Ceramic Vape Cores: The Return of the King? Understanding the 17 Forming Processes for Ceramic Blanks

干法成型包括干压成型、等静压成型、超高压成型、粉末电磁成型等。湿法成型包括挤压成型、注射成型、轧膜成型(压延成型)、注浆成型、注凝成型、流延成型、直接凝固成型、胶态振动注模成型等。

1、干压成型

干压成型就是在陶瓷粉料中加入一定量的有机添加剂（粘结剂、润滑剂、可塑剂、消泡剂、减水剂等），在外界压力的作用下，使其在模具中成型。

干压成型法易于实现自动化，所以在工业生产中得到较大的应用。但成型过程中，常会因为径向、轴向的压力分布不均而引起坯体的分层，开裂、密度不均等现象也会经常发生。

2、注射成型

注射成型又称热压铸成型，该技术通过加入一定量的聚合物及添加剂组元并微热，赋予金属粉末、陶瓷粉末与聚合物相似的流动性，在压力下将料浆注满金属模中，冷却后脱坯得到坯件。被美国等发达国家列为重要的“国家关键技术”。

△陶瓷注射成型的工艺路线

注射成型法具有原材料利用率高，可快速自动地进行批量生产；可制备体积小、形状复杂、尺寸精度高的异形件；由于流动冲模，使生坯密度均匀，烧结产品性能优越；生产成本低等优点。

3、3D打印成型

相比于传统的成型技术，3D打印陶瓷技术具有智能、无模、精密、高复杂度的制造能力。它能够完成传统工艺不可能完成的制造，例如复杂多孔的细胞体陶瓷、多角度弧面的块体陶瓷、孔隙率可调控的结构陶瓷、多材料、复杂结构的结构功能陶瓷等的制备。

4、等静压成型

等静压成型是通过施加各项同性压力而使粉料一边压缩一边成型的方法。根据成型温度的不同，等静压成型又分为热等静压成型和冷等静压成型。冷等静压是在常温下对工件进行成型的等静压法。热等静压是在指在高温高压下对工件进行等压成型烧结的等静压法。

△陶瓷球坯模压－等静压成型工艺过程

△陶瓷球坯直接等静压成型工艺过程

等静压成型法能压制具有凹形、空心、细长件以及其他复杂形状的零件；摩擦损耗小，成型压力低；压力从各个方面传递，压坯密度分布均匀、压坯强度高，模具制作方便，寿命长，成本较低。但压坯尺寸和形状不易精确控制，生产率较低，且投资大，操作较复杂，成型在高压下操作，容器及其它高压部件需要特别防护。

5、超高压成型

超高压成型是一种发展很快的成型方法，多用于纳米陶瓷的成型中。纳米陶瓷的粒径受烧结温度影响很大，烧结温度越低，粒径越小，越容易得到纳米陶瓷；而通过加大成型压力，提高素坯的初始密度，可以降低纳米陶瓷的烧结温度，因此超高压成型应运而生。超高压成型明显地改变了素坯的烧结性能，从而更加容易得到纳米陶瓷。

6、粉末电磁成型

粉末电磁压制是一种利用强脉冲电磁力作用于粉末体使其致密化的高效率成型新工艺。这种方法通常用于金属材料的成型，可获得非常高的致密度。粉末电磁压制法成型的样品致密度均达到了95%以上，具有较好的压电与介电性能。

7、挤压成型

将粉料、粘接剂、润滑剂等与水均匀混合充分混炼，然后利用液压机推动活塞，将已塑化的坯料从挤压嘴挤出。由于挤压嘴的内型逐渐缩小，活塞对泥团产生很大的挤压力，使坯料致密并成型。

△挤出成型示意图

挤压成型得到的陶瓷膜管具有较大的孔隙率、密度和耐压强度，且孔径分布集中，气体的渗透通量很大，是一种优良的陶瓷膜管。适于制造圆形、椭圆形、多边形和其他异形断裂面的管材或棒材。但物料强度低容易变形，存在可能产生表面凹坑和起泡、开裂及内部裂纹等问题。

8、压延成型

将粉料、添加剂和水均匀混合制成塑性物料，然后将物料经两个相向转动轧辊轧制，从而成为板状素坯的成型方法。轧膜成型所得坯体密度高，适于片状、板状物件的成型。

9、注浆成型

注浆成型方法是将制备好的泥浆注入石膏模型中，由于石膏模型具有透气和吸水性能，泥浆接触模型以后，泥浆中的水分会逐渐被吸入模型壁中，泥浆中的细小颗粒会随着模型的形状而均匀地排列成一个稠泥层，当稠泥层达到人们预期的厚度时，即可将模型中多余的泥浆倒出。待稠泥层中的水分被模型继续吸收达到独立成型后，即可将坯体取出，干燥待修。

△注浆成型流程图

注浆成型法工艺成本低，过程简单，易于操作和控制。但成型形状粗糙，注浆时间较长，坯体密度、强度也不高。

10、离心注浆成型

离心注浆成型是在传统注浆成型基础上发展而来的。它通过调节pH值等工艺参数，使粉体在液体中均匀分散，在高速旋转的离心力的作用下沉积成型。离心注浆成型将湿法化学粉末制备与无应力致密化技术相结合，一方面可以防止粉体的团聚及其他缺陷；另一方面可以借助粉体的粒径的不同和转速不同达到分别沉积的目的，可用于多层和梯度复合功能材料的制备。

11、电泳沉积成型

电泳沉积成型是利用直流电场促使带电颗粒发生迁移，进而沉积到极性相反的电极上而成型。电泳沉积成型法操作简单、灵活及可靠性高，因而适用于多层陶瓷电容器、传感器、梯度功能陶瓷的成型方法，但对过程参数的变化影响比较敏感。

12、凝胶注模成型

注凝成型是在悬浮介质中加入乙烯基有机单体，然后利用催化剂和引发剂通过自由基反应使有机单体进行交联，坯体实现原位固化。该法制备的坯体强度高，便于机械加工。但致密化过程中坯体的收缩率比较大，导致坯体弯曲变形，且所使用的有机单体有毒性，反应气氛不易控制。

13、流延成型

△流延成型（刮倒法）过程示意图

14、直接凝固成型

直接凝固成型是一种全新概念的净尺寸原位陶瓷成型技术。不需或只需少量的有机添加剂(小于1wt%)，坯体不需脱脂，坯体密度均匀，相对密度较高，而且可成型大尺寸复杂形状的陶瓷部件。但坯体强度往往不够高。

15、胶态振动注模成型

胶态振动注模成型是将制备好的含有高离子强度的稀悬浮体(20%～30%(vol))通过压滤或离心获得高固相含量的坯料，然后在振动作用下进行浇注，实现原位固化。胶态振动注模成型可实现连续化生产，并可成型复杂形状的陶瓷部件。但其素坯强度较低，脱模时坯体易于开裂和变形。

16、温度诱导絮凝成型

温度诱导絮凝成型是一种净尺寸胶态成型方法，DCC及胶态振动注模成型利用的是胶体的静电稳定特性而这种方法利用了胶体的空间(位阻)稳定特性。脱模后不合格的坯体可作为原料重复使用，可用于成型几乎所有陶瓷粉体体系。

17、固体无模成型

固体无模成型技术突破了传统成型思想的限制，是一项基于“生长型”的成型方法。在陶瓷领域，固体无模成型工艺又可分为：激光选区烧结成型、三维打印成型、熔融沉积成型、分层制造成型、立体光刻成型等。具有高度柔性，技术的高度集成，快速性，自由成型制造等特点。同时也存在设备价格高，软件开发，材料开发，成型精度和质量等问题。