Les techniques de formage de la céramique sont des moyens de former la céramique, qui sont utilisés pour fabriquer de la vaisselle de tous les jours à partir de théières, pour fabriquer des céramiques telles que des pièces d’ordinateur. Les techniques de poterie comprennent le tour de potier, la coulée sous pression et bien d’autres.

Des procédés pour former des poudres de matières premières céramiques en formes complexes sont souhaitables dans de nombreux domaines technologiques. Par exemple, de telles méthodes sont nécessaires pour produire des pièces structurelles avancées à haute température telles que des composants de moteur thermique, des récupérateurs et similaires à partir de poudres de matières premières céramiques. Les pièces typiques produites avec cette opération de production comprennent des roues en acier inoxydable, en bronze, des outils de coupe complexes, des outils de moulage en plastique et autres. Les matériaux typiques utilisés sont: le bois, le métal, l’eau, le plâtre, l’époxy et les STL, la silice et la zircone.

Cette opération de production est bien connue pour fournir aux outils une stabilité dimensionnelle, une qualité de surface, une densité et une uniformité. Par exemple, lors du processus de coulée en barbotine, la pièce coulée est à forte concentration de matières premières avec peu d’additif, ce qui améliore l’uniformité. Mais aussi, le moule en plâtre tire l’eau de la barbotine versée pour compacter et former la pièce moulée à la surface du moule. Cela forme un plâtre dense.

Coulée coulée
Il existe de nombreuses techniques de formage pour fabriquer la céramique, mais un exemple est la coulée sous pression. C’est là que de la barbotine ou de l’argile liquide est versée dans un moule en plâtre. L’eau de la barbotine est aspirée dans les parois du moule en plâtre, laissant une couche intérieure d’argile solide, qui durcit rapidement. Une fois sèche, l’argile solide peut également être retirée. La barbotine utilisée dans la coulée de barbotine est souvent liquéfiée avec une substance qui réduit le besoin d’eau supplémentaire pour adoucir la barbotine; cela évite un rétrécissement excessif qui se produit lorsqu’un morceau contenant beaucoup d’eau sèche.

Les méthodes de coulée par glissement offrent une qualité de surface, une densité et une uniformité supérieures dans la coulée de matières premières céramiques de haute pureté par rapport à d’autres techniques de coulée en céramique, telles que la coulée hydraulique, car la pièce coulée est une concentration plus élevée de matières premières céramiques avec peu d’additifs. Une barbotine est une suspension de poudre de matières premières fines dans un liquide tel que l’eau ou l’alcool avec de petites quantités de matières secondaires telles que des dispersants, des surfactants et des liants. Les techniques de coulée de poterie utilisent un bloc de plâtre ou un moule à flacon. Le moule en plâtre tire l’eau de la barbotine versée pour compacter et former la pièce moulée à la surface du moule. Cela forme un moulage dense éliminant les entrefers nocifs et minimisant le retrait dans le processus de frittage final.

La fabrication additive
Pour la production de formes complexes en petites quantités, la fabrication additive (AM) représente une approche efficace et fait l’objet d’importants travaux de recherche et développement. Contrairement à la fabrication additive de matériaux polymères, la portée de la MA des céramiques reste assez limitée en raison des problèmes de traitement des matériaux. L’équipement disponible dans le commerce pour l’AM des céramiques repose principalement sur le frittage couche par couche des poudres et est rarement rentable. Cependant, les difficultés d’usinage des articles en céramique signifient que les techniques AM peuvent être attrayantes dans des situations où les volumes de production sont trop faibles pour produire de manière viable des moules pour les procédés de coulée en barbotine. En particulier la fabrication additive de céramiques à partir de polymères précéramiques en utilisant des techniques telles que la stéréolithographie, avec pyrolyse ultérieure pour produire des céramiques dérivées de polymères,

Moulage de coquilles en céramique
Les techniques de moulage de coquilles en céramique utilisant de la silice, de la zircone et d’autres matériaux réfractaires sont actuellement utilisées par l’industrie des pièces métalliques pour la «  coulée nette  », formant des moules de coquille de précision pour la coulée de métal fondu. La technique implique un trempage humide successif et un revêtement en poudre sèche ou un stuc pour constituer la couche de coque du moule. Le procédé de coulée de coquille en général est connu pour sa stabilité dimensionnelle et est utilisé dans de nombreux procédés de coulée nette pour l’aérospatiale et d’autres industries dans la coulée de métal fondu. Les installations automatisées utilisent plusieurs motifs de cire sur les arbres, de grands mélangeurs de lisier et des lits de poudre fluidique pour un trempage automatisé.

Céramique technique
Lors de la formation de matériaux céramiques techniques à partir de poudres sèches préparées pour le traitement, la méthode de mise en forme requise dépend de la méthode de préparation du matériau et de la taille et de la forme de la pièce à former. Les matériaux préparés pour le formage de poudre sèche sont le plus souvent formés par pressage « à sec » dans des presses de compactage de poudre mécaniques ou hydrauliques sélectionnées pour la force et la profondeur de remplissage de poudre nécessaires. La poudre sèche est automatiquement déchargée dans l’insert en acier non flexible ou en carbure de tungstène dans la matrice et poinçonne puis compacte la poudre à la forme de la matrice. Si la pièce doit être grande et incapable de transmettre la pression convenablement pour une densité pressée uniforme, un pressage isostatique peut être utilisé. Lorsqu’elle est pressée de manière isostatique, la poudre prend la forme d’une membrane flexible faisant office de moule, formant la forme et la taille de la poudre pressée. Les presses isostatiques peuvent être des presses automatiques de type à grande vitesse et à haut rendement pour des pièces telles que des isolateurs en céramique pour bougies d’allumage ou des buses de sablage, ou des presses à « sac humide » fonctionnant plus lentement qui sont beaucoup plus manuelles mais qui conviennent particulièrement aux gros ébauches usinables. ou des ébauches qui seront découpées ou autrement formées lors d’opérations secondaires jusqu’à la forme finale.

Si des pièces en céramique technique sont nécessaires lorsque le rapport longueur / diamètre est très élevé, l’extrusion peut être utilisée. Il existe deux types d’extrudeuses en céramique, l’une étant du type à piston avec une force hydraulique poussant un vérin qui à son tour pousse la céramique à travers le cylindre de matériau chargé vers et à travers la filière qui forme l’extrudat. Le deuxième type d’extrudeuse est un type à vis ou à vis, où une vis tourne, forçant le matériau vers et à travers la filière qui façonne à nouveau la pièce. Dans les deux types d’extrusion, la matière première doit être plastifiée pour permettre et induire l’écoulement de la matière dans le processus.

Les pièces céramiques techniques complexes sont généralement formées à l’aide du processus de moulage par injection ou du «moulage à la cire chaude». Les deux s’appuient sur des plastifiants thermosensibles pour permettre au matériau de s’écouler dans une matrice. La pièce est ensuite rapidement refroidie pour être retirée de la filière. Le moulage par injection en céramique ressemble beaucoup au moulage par injection en plastique utilisant divers polymères pour la plastification. Le moulage à la cire chaude utilise en grande partie de la paraffine.

Autres techniques
Il existe également plusieurs techniques traditionnelles de construction manuelle, telles que le pincement, la dalle souple, la dalle dure et la construction de bobines.

D’autres techniques consistent à enfiler des fibres de laine animale ou artificielle à travers un glissement d’argile à papier, pour constituer des couches de matériau. Le résultat peut être enroulé sur des formulaires ou coupé, séché et ensuite joint avec de la pâte à papier liquide et douce.

Lors de la formation de feuilles très minces de matériau céramique, la «coulée en bande» est couramment utilisée. Cela implique de verser la barbotine (qui contient un « liant » polymère pour lui donner de la force) sur une bande transporteuse mobile, puis de la passer sous une « racle » fixe pour ajuster l’épaisseur. La barbotine mobile est ensuite séchée à l’air, et le « ruban » ainsi formé est décollé de la bande transporteuse, coupé en formes rectangulaires et traité davantage. Jusqu’à 100 couches de ruban, en alternance avec des couches de poudre métallique conductrice, peuvent être empilées. Ceux-ci sont ensuite frittés (« cuits ») pour éliminer le polymère et ainsi fabriquer des condensateurs, des capteurs, etc. « multicouches ». Selon DW Richerson de l’American Ceramic Society, plus d’un milliard de tels condensateurs sont fabriqués chaque jour.

La coulée sur gel est une autre technique utilisée pour créer des céramiques techniques.