Τι είναι η πυροσυσσωμάτωση;

Η πυροσυσσωμάτωση θα μπορούσε καλύτερα να περιγραφεί ως η συνθετική κατασκευή στερεών προϊόντων με χρήση ελεγχόμενης θέρμανσης πρώτων υλών σε σκόνη. Η σωστή εφαρμογή της θερμοκρασίας πυροσυσσωμάτωσης έχει ως αποτέλεσμα την πρόσφυση των κόκκων σκόνης μεταξύ τους χωρίς να λιώσει το υλικό. Αυτή η κατάλληλη θερμοκρασία είναι συνήθως τα 2/3 του σημείου τήξης του συγκεκριμένου υλικού. Η πυροσυσσωμάτωση, αν και σήμερα είναι μια εξαιρετικά τεχνολογική διαδικασία που χαρακτηρίζεται από συστήματα CAD, συστήματα λέιζερ και συστήματα πλάσματος, έχει τις ρίζες της στην αρχαία μέθοδο ψησίματος αγγείων.

Η πυροσυσσωμάτωση χρησιμοποιείται γενικά στην κατασκευή κεραμικών προϊόντων, ωστόσο, η διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διαμόρφωση μεταλλικών, γυάλινων και πλαστικών αντικειμένων, καθώς και σύνθετων και κραμάτων. Εφόσον η πρώτη ύλη για ένα συγκεκριμένο προϊόν είναι σε μορφή σκόνης, το προϊόν μπορεί να πυροσυσσωματωθεί. Οι διαδικασίες, φυσικά, διαφέρουν ευρέως ανάλογα με τη μοριακή σύνθεση και τη θερμοκρασία τήξης των κόκκων σκόνης και την τελική χρήση του πυροσυσσωματωμένου προϊόντος. Αν και, για παράδειγμα, μια πλαστική σκόνη δεν μπορεί να πυροσυσσωματωθεί σε ένα μεταλλικό αντικείμενο, διαφορετικές σκόνες, όπως ένα μείγμα κεραμικού/μεταλλικού, μπορούν να πυροσυσσωματωθούν σε ένα σύνθετο αντικείμενο.

Υπάρχουν δύο βασικές μέθοδοι πυροσυσσωματωμένης κατασκευής: στερεά κατάσταση και υγρή φάση. Όπως υποδηλώνει το όνομά του, η πυροσυσσωμάτωση σε στερεά κατάσταση είναι η σύντηξη ή ο σχηματισμός κονιοποιημένου υλικού σε ένα προϊόν χωρίς στην πραγματικότητα να υγροποιηθεί το υλικό. Αντίθετα, η διαδικασία υγρής φάσης εισάγει ένα υγρό βήμα στη διαδικασία θέρμανσης των κόκκων σκόνης. Η πυροσυσσωμάτωση υγρής φάσης είναι γενικά ευκολότερη και πιο οικονομική από τη στερεά κατάσταση. Ωστόσο, θα συμβεί κάποια υποβάθμιση της πρώτης ύλης που δεν συμβαίνει με τη διαδικασία στερεάς κατάστασης.

Εκτός από τις δύο βασικές μεθόδους πυροσυσσωμάτωσης, μια σειρά από συγκεκριμένες παραλλαγές αυτών των μεθόδων χρησιμοποιούνται επίσης στην παραγωγή συντηγμένων προϊόντων. Η πυροσυσσωμάτωση με σπινθήρα και η επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ είναι δύο από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τη σύντηξη προϊόντων σε συγκεκριμένες ανοχές και προδιαγραφές. Η πρώτη χρησιμοποιεί ηλεκτρικά φορτία παλμικού συνεχούς ρεύματος (DC) για την πυροσυσσωμάτωση της σκόνης συμπαγής ουσιαστικά από μέσα προς τα έξω και είναι γρήγορη και σχετικά φθηνή, ενώ η δεύτερη μέθοδος προσφέρει τη δυνατότητα στόχευσης συγκεκριμένων τμημάτων των αντικειμένων που παράγονται για βελτίωση, σταδιακά, την πυκνότητα και το πορώδες του προϊόντος.

Η πυροσυσσωμάτωση έχει διανύσει πολύ δρόμο από την εποχή που το ψήσιμο των αγγείων ήταν μια τελευταίας τεχνολογίας διαδικασία κατασκευής με καύση. Τα πλεονεκτήματα των πυροσυσσωματωμένων προϊόντων σε σχέση με τα σταμπωτά, σφυρήλατα ή χυτευμένα προϊόντα περιλαμβάνουν υψηλότερη καθαρότητα πρώτων υλών, διατήρηση της καθαρότητας μέσω της διαδικασίας κατασκευής, σταθερότητα επαναλαμβανόμενων σταδίων στην κατασκευή και ομοιόμορφη πυκνότητα του παραγόμενου προϊόντος. Προφανώς, η πρόοδος στην τεχνολογία διασφαλίζει μια πιο οικονομική παραγωγή υψηλότερης ποιότητας πυροσυσσωματωμένων προϊόντων.