高トン数産業用油圧プレスは、セラミック床タイルの製造に必要とされます。これは、粉末を強固な固体に変えるために必要な極端な圧力を達成するためです。具体的には、これらのプレスは、多くの場合40〜100トンの定格で、254 kg/cm² 程度の圧力を発生させ、噴霧乾燥されたセラミック粒子を塑性変形に押し込み、低力法では達成できないほど緊密に充填された構造をもたらします。
高トン数プレスの巨大な力は、気孔率を低減し、「グリーンボディ」の強度を最大化するために不可欠です。この極端な圧縮がないと、タイルは乾燥および高速焼成段階をひび割れや反りなしに生き残るために必要な内部密度を欠くことになります。
セラミック圧縮の物理学
そのような重機が使用される理由を理解するには、プレス中にセラミック粉末が微視的なレベルで何が起こるかを見る必要があります。
粒子間摩擦の克服
セラミック粉末は自然に流れにくいです。プレスが作動すると、最初の力は単に粉末粒子間の摩擦を克服するために使用されます。
高トン数プレスは、この摩擦を回避するために必要な巨大な力を提供し、粒子がよりコンパクトな構成に再配置されるのを可能にします。
塑性変形の達成
単純な圧縮だけでは産業用床材には不十分です。粒子は物理的に形状を変える必要があります。
極端な圧力（例：254 kg/cm²）は、噴霧乾燥された顆粒に塑性変形を経験させます。これは、粒子が単に隣り合って配置されるのではなく、空隙を埋めるために一緒に押しつぶされ、機械的に相互に連結された構造を作成することを意味します。
閉じ込められた空気の排出
タイルの内部の空気ポケットは致命的な欠陥です。
高圧圧縮は、粉末混合物から余分な空気を押し出します。この空気の除去は、加熱プロセス中に空気が膨張したときに「破裂」や層間剥離を防ぐために、均一な内部密度を作成するために不可欠です。
製造上の完全性の確保
現代の床タイルの構造要件は、例外的に強力な「グリーンボディ」（未焼成タイル）を要求します。
気孔率の低減
気孔率はタイルの強度の主な敵です。高トン数プレスは粒子間のスペースを最小限に抑え、グリーンボディの気孔率を劇的に低減します。
より密度の高いボディは浸透性が低く、より強力であり、これは交通量の多いセラミック床材の前提条件です。
高速焼成サイクルの生存
産業用セラミック生産では、スループットを最大化するために「高速焼成」キルンが使用されます。この急速な加熱は、タイルに巨大な熱応力をかけます。
タイルが不十分な圧力で形成された場合、この応力に耐えるための凝集力がありません。高トン数プレスは、タイルが形状を維持し、水分が蒸発して焼結が始まってもひび割れたり変形したりしないことを保証します。
不十分な圧力のリスクの理解
高トン数が標準ですが、過小評価の必要性を明確にするために、過小圧迫の結果を理解することが重要です。
密度勾配の問題
圧力が低すぎると、ダイ壁に沿った摩擦により、力がタイルの中心に到達できなくなります。
これにより、不均一な密度が生じ、端部は硬いかもしれませんが、中心部は柔らかいままです。焼成中に、この差は深刻な反りを引き起こします。
層間剥離の欠陥
粒子と結合剤を機械的に相互に連結するのに十分な圧力がないと、タイルの層が分離する可能性があります。
これにより層間剥離が発生し、タイルがキルンから出る前に構造的完全性が失われます。
生産に最適な選択
適切なプレス・トン数を選択することは、タイルの表面積と必要な特定の圧力に基づいた計算です。
- 主に大判タイルに焦点を当てる場合：広大な表面全体で特定の圧力（単位面積あたりの力）が十分に高い（例：254 kg/cm²）ことを保証するために、最大トン数（総力）を優先する必要があります。
- 主に欠陥防止に焦点を当てる場合：均一な密度を維持し、焼結中のひび割れを防ぐために空気を効果的に排出するために、プレスが高精度制御を提供することを保証する必要があります。
適切な油圧プレスは、生の粉末を高機能材料に変換し、タイルの最終的な耐久性と品質の基盤となります。
概要表：
| 要因 | 高トン数要件 | タイル品質への影響 |
|---|---|---|
| 特定圧力 | 〜254 kg/cm² | 粉末を密な固体に変える |
| 粒子相互作用 | 塑性変形 | 空隙をなくし、機械的相互連結を保証する |
| 空気管理 | 高圧排出 | 焼成中の破裂や層間剥離を防ぐ |
| ボディ密度 | 均一な高密度 | 気孔率を低減し、反り/ひび割れを防ぐ |
| プロセス生存 | 高いグリーン強度 | タイルが高速焼成熱応力に耐えることを保証する |
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参考文献
- Siniša Sremac, Nebojša Vasić. Shortening of fast firing in the ceramic tile production by inorganic additives - an upscale to the industry. DOI: 10.2298/sos231213004s
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .
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