精加工陶瓷结构部件几何形状轮廓测量图像显微镜

复杂的陶瓷部件结构

下面将对设计复杂陶瓷结构部件几何形状和组织结构时的特性加以
讨论。

以陶瓷和加工为导向的设计

为了能够正确利用陶瓷材料的性能，必须考虑适当的结构设计措施
。由于完全缺乏塑性变形能力，在局部达到材料强度时，陶瓷会在组织
异质性临界区域突然损坏。特别是在小半径、尖锐边缘、台阶和根部以
及点或线传导力的区域会出现较高的应力。

由于有时会有相当大的缺口效应，因此这些部位会比可预期的组件
外部负载更早地达到材料的强度极限。因此，在设计陶瓷部件的结构时
，应避免所有会产生缺口效应的几何形状(应力集中)或至少只用能够减
少缺口效应或在缺口效应方面优化后的形状。与此相反，陶瓷材料的特
殊优点是具有较高的抗压强度。设计陶瓷结构时，应当最大程度上利用
这一特性，并使部件承受拉伸载荷或者弯曲载荷的区域尽可能小。尤为
重要的是，避免所有承载拉力的区域出现强烈的应力集中。

适合加工的结构包括，根据各种成型工艺中已经描述的特殊性调整
部件的几何形状。因此诸如将特别复杂的形状分割成几个简单?？榈姆?br>法是非常有意义的。此外，应当避免超规格的表面和不必要的紧公差。
一般情况下，应当将后续加工最小化，这样只为后续加工确定较小的加
工余量，精加工优先选择绿色加工，只设定较小的残留加工面，并确定
无需加工的圆角和倒角。

适合以陶瓷和生产为导向设计的上述措施对复杂的陶瓷部件几何形
状有着特殊的意义，因为产品特性所需的几何形状细节往往会与理想的
设计原则冲突。所以减少组件重量的方法是尽可能使用较薄的壁厚。作
为相互之间连接和支持的间隔板应当包含尽可能大的自由空间，以确保
空间、重量尽可能小的部件具有较大的内表面。因此增加的机械性能并
不仅仅由主体材料的特性来确定，还取决于内部结构的过渡部分。由于
不容易加工到且表面比例较高，因此无法通过后续机械加工进行干预，
以尽可能减小表面缺陷。因此，这种方案必须采用近终型加工。

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