Technologie - Cryo-Forged

Shaped by ice, forged in fire...

Cryo-Forged

Celý postup výroby našich unikátních keramických kompozitů se strukturou podobnou formovanou ledovými krystaly se skládá ze sedmi zákadních kroků.

Suspenze

Celý proces začíná u práškového keramického materálu. V našem případě patří mezi nejběžnější oxid hlinitý (Al₂O₃) a zirkoničitý (ZrO₂), do kterých se řidávají příměsi zlepšující jejich mechanické nebo estetické vlastnosti (Y, Mn, W, Ni, Cr, Fe, atd.). Tyto materiály jsou míchány s vodou a organickými aditivy v takovém poměru, aby vytvořily stabilní suspenzi – tedy neprobíhala jejich sedimentace

Přehrát video

Lití

Suspenze je následně nalita do forem vyrobených technologií 3D tisku. Jejich stěny mají speciální konstrukci navrženou pro požadovaný přenos tepla. Formy musí být vodotěsné, aby se zabránilo prosakování suspenze a současně jednoduše rozebíratelné. Takto připravená forma je poté umístěna do vakuové komory, kde je materiál za sníženého tlaku zbaven většiny nechtěných bublinek, které v suspenzi zbyly po jejím míchání.

Mražení

Naše formy mají jedinečný design vnitřní struktury, který umožňuje kontrolovaný proces mražení. Teplotní gradient musí být udržován v optimálním rozmezí, aby bylo dosaženo usměrněného růstu ledových krystalů. Díky tlaku ledových lamel jsou částice keramického prášku slisovány a je tak vytvořena požadovaná struktura podobná Damascénské oceli. Během tohoto procesu se obvykle dosahuje teplot až -35 °C, ale u některých materiálů je nutné použít rychlejší chlazení v tekutém dusíku (-196 °C).

Přehrát video

Lyofilizace

Ledové krystaly musí být odstraněny sublimací (odpařením bez rozpuštění ledu), aby byla uchráněna nově vzniklá struktura. Řízeně zmzlý materiál je proto vyjmut z formy a rychle umístěn do vakuové komory, kde je vzápětí snížen tlak pod krytickou hranici 100 Pa (1 mbar). Efektivita procesu je zvýšena přídavným ohřevem, přesto může tento krok trvat i desítky hodin. Polotovar je z komory vyjmut až poté, co již neobsahuje žádný led.

Slinování

Porézní keramický polotovar s lamelární strukturou vytvořenou ledovými krystaly je umístěn do pece, kde proběhne jeho ohřev na slinovací teplotu dosahující až 1600 °C. Tímto krokem keramické materiály získají svou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Zatímco oxidické keramické materiály (oxid hlinitý, oxid zirkoničitý, atd.) jsou takto vypalovány na vzduchu, ohřev keramiky obsahující karbidy musí být proveden v ochranné inertní atmosféře (Ar nebo N₂) a vyžaduje tedy jiné – sofistikovanější zařízení.

Přehrát video

Infiltrace

Slinutý porézní keramický polotovar je ve formě vložen do vakuové komory. Tlak v komoře je snížen až na 1 mbar a následně je do formy napuštěna pryskyřice. Po době potřebné pro vytvrzení použité pryskyřice, kombinuje výsledný materiál to nejlepší z obou použitých složek – excelentní odolnost proti opotřebení, tvrdost, a houževnatost. Zmíněné atributy společně s výjimečnými estetickými vlastnostmi předurčují tento high-tech kompozitní materiál pro pestrou paletu designových aplikací.

Opracování

Získaný kompozit je nařezán na části s požadovaným základním tvarem a rozměry. Následně je broušen, aby se zviditelnila jeho unikátní vnitřní struktura a získal hladký (případně i lesklý) povrch. Všechny tyto úkony musí být díky vysoké tvrdosti a houževnatosti vyvinutých materiálů prováděny diamantovými nástroji. Jedinečnost našich produktů je navíc ztvrzena faktem, že konečné tvarování, opracování a leštění je 100% ruční práce.