सेरामिक इंजेक्शन मोल्डिंग क्या है | लाभ और अनुप्रयोग
सेरामिक इंजेक्शन मोल्डिंग (CIM) क्या है?
CIM एक परिष्कृत निर्माण प्रक्रिया है जो विभिन्न उद्योगों में उच्च-सटीकता वाली सेरामिक पार्ट्स के उत्पादन के लिए उपयोग की जाती है। मेटल इंजेक्शन मोल्डिंग (MIM) की तरह ही, CIM प्रक्रिया प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग और मटेरियल साइंस की क्षमताओं का संयोजन है, जिससे ऐसी जटिल आकृतियाँ बनाई जा सकती हैं, जिन्हें पारंपरिक विधियों से बनाना बहुत मुश्किल, महंगा या असंभव होता।
सेरामिक इंजेक्शन मोल्डिंग (CIM) के संचालन चरण
फीडस्टॉक की तैयारी
CIM प्रक्रिया एक विशेष सेरामिक फीडस्टॉक की तैयारी से शुरू होती है। इसमें बारीक सेरामिक पाउडर, एक बाइंडर (आमतौर पर थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर) और विभिन्न एडिटिव्स शामिल होते हैं। सेरामिक पाउडर का चयन अंतिम उत्पाद की आवश्यक विशेषताओं के आधार पर किया जाता है, जैसे एल्युमिना, ज़िरकोनिया, सिलिकॉन नाइट्राइड या अन्य सेरामिक सामग्री।
इंजेक्शन मोल्ड बनाना
सेरामिक इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए मोल्ड उच्च दबाव वाले मोल्ड होते हैं, जैसे कि प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्ड। इन्हें CAD/CAM तकनीक से इन-हाउस डिजाइन और निर्मित किया जाता है, जिससे डिजाइन ड्राइंग के अनुसार सेरामिक पार्ट तैयार की जा सके। CIM की शुरुआती लागत इंजेक्शन मोल्ड्स के कारण अपेक्षाकृत अधिक होती है, लेकिन बड़े पैमाने पर जटिल सेरामिक पार्ट्स के उत्पादन में यह प्रक्रिया सबसे किफायती हो��������������������������������������������������������������ी है।
सेरामिक पाउडर की तैयारी
ग्राहक की आवश्यकता के अनुसार, दाने के आकार, आकार और वितरण को ध्यान में रखते हुए सेरामिक पाउडर चुना जाता है। पाउडर को विशेष बाइंडर और एडिटिव्स के साथ नियंत्रित स्थितियों में मिलाया जाता है, जिससे इंजेक्शन के लिए मिश्रण तैयार किया जाता है।
इंजेक्शन मोल्डिंग
सिंटर किए गए सेरामिक पाउडर में तरलता और इंजेक्शन मोल्डिंग की विशेषताएँ नहीं होतीं, लेकिन बाइंडर के साथ मिलाने के बाद इसमें तरलता आ जाती है, और इसकी प्रक्रिया प्लास्टिक इंजेक्शन प्रक्रिया जैसी ही होती है।
डिबाइंडिंग और सिंटरिंग
बाइंडर हटाना और सिंटरिंग: बाइंडर को प्रीफॉर्म से वाष्पीकरण और एक्सोथर्मिक रिएक्शन के जरिए हटाया जाता है, जिससे केवल एक छोटा हिस्सा बचता है। पार्ट्स का सिंटरिंग ऑक्सीडाइजिंग या रिड्यूसिंग वातावरण या वैक्यूम में किया जाता है। अंत में सघन सेरामिक पार्ट्स बनती है।
पोस्ट-प्रोसेसिंग
ऐप्लिकेशन की आवश्यकता के अनुसार, जहाँ सतह की गुणवत्ता या सटीकता सिंटरिंग से अधिक चाहिए, वहाँ विभिन्न प्रसंस्करण विधियाँ उपलब्ध हैं, जैसे CNC मशीनिंग से सख्त टॉलरेंस पाना, पॉलिशिंग या ग्राइंडिंग से मिरर इफेक्ट बनाना, PVD (फिजिकल वेपर डिपोजिशन) से CIM पार्ट्स पर रंगीन कोटिंग देना।
CIM ��� ���������������� उपकरण
Neway सेरामिक इंजेक्शन मोल्डिंग सेवा प्रदान करता है, जिसमें विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है, जैसे इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनें, डिबाइंडिंग ओवन और सिंटरिंग फर्नेस। ये मशीनें उच्च गुणवत्ता वाली सेरामिक पार्ट्स के उत्पादन में अहम भूमिका निभाती हैं।
इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनें
प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग की तरह ही, मशीन सेरामिक पाउडर को उच्च दबाव में मोल्ड में भरती है। इन्हें बेहद सटीक टॉलरेंस और घिसावट-रोधी घटकों की आवश्यकता होती है, ताकि अब्रेसिव पाउडर्स को झेला जा सके।
डिबाइंडिंग ओवन
ये ओवन मोल्डेड पार्ट से बाइंडर को हटाते हैं, जिससे केवल शुद्ध सेरामिक पार्ट बचती है।
सिंटरिंग फर्नेस
ये फर्नेस पार्ट को उच्च तापमान तक गर्म करते हैं ताकि इसकी अंतिम घनता और ताकत प्राप्त की जा सके।
सेरामिक सामग्रियों का वर्गीकरण
सेरामिक सामग्रियाँ अपने उच्च मेल्टिंग पॉइंट, बेहतरीन कठोरता और ऑक्सीकरण प्रतिरोध के लिए जानी जाती हैं और कई अनुप्रयोगों में प्रयुक्त होती हैं। ये गैर-धात्विक अकार्बनिक पदार्थ हैं, जिन्हें प्राकृतिक या कृत्रिम यौगिकों से बनाकर उच्च तापमान पर सांचे में डालकर सिंटर किया जाता है।
कार्बाइड सेरामिक्स
सीमेंटेड कार्बाइड सेरामिक्स के मुख्य घटक कार्बाइड और बाइंडर हैं। कार्बाइड में WC, TiC, TaC, NbC, VC आदि होते हैं; बाइंडर आमतौर पर कोबाल्ट (Co) होता है। टूल स्टील की तुलना में कार्बाइड सेरामिक्स में उच्च कठोरता (87~91HRA तक), अच्छी तापीय कठोरता (1000°C के आसपास उत्कृष्ट घिसावट प्रतिरोध), और टूल के रूप में हाई स्पीड स्टील से 4~7 गुना तेज कटिंग स्पीड एवं 5~8 गुना लंबा जीवन होता है। इ������ कमी �� ���� कि ������ अ��ि�� होने �� �������� वे ����� ����त�� हैं औ� म��ी��ि��ग में ���� �������� हैं, इसलिए अक्सर इन्हें ब्लेड बनाकर टूल होल्डर पर वेल्ड किया जाता है। कार्बाइड का मुख्य उपयोग कटिंग टूल्स, विभिन्न मोल्ड्स, ड्रा डाय, कोल्ड हेडिंग डाय, खनन उपकरणों के लिए ड्रिल बिट्स, भूगर्भ एवं पेट्रोलियम विकास आदि में है।
स्ट्रक्चरल सेरामिक्स
एल्युमिना सेरामिक्स का मुख्य घटक Al2O3 है, जिसकी मात्रा 45% से अधिक होती है। इसमें कई उत्कृष्ट गुण होते हैं—उच्च तापमान प्रतिरोध (आमतौर पर 1600℃ पर लंबे समय तक उपयोग), जंग प्रतिरोध, उच्च ताकत (सामान्य सेरामिक्स से 2~3 गुना, अधिकतम 5~6 गुना)। इसकी कमी है—यह नाजुक है और अचानक तापमान परिवर्तन सहन नहीं कर सकता। इसका उपयोग क्रूसिबल, इंजन स्पार्क प्लग, उच्च तापमान रेफ्रेक्टरी मटेरियल, थर्मोकपल केसिंग, सीलिंग रिंग आदि के रूप में होता है, साथ ही कटिंग टूल और मोल्ड के रूप में भी इस्तेमाल होता है।
सिलिकॉन नाइट्राइड सेरामिक्स का मुख्य घटक Si3N4 है, जो उच्च तापमान, कठोरता, घिसावट प्रतिरोध, जंग प्रतिरोध और स्व-स्नेहन की विशेषता रखता है। इसका रैखिक विस्तार गुणांक सबसे कम है, और सेवा तापमान 1400°C तक होता है। इसमें उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध है (हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को छोड़कर), यह विभिन्न एसिड, क्षार और धातुओं के जंग का सामना करता है, और इसकी विद्युत इन्सुलेशन व विकिरण प्रतिरोध भी बहुत अच्छी है। इसका उपयोग उच्च तापमान बेयरिंग, संक्षारक माध्यम में प्रयुक्त सीलिंग रिंग, थर्मोकपल कवर और मेटल कटिंग टूल्स के रूप में किया जाता है।
सिलिकॉन कार्बाइड सेरामिक्स का मुख्य घटक SiC है, जो उच्च ताकत, कठोरता और उच्च तापमान प्रतिरोध वाली से��ा��ि�� है। 1200~1400°C प�� भी �� �������� फ्लेक्सरल ���्�े�थ ��न���� रखता ��, और �ह स��स�� अधिक उ�्च ��ाप��ा�� ताकत ��ल� स��र��म��क है। सिलिकॉन कार्बाइड सेरामिक्स में अच्छी तापीय चालकता, ऑक्सीकरण प्रतिरोध, विद्युत चालकता और उच्च प्रभाव टफनेस भी होती है। यह एक उत्कृष्ट उच्च तापमान स्ट्रक्चरल मटेरियल है, जिसे रॉकेट टेल नोजल, थर्मोकपल केसिंग, फर्नेस ट्यूब आदि के लिए उपयोग किया जा सकता है; इसकी कठोरता और घिसावट प्रतिरोध के कारण हाई टेम्परेचर हीट एक्सचेंजर मटेरियल, ग्राइंडिंग व्हील, अब्रेसिव आदि के लिए भी उपयोग किया जाता है।
हेक्सागोनल बोरॉन नाइट्राइड सेरामिक्स का मुख्य घटक BN है, जिसकी क्रिस्टल संरचना हेक्सागोनल होती है। इसकी संरचना और प्रदर्शन ग्रेफाइट के समान होते हैं, इसे "सफेद ग्रेफाइट" भी कहा जाता है। इसमें कम कठोरता और स्व-स्नेहन विशेषता होती है, जिससे इसे सेल्फ-लुब्रिकेटिंग हाई-टेम्परेचर बेयरिंग, ग्लास फॉर्मिंग मोल्ड आदि में बनाया जा सकता है।
फंक्शनल सेरामिक्स
फंक्शनल सेरामिक्स में आमतौर पर अनूठे भौतिक गुण होते हैं और ये कई क्षेत्रों में उपयोग होती हैं। सामान्य फंक्शनल सेरामिक्स की विशेषताएँ और उपयोग नीचे तालिका में दिए गए हैं।
श्रेणी | प्रदर्शन विशेषताएँ | मुख्य घटक | उपयोग |
डाइइलेक्ट्रिक सेरामिक्स | इन्सुलेशन | Al2O3, Mg2SiO4 | इंटीग्रेटेड सर्किट सब्सट्रेट |
थर्मोइलेक्ट्रिक | PbTiO3, BaTiO3 | थर्मिस्टर | |
पाईजोइलेक्ट्रिक | PbTiO3, LiNbO3 | ऑस्सीलेटर | |
हा�� डाइइलेक्ट्रिक | BaTiO3 | क��पे��ि���� | |
ऑप्टिकल स�������� | फ्लोरेसेंस, ल्यूमिनेसेंस | Al2O3CrNd ग्लास | लेज़र |
इन्फ्रारेड ट्रांसपेरेंसी | CaAs, CdTe | इन्फ्रारेड विंडो | |
हाई ट्रांसपेरेंसी | SiO2 | ऑप्टिकल फाइबर | |
इलेक्ट्रोक्रोमिक | WO3 | डिस्प्ले | |
सिरेमिक मैग्नेटिक्स | सॉफ्ट मैग्नेटिक | ZnFe2O, Fe2O3 | मैग्नेटिक टेप, विभिन्न हाई-फ्रीक्वेंसी कोर |
हार्ड मैग्नेटिक | SrO, Fe2O3 | ऑडियो डिवाइस, इंस्ट्रूमेंट्स और कंट्रोल डिवाइस के लिए मैग्नेट | |
सेमीकंडक्टर सेरामिक्स | फोटोइलेक्ट्रिक | CdS, Ca2Sx | सोलर सेल्स |
इंपेडेंस टेम्परेचर | VO2, NiO | टेम्परेचर सेंसर | |
वेरिएशंस | LaB6, BaO | थर्मियोनिक एमिशन |
फाइन सेरामिक्स
सेरामिक सामग्रियों में, फाइन सेरामिक्स उभर कर सामने आई हैं, जो उच्च तापमान प्रतिरोध, सुपर स्ट्रेंथ और मल्टी-फंक्शनलिटी जैसी बेहतरीन विशेषताओं के साथ नई सामग्री की दुनिया में अग्रणी हैं। फाइन सेरामिक्स उन उच्च प्रदर्शन वाली सेरामिक्स को कहा जाता है जिन्हें शुद्ध, उच्च-शुद्धता, कृत्रिम रूप से संश्लेषित अकार्बनिक यौगिकों से तैयार कर सटीक नियंत्रण प्रक्रियाओं द्वारा सिंटर किया गया है, इसलिए इन्हें एडवांस्ड सेरामिक्स या न्यू सेरामिक्स भी कहा जाता है। फाइ� से��ामि������ को �ो�े त���� पर �ी� श��र��ण��यो�� में ����� ��ा सकता ह�: संरचनात्मक, ��������्��्��ॉनि�� और ब�य�से�ामि�्स।
इलेक्ट्रॉनिक सेरामिक्स
यह उन फंक्शनल सेरामिक्स को कहा जाता है जिनसे इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के कंपोनेंट्स और स्ट्रक्चरल पार्ट्स बनाए जाते हैं। उच्च कठोरता जैसी यांत्रिक विशेषताओं के अलावा, ये सेरामिक्स परिवेशी बदलावों के प्रति "उदासीन" होती हैं, उत्कृष्ट स्थिरता (इलेक्ट्रॉनिक कंपोनेंट्स के लिए महत्वपूर्ण) और उच्च तापमान सहनशीलता होती है।
बायोसेरामिक्स
बायोसेरामिक्स वे सेरामिक सामग्री हैं, जिनका उपयोग मानव शरीर के "स्केलेटल-मसल" सिस्टम को बनाने, सुधारने या बदलने के लिए किया जाता है।
Mi MIX4 सेरामिक बैक शेल कैसे बना?
स्मार्टफोन इंडस्ट्री तेज़ प्रगति और नवाचार के लिए जानी जाती है। हमने शरीर की सामग्रियों के विकास में सबसे महत्वपूर्ण बदलाव देखे हैं—प्लास्टिक से धातु, फिर कांच और अब सेरामिक तक। यह लेख शाओमी के फ्लैगशिप Mi MIX4 के सेरामिक बैक कवर के निर्माण में प्रयुक्त सेरामिक इंजेक्शन मोल्डिंग (CIM) प्रक्रिया को विस्तार से बताएगा।
सेरामिक स्मार्टफोन बैक कवर: सुंदरता और मजबूती का संयोजन
हाल के वर्षों में सेरामिक स्मार्टफोन बैक कवर अपनी खूबसूरती और मजबूती के कारण लोकप्रिय हुए हैं। स्मार्टफोन उद्योग में अग्रणी शाओमी इस प्रवृत्ति की अगुआ रही है। कंपनी ने अपने फ्लैगशिप मॉडल Xiaomi 5 में "3D सेरामिक प्रक्रिया" पेश की थी, जिसमें सेरामिक काले और सफेद दोनों संस्करण उपलब्ध थे।
स्मार्टफोन बॉडी सामग्री का विकास: नवाचार की ओर यात्रा
स्मार्टफोन बॉडी सामग्री का विकास तेज़ रहा है। दस साल से भी कम समय में हमने प्लास्टिक से धातु और कांच की ओर ��्रगत�� की। ��� ��ी में, CIM प्रक्रिया �र व��शे�� इंजेक्शन ����ड ��ू�� की वज� से सेरामिक �ॉ�ी ��े बाज़ार म�ं बड़�� हिस्सेदारी प्�ाप्� की है। �� ����ल��व अधिक �िका�, सुंदर और नवोन्मेषी डिज़ाइन की आवश्यकता के कारण हुआ है।
शाओमी और सेरामिक तकनीक: बदलाव की अगुआई
शाओमी ने स्मार्टफोन उद्योग में सेरामिक तकनीक को आगे बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। कंपनी ने सेरामिक संबंधी कई तकनीकों का पेटेंट कराया है, जिससे सेरामिक बॉडी के उत्पादन की लागत काफी कम हो गई है। हालांकि, उत्पादन लाइन में प्रारंभिक निवेश बहुत अधिक था और केवल कुछ प्रतिशत उत्पाद ही गुणवत्ता मानकों पर खरे उतर पाए। इन चुनौतियों के बावजूद, शाओमी ने लगातार इनोवेशन और सेरामिक बैक कवर निर्माण प्रक्रिया में सुधार किया है।
उच्च गुणवत्ता वाली सेरामिक पार्ट्स: स्मार्टफोन डिज़ाइन का भविष्य
ज़िरकोनिया और एल्युमिना जैसी उच्च गुणवत्ता वाली सेरामिक पार्ट्स का उत्पादन स्मार्टफोन उद्योग का महत्वपूर्ण पहलू बन गया है। इन सामग्रियों से लेयर्ड सेरामिक स्लैब बनते हैं, जिनका उपयोग स्मार्टफोन के बैक कवर में होता है। रंगीन सेरामिक निर्माण प्रक्रिया, जिसमें जटिल सिंटरिंग शामिल है, दोनों ही टिकाऊ और सुंदर कस्टम डिज़ाइन वाली सेरामिक पार्ट्स बनाने की सुविधा देती है।
सेरामिक इंजेक्शन मोल्डिंग ने स्मार्टफोन उद्योग में क्रांति ला दी है, जिससे उच्च गुणवत्ता वाले, मजबूत और सुंदर बैक कवर का उत्पादन संभव हुआ है। जैसे-जैसे उद्योग आगे बढ़ रहा है, हम सेरामिक स्मार्टफोन पार्ट्स के डिज़ाइन और उत्पादन में और नवाचार देखेंगे।
सेरामिक बैक कवर का निर्माण प्रक्रिया
सेरामिक बैक कवर का निर्माण प्रक्रिया जटिल और बहुपर्यायी है, जिसमें सेरामिक स्लैब की परतें प्रमुख चरण हैं।
सेरामिक स��लैब की परते�
����म��र��टफो�� का ���ा�िक ��ैक कवर ए�ल से��ाम��क टुकड़े �े न��ी�� बनता, बल��कि कई ��त�ं क�� सेरामिक स�लैब एक साथ ल�ा� जा��े हैं। र�गी� ����������ि�� बैक �वर ��े लिए, रं��ीन स्लैब्स को सफेद स्लैब्स के साथ लेयर किया जाता है। सफेद स्लैब्स उच्च ताकत और फ्रैक्चर टफनेस प्रदान करते हैं, जिससे कवर आसानी से नहीं टूटता।
सफेद और रंगीन सेरामिक की भूमिका
सफेद और रंगीन सेरामिक स्लैब्स का उपयोग स्मार्टफोन की सुंदरता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। रंगीन सेरामिक बॉडी आने से पहले काला और सफेद रंग ही प्रचलित थे। हाल के वर्षों में शाओमी ने रंग विकास में निवेश बढ़ाया है, जिससे MIX2S (डुनहुआंग आर्ट एडिशन) के लिए एमरल्ड ग्रीन और Xiaomi MIX3 के लिए रत्न नीला जैसे रंगों वाले कवर पेश किए गए हैं।
सिंटरिंग प्रक्रिया
सिंटरिंग प्रक्रिया सेरामिक बैक कवर के निर्माण में एक और महत्वपूर्ण चरण है। इस प्रक्रिया में सेरामिक स्लैब्स को विशेष तापमान और समय तक गर्म किया जाता है, जिससे सेरामिक कणों का घनत्व बढ़ता है और कवर की मोटाई कम होती है। यह प्रक्रिया नमी, कार्बनिक पदार्थ और वाष्पशील पदार्थों को हटाती है, जिससे घनत्व और ताकत दोनों बढ़ती हैं।
सेरामिक इंजेक्शन मोल्डिंग की लागत
CIM प्रक्रिया की प्रारंभिक लागत अपेक्षाकृत अधिक होती है, जिसमें मोल्ड लागत, इंजेक्शन मोल्डिंग लागत, डिबाइंडिंग लागत, सिंटरिंग लागत, श्रमिक, गुणवत्ता निरीक्षण लागत आदि शामिल हैं।
स्मार्टफोन उद्योग में सेरामिक का भविष्य
आगे देखते हुए, स्मार्टफोन उद्योग में सेरामिक का उपयोग और बढ़ेगा। सेरामिक पारंपरिक साम�्�ि��ं ��ी तुलना �ें कई फायदे �्�दान ��रता है—यह इले�्ट्�ो�����ेट�क तर��गो�� को �ाधित ��ही�� करता, ��िसस�� यह �ाय�ले� संचार के �ि� आ��र्श है। �सका ��नू��ा स्पर्श औ� सौ��द��्य अपील भी प��रीमि��म उपभोक्ताओं को आकर्षित करता है।
इसके अलावा, अधिक रंग विकल्प और डिजाइन की अपार संभावना है। शाओमी पहले ही अपने सेरामिक बैक कवर के लिए कई रंग विकल्प पेश कर चुकी है और भविष्य में और भी नवाचारी डिज़ाइन और रंग देखने को मिल सकते हैं।
अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सेरामिक की भूमिका
सेरामिक तकनीक का उपयोग केवल स्मार्टफोन तक सीमित नहीं है। इसका उपयोग MP3, MP4 प्लेयर्स, कैमरा और स्मार्ट स्पीकर्स जैसे अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में भी किया जा सकता है। जैसे-जैसे तकनीक परिपक्व और किफायती होती जाएगी, वैसे-वैसे अधिक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस सेरामिक कंपोनेंट्स के साथ दिखेंगे।
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