Las cerámicas avanzadas requieren procesos de conformado precisos para conseguir las propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas deseadas.Los métodos más comunes -prensado isostático en frío, moldeo por inyección, prensado isostático en caliente y prensado en seco- ofrecen ventajas únicas para aplicaciones específicas.Estas técnicas equilibran el coste, la complejidad y el rendimiento de los materiales, permitiendo soluciones a medida para sectores como el aeroespacial, el de los dispositivos médicos y el de la electrónica.
Explicación de los puntos clave:
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Prensado isostático en frío (CIP)
- Utiliza presión hidráulica (normalmente 100-600 MPa) aplicada uniformemente a través de un medio líquido para compactar polvos cerámicos en moldes flexibles.
- Ideal para geometrías complejas y piezas grandes (por ejemplo, componentes aislantes o implantes biomédicos).
- Elimina los gradientes de densidad, reduciendo las distorsiones posteriores a la sinterización.
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Moldeo por inyección
- Combina polvo cerámico con aglutinantes termoplásticos, inyectados en moldes a alta presión (similar al moldeo por inyección de plástico).
- Adecuado para la producción de grandes volúmenes de piezas pequeñas y complejas (por ejemplo, sustratos de semiconductores o coronas dentales).
- Requiere el desbobinado (eliminación del aglutinante) antes de la sinterización, lo que añade pasos al proceso pero permite una precisión cercana a la forma neta.
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Prensado isostático en caliente (HIP)
- Aplica simultáneamente calor (hasta 2.000 °C) y presión isostática de gas (100-200 MPa) para densificar la cerámica, a menudo tras el sinterizado.
- Produce una densidad cercana a la teórica con una porosidad mínima (crítica para componentes estructurales como los álabes de las turbinas).
- Su coste más elevado limita su uso a aplicaciones de alta calidad en las que el fallo es inaceptable.
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Prensado en seco
- Compactación uniaxial de polvo seco o semiseco en matrices rígidas a alta presión (10-100 MPa).
- Domina la producción en serie de formas sencillas (por ejemplo, baldosas, crisoles o aisladores de bujías).
- Rápido y barato, pero propenso a variaciones de densidad en secciones gruesas.
Cada método tiene sus ventajas y sus inconvenientes:El CIP y el HIP destacan en uniformidad, el moldeo por inyección en complejidad y el prensado en seco en escalabilidad.La selección del proceso adecuado depende de la geometría de la pieza, las propiedades del material y las limitaciones económicas, factores que determinan silenciosamente las innovaciones, desde los motores a reacción hasta los sensores médicos portátiles.
Tabla resumen:
| Proceso | Rango de presión | Principales ventajas | Aplicaciones comunes |
|---|---|---|---|
| Prensado isostático en frío | 100-600 MPa | Densidad uniforme, formas complejas | Aislantes, implantes biomédicos |
| Moldeo por inyección | Alta (varía) | Alta precisión, diseños intrincados | Sustratos semiconductores, coronas dentales |
| Prensado isostático en caliente | 100-200 MPa | Densidad cercana a la teórica, porosidad mínima | Álabes de turbina, componentes aeroespaciales |
| Prensado en seco | 10-100 MPa | Producción rentable y de alta velocidad | Baldosas, crisoles, aisladores de bujías |
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