículas, gránulos y entre la pared del molde y el polvo.
Se incrementa la uniformidad se mejora la densidad
extiende la vida de la herramienta y se reduce la
pegajosidad.

11. Remoción de Aditivos Orgánicos
La selección de el aglutinante y otros aditivos debe de ser compatible con la química de al
material cerámico y los requerimientos de pureza para su aplicación. El aglutinante debe de ser
removido antes de la densificación. Los aglutinantes pueden ser removidos por descomposición
térmica.

12. Presión Uniaxial
Es aquella llevada a cabo compactando el polvo en un molde. Aplicando presión a través de una sola
dirección por medio de un pistón u otro dispositivo. La mayoría de las prensas uniaxiales son
mecánicas o hidráulicas.
2000 por minuto
1 a 100 toneladas de presión

13. Prensado Uniaxial
El tipo de herramienta para el prensado es mostrado
en la tabla 13.4
No todos los polvos deben de ser compactados una
vez para lograr la forma. Partes con un grosor constante
Pueden ser logradas con un solo prensado.
Aquellas que varían requieren de dos.

14. Prensado en Seco
La mayoría del prensado llevado a cabo con polvo granulado
rociado en seco. 0-4% de humedad. Generalmente el lubricante
y aglutinante usualmente afectan la redistribución de partículas
y proveen cohesion.

15. Prensado en Húmedo
Este tipo de prensado involucra 10-15% de humedad y es usado generalmente en composiciones
de arcilla. Este polvo se deforma plásticamente durante el prensado y toma la forma de el
molde. Generalmente queda una capa entre el material y el polvo prensado. Lo cual no lo hace
viable para la automatización.

16. Problemas en el prensado uniaxial
Algunos problema encontrados en el prensado uniaxial son los siguientes:
1.-Densidad o tamaño inadecuados
2.-Molde, Desgaste
3.-Agrietamiento
4.-Variacion de Densidad
El agrietamiento suele ser el mas difícil de detectar y puede ser debido a multiples causas:
diseño impropio de el molde, aire atrapado, fricción entre otras causas.

17. Problemas

18. Problemas
El uso correcto de aglutinantes y lubricantes puede reducir los
problemas de la pared del molde, la fricción entre partícula y
partícula y por lo tanto reducir la variabilidad de la densidad
durante la compactación.
Otros problemas de NO uniformidad en la densidad de el
polvo al llenar el dado se deben a que se atasca al fondo del
molde, a la presencia de aglomerados que afectan la densidad
y que pueden quedar atrapados provocando porosidad entre
otros.

19. Prensado Isostatico
Es aquel prensado que se lleva a cabo por medio
de aplicar la presión sobre el polvo en cualquier
dirección.
Logrando mayor uniformidad de compactación e
incrementando la capacidad de forma.
Existen dos tipos:
1.-Bolsa humeda
2.-Bolsa Seca

20. Empaque Húmedo
En este prensado el polvo es sumergido en agua y
sellado dentro de el molde. Después es sumergido
en una cámara que contiene otro liquido a alta
presión.
Cualquier liquido no compresible puede ser
utilizado.
35-1380 Mpa.
La mayor preocupación es la uniformidad de la
presión aplicada.
Ventajas: Densidad uniforme, versatilidad bajo
costo en equipo
Desventajas: tardado y difícil de automatizar

21. Empaque Seco
Desarrollado para lograr incrementar el flujo de
producción y minimiza las dimensiones de tolerancia.
Mas que sumergir la herramienta en un fluido. Es
construida con canales internos que permiten
bombear el fluido a alta presión.
Empleado desde hace tiempo en la fabricación de
aislantes.

22. Aplicaciones
Prensado Uniaxial: Utilizado para la fabricación de
formas pequeñas materiales dieléctricos magnéticos y
eléctricos. Incluyendo formas simples y complejas.
También usada para la fabricación de ladrillos.
Prensado Isostatico: aplicaciones especiales
(propiedades mejoradas) componentes grandes.

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