El documento describe el proceso de fabricación de una taza cerámica. Incluye las etapas de preparación de la pasta cerámica, vaciado en un molde de yeso, secado, quemado en un horno para darle propiedades al material, y análisis de los resultados. El objetivo era observar cómo se crea un cerámico mediante estas etapas de procesamiento.

1. FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA
Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN
INFORME DE LABORATORIO
Nombre: Diego Guzmán
Curso y número de sección: Ciencia de Mat PL14, Viernes 16:00-18:00 pm
Número y título de experimento: Experimento No. 4, Procesamiento de cerámicos.
Profesor: Ing. Javier Bermúdez
Fecha de experimento: Agosto 02, 2013
Fecha de presentación: Agosto 23, 2013

2. FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA
Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN
Diego Fernando Guzmán Silva
Laboratorio de Materiales Industriales 1
Resumen
En esta práctica observaremos el procedimiento para crear un cerámico el cual en este caso
será una taza.
La composición se la daremos con la pasta cerámica y aunque existen diversos métodos para
dar la forma al cerámico, el que usaremos será el de vaciado en el cual se vacía la suspensión en
el molde de yeso para dar la forma de la taza mientras se seca que sería el siguiente paso de
este proceso que básicamente se trata en sacar la humedad de la muestra y por medio del
molde el agua se separará de la suspensión por capilaridad; finalmente se procede al quemado
y de esta forma se le dará las propiedades al material.
Enfoque experimental
Para esta preparación se puede usar la barbotina1
, o pasta cerámica2
y las mezclas difieren y
por lo tanto algunas de las propiedades del material.
Generalmente se usa polvo cerámico, agua y otros aditivos y se debe usar la menor cantidad de
agua posible para que el secado no se demore y más que nada para que la suspensión tenga
poca viscosidad.
1
Mezcla con agua y arcilla o frita (cerámica pulverizada).
2
Mezcla constituida por arcilla, desgrasante, y fundente.

3. FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA
Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN
Diego Fernando Guzmán Silva
Laboratorio de Materiales Industriales 2
Vaciado
Fig. 1 Vaciado de la suspensión en el molde de yeso

4. FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA
Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN
Diego Fernando Guzmán Silva
Laboratorio de Materiales Industriales 3
Luego de preparada la suspensión, ésta se vacía en el molde de yeso y la que será poco viscosa
ya que se le adicionó una baja cantidad de agua y para que tenga plasticidad y se adapte a la
forma del molde.
La velocidad de vaciado puede ser controlada con agua, sin embargo, si se usa mucha agua el
proceso de secado tomará mucho tiempo por lo cual se puede usar defloculante con el cual se
baja la viscosidad de la suspensión. La forma en que trabaja este defloculante, es que sus
partículas vienen con la misma carga que se le da a la pasta y por lo tanto se repelan y el
volumen del cerámico a preparar y la viscosidad disminuye al igual que el tiempo de secado.
Además del vaciado, existen otros métodos para dar forma al cerámico; como lo son el
prensado y la extrusión.
Prensado
El prensado es la compactación y conformado simultáneos de un polvo cerámico o material
granular (premezclado con los ligantes y lubricantes decuados y preconsolidado de tal modo
que tenga una fluidez elevada) y se lleva a cabo confinando el material en un molde rígido o
flexible y aplicando presión para lograr la compactación.

5. FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA
Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN
Diego Fernando Guzmán Silva
Laboratorio de Materiales Industriales 4
Extrusión
Esta técnica de conformado se emplea en la fabricación de productos cerámicos de sección
constante. Este proceso la materia prima se prepara directamente en los mezcladores hasta
que se forma la masa plástica.
Básicamente el proceso de extrusión consiste en forzar el paso, mediante la aplicación de una
presión, de la pasta con una consistencia plástica (Elevada viscosidad) a través de una matriz.
Se obtiene un producto lineal con una sección transversal controlada, que luego se corta a la
longitud requerida por el producto a obtener. Es un método de conformado continuo muy
efectivo y eficiente, que usa un equipamiento simple.
Secado
Fig. 2 Proceso de secado, el agua es absorbido y la mezcla se sedimenta.

6. FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA
Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN
Diego Fernando Guzmán Silva
Laboratorio de Materiales Industriales 5
El fin del secado como su nombre lo indica, es el de sacar el agua de la muestra de forma que se
sedimente y la mezcla tome la forma del molde, en este caso el de una taza y que el agua será
absorbida por el molde de yeso ya que posee capilares y por la diferencia de presiones el agua
se absorberá por capilaridad.
Dependiendo de nuestras necesidades, si la absorción y el tiempo son prolongados se obtendrá
un mayor grosor de la masa de la taza.
Finalmente la taza llegará al formado tendremos nuestro producto “en verde” ya que aún no
está completamente tratada.
Fig. 3 Producto en verde

7. FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA
Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN
Diego Fernando Guzmán Silva
Laboratorio de Materiales Industriales 6
Quemado
La taza es ahora un producto en verde ya que carece de dureza y resistencia por lo que debe
quemarse para fijar la forma de la parte y así lograr dureza y resistencia en el producto final.
El quemado es el proceso de tratamiento térmico que sinteriza al material cerámico y se realiza
en un horno cerámico.
Las etapas previas al sinterizado son:
- Pérdida de agua mecánica.
- Pérdida de aditivos.
- Cambio de fase.
- Descomposición de carbonatos.
En el sinterizado se desarrollan uniones entre los granos cerámicos y esto va acompañado de
densificación y reducción de porosidad.
Y finalmente tenemos el enfriamiento del producto ya que los cerámicos no hay necesidad de
un tratamiento térmico o químico posterior.
Los procesos de enfriamiento pueden ser controlados por las resistencias térmicas de las bases
del horno.
En el quemado, al ser sometido a altas temperaturas el producto en verde difiera al final, se
encoge, hay pérdida de masa y cómo su microestructura también ha variado, sus propiedades
también lo ha hecho teniendo así un material frágil pero resistente.

8. FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA
Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN
Diego Fernando Guzmán Silva
Laboratorio de Materiales Industriales 7
Fig. 3 Horno para quemado
Análisis de los resultados
En el procesamiento de cerámicos, las propiedades del producto a realizar dependen de los
diferentes porcentajes de adición del polvo cerámico, agua o defloculante que se use. Además
de cómo se trabaje en las diferentes etapas.

9. FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA
Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN
Diego Fernando Guzmán Silva
Laboratorio de Materiales Industriales 8
En el vaciado es necesario que la mezcla sea poco viscosa ya que si hay un exceso de agua, el
tiempo de vaciado se demorará y su plasticidad será mínima y no podrá obtener la forma del
molde.
En el secado se espera que el agua de la muestra salga por diferentes formas como puede ser
evaporación o por absorción como en el caso de la práctica por capilaridad en el molde de yeso;
si hay demasiado líquido en la muestra; este producto será muy costoso ya que se necesitaría
grandes cantidades de energías para que el secado se efectúe, para bajar la viscosidad se hace
uso de defloculantes que ya se explicó antes cómo funcionan, sin embargo, no se puede usar
excesivamente en una suspensión ya que existe un límite de solubilidad en el cual la viscosidad
es cercana a la del agua y aunque aumentemos la concentración del defloculante esta
permanecerá constante ya que no se podrá disminuir más.