Keramikspritzgießen (CIM) ist ein neues Verfahren zur Herstellung von Keramikteilen, das durch die Kombination des Polymerspritzgussverfahrens mit dem keramischen Herstellungsverfahren entwickelt wurde. Ähnlich der Metallspritzguss-Technologie (MIM), die in den 1970er Jahren entwickelt wurde, sind sie die Hauptzweige der Pulverspritzgusstechnologie (PIM) und wurden auf der Grundlage der relativ ausgereiften Kunststoffspritzgusstechnologie entwickelt. Für die Massenproduktion von keramischen Produkten mit hoher Maßgenauigkeit und komplexen Formen ist die Verwendung von keramischem Pulverguss am vorteilhaftesten.
1. Eigenschaften der CIM-Keramikspritzgusstechnologie
Vorteil: ① Das Formverfahren zeichnet sich durch einen hohen Mechanisierungs- und Automatisierungsgrad, eine hohe Produktionseffizienz, einen kurzen Formzyklus, eine hohe Blindfestigkeit aus, und sein Prozess kann präzise gesteuert werden (Programmsteuerung), was eine einfache Produktion in großen und großen Mengen ermöglicht; ② Es kann verschiedene kleine Keramikteile mit komplexen geometrischen Formen und speziellen Anforderungen nahezu endverformen, sodass die gesinterten Keramikprodukte nicht maschinell bearbeitet oder weniger bearbeitet werden müssen, wodurch die teuren Keramikverarbeitungskosten gesenkt werden; ③ Die geformten Keramikprodukte haben eine extrem hohe Maßgenauigkeit und Oberflächengüte. Nachteile: Die einmaligen Ausrüstungsinvestitionen und die Verarbeitungskosten sind hoch und sie eignen sich nur für die Massenproduktion.2. CIM-Prozessablauf beim Keramikspritzguss
Keramisches Spritzgießen
Der Herstellungsprozess des keramischen Präzisionsspritzgießens ist in Abbildung dargestellt, die hauptsächlich die folgenden vier Links enthält:
① Fütterungsvorbereitung: Das Futter ist eine Mischung aus Pulver und Bindemittel. Das Injektionsverfahren erfordert, dass das Injektionsfutter eine gute Fließfähigkeit hat, was die Auswahl von Pulvern erfordert, die den Anforderungen entsprechen, und ein geeignetes Bindemittelsystem sowie ein bestimmtes Beladungsverhältnis bei einer bestimmten Temperatur. Spritzgussverfahren, um den reibungslosen Ablauf des nachfolgenden Prozesses zu gewährleisten, und die Produkte können vom Labor auf den Hightech-Markt gebracht werden. Die Futterzubereitung ist also im gesamten Prozess sehr wichtig. ② Spritzgießen und Formenbau: Eine unsachgemäße Steuerung des Spritzgussprozesses kann zur Bildung vieler Defekte am Produkt führen, wie Risse, Poren, Schweißnähte, Delaminierung, Pulver- und Bindertrennung usw., und diese Defekte können erst beim Entbindern und Sintern erkannt werden. CIM verwendet oft Formen mit mehreren Kavitäten. Die Abmessungen der einzelnen Hohlräume sind unterschiedlich, und der Verschleiß der Kavität beim Gebrauch führt zu unterschiedlich großen Teilen. Darüber hinaus kann die Verwendung von Injektionsrücklaufmaterial die Viskosität und Rheologie beeinflussen. Daher ist die Kontrolle und Optimierung von Formungsparametern wie Einspritztemperatur, Formtemperatur, Spritzdruck und Druckhaltezeit entscheidend, um die Schwankungen des grünen Körpergewichts zu reduzieren, die Trennung und Entmischung von Komponenten im Spritzgussmaterial zu verhindern und die Produktausbeute und Materialausnutzung zu verbessern. Das Formendesign der CIM-Technologie berücksichtigt hauptsächlich die Flusskontrolle des Aufgabematerials im Formhohlraum während des Spritzgießens. Da es sich bei den meisten CIM-Produkten um kleine Teile mit komplexen Formen und hohen Präzisionsanforderungen handelt, müssen die Position der Zuführöffnung, die Länge der Schiene und die Position der Auslassöffnung sorgfältig entworfen und angeordnet werden. Natürlich erfordert die Formkonstruktion ein klares Verständnis der rheologischen Eigenschaften des Vorschubs, der Kavitätstemperatur und der Eigenspannungsverteilung. Darüber hinaus wird die Computersimulationstechnologie eine wichtige Rolle bei der Konstruktion von Pulverspritzgussformen spielen. ③ Entfettungsprozess: Entfetten ist der Prozess, bei dem organische Stoffe aus dem Formkörper entfernt werden und durch Erhitzen und andere physikalische Methoden eine geringe Menge an Sinterung erzeugt wird. Im Vergleich zum Chargen, Formen, Sintern und Nachbearbeiten von Keramikteilen ist das Entbindern der schwierigste und wichtigste Faktor beim Spritzgießen. Falsche Prozessmethoden und Parameter des Entbinderungsprozesses führen zu einer inkonsistenten Produktschrumpfung, was zu Verformungen, Rissen, Spannungen und Einschlüssen führt. Das Entbindern ist auch wichtig für das nachfolgende Sintern, und Risse und Verformungen, die beim Entbindern auftreten, können nicht durch Sintern ausgeglichen werden. Bindemittel und Entfetten hängen zusammen, um die Art der Entfettung zu bestimmen. Neben der traditionellen thermischen Entfettung und der Entfettung mit Lösungsmitteln umfasst das aktuelle Entfettungsverfahren auch die katalytische Entfettung und die Extraktionsentfettung auf Wasserbasis, die in den letzten Jahren entwickelt wurden. ④ Sintern: Der entfettende grüne Keramikkörper wird verdichtet und bei hoher Temperatur gesintert, um dichte Keramikteile mit dem gewünschten Aussehen, der gewünschten Form, Maßgenauigkeit und Mikrostruktur zu erhalten. Da der keramische Spritzgussrohling Poren enthält, die durch das Entfetten entstanden sind, ist die Schrumpfungsrate des Produkts beim Sintern relativ hoch und erreicht in der Regel 13%-15%. Es ist ersichtlich, dass der Forschungsschwerpunkt der CIM-Technologie die Kontrolle der Maßgenauigkeit beim Sintern ist. Darüber hinaus sind Sinteranlagen auch der Schlüssel zur Sintertechnologie.3. Anwendungsbeispiel für CIM-Keramikspritzguss
Gegenwärtig wird die Spritzgusstechnologie auf die Herstellung verschiedener keramischer Hochleistungsprodukte angewendet. DingDing hat sich dem Design, der Entwicklung und der Produktion von keramischen Pulverspritzgieß- und Herstellungsverfahren verschrieben, hauptsächlich für zivile Produkte, Mobilkommunikation, Smart-Wear, Handyhüllen, elektronische Zigaretten, Gehäuseringe, strukturelle Keramikteile usw. Produktvorstellung der Keramikspritzgussunternehmen von Dingding: [caption id="attachment_2861" align="alignnone" width="750"]
keramisches Heizelement[/caption]
