Keramische Spritzgusstechnologie

Datum:[2024/1/30]

Ceramic Injection Molding (CIM) ist ein neues Verfahren zur Herstellung keramischer Bauteile, das Polymerspritzgussverfahren mit keramischen Aufbereitungsverfahren kombiniert. Der Herstellungsprozess des keramischen Präzisionsspritzgusses umfasst hauptsächlich vier Schritte: (1) Vorbereitung des Spritzgusses: Mischen, Trocknen und Granulieren geeigneter organischer Träger mit Keramikpulver bei einer bestimmten Temperatur, um Spritzguss zu erhalten; (2) Spritzguss: Das gemischte Spritzgussgemisch wird in der Spritzgießmaschine erhitzt und in eine viskose Schmelze umgewandelt. Es wird bei einer bestimmten Temperatur und Druck bei hoher Geschwindigkeit in die Metallform eingespritzt, in die gewünschte Form des Knüppels gekühlt und erstarrt und dann entmolden; (3) Entfettung: Durch Erhitzen oder andere physikalische und chemische Methoden wird die organische Substanz innerhalb des Spritzgusskörpers beseitigt; (4) Sintern: Dichten und Sintern Sie den entfetteten keramischen Rohling bei hoher Temperatur, um das erforderliche Aussehen, die Maßgenauigkeit und die Mikrostruktur dichter keramischer Komponenten zu erhalten.
Das keramische Spritzgießverfahren hat eine Reihe von herausragenden Vorteilen: (1) hoher Grad der Mechanisierung und Automatisierung im Formprozess, hohe Produktionseffizienz, kurzer Formzyklus, hohe Knüppelfestigkeit, bequeme Verwaltung und Kontrolle im Produktionsprozess und einfach, Großserienproduktion zu erreichen; (2) Es kann verschiedene kleine Keramikkomponenten mit komplexen geometrischen Formen und speziellen Anforderungen nahezu netto bilden, so dass gesinterte Keramikprodukte keine Bearbeitung oder weniger Verarbeitung erfordern, wodurch teure Keramikbearbeitungskosten reduziert werden; (3) Die geformten keramischen Produkte haben hohe Maßgenauigkeit und Oberflächenglätte. Daher wurde diese Technologie sowohl im Inland als auch international umfassend untersucht und angewendet, insbesondere für die großflächige Produktion von keramischen Produkten mit hoher Maßhaltigkeit und komplexen Formen. Die Verwendung von keramischem Pulverspritzguss ist die vorteilhafteste.
In den 1980er Jahren lag der Schwerpunkt der keramischen Spritzgießforschung auf nichtoxidischen Hochtemperaturkeramikkomponenten wie Siliziumnitrid und Siliziumkarbid, insbesondere auf der Spritzgießvorbereitung von Si3N4, SiC Turbinenrotoren, Schaufeln, und Gleitlager für Motoren. Zur gleichen Zeit wurden viele Hochleistungs- und komplex geformte Hochtemperatur-Strukturkeramikprodukte erfolgreich vorbereitet. Keramische Turbinenrotoren wurden in Renn- und Militärgepanzerten Fahrzeugen in Japan und den Vereinigten Staaten eingesetzt. Gegenwärtig ist keramisches Spritzgießen weit verbreitet für das Formen von verschiedenen keramischen Pulvern und technischen keramischen Produkten. Verschiedene Präzisionskeramikkomponenten, die durch dieses Verfahren hergestellt wurden, wurden in Bereichen wie Luftfahrt, Automobil, Maschinenbau, Energie, optische Kommunikation und Life Medicine eingesetzt.
In den letzten Jahren sind neue Technologien für das Mikrospritzgießen von Keramik entstanden. Aufgrund der hervorragenden mechanischen, chemischen und Hochtemperaturbeständigkeit von Strukturkeramiken erfordern viele Mikrokomponenten (von Dutzenden Mikrometern bis zu 1000 Mikrometern) in der Mikroelektronikindustrie und mikroelektromechanischen Systemen den Einsatz von strukturellen keramischen Materialien. Im Vergleich zu anderen Mikrofabrikationstechnologien hat die Verwendung von Mikrospritzguss, um Keramik- oder Metallpulver in verschiedene Formen von Knüppeln auf einmal zu formen, niedrigere Herstellungskosten und höhere Effizienz, was es zur vielversprechendsten fortschrittlichsten Mikrofabrikationstechnologie macht. Gegenwärtig sind einige mikrokeramische Komponenten von Aluminiumoxid, Zirkonia, Siliziumnitrid, Bleizirkonatitanat, Bariumtitanat, Hydroxyapatit und Aluminiumnitrid durch Niederdruck-Mikrospritzgussverfahren gebildet worden, mit einer Formungstemperatur von 60-100 ℃ und einem Einspritzdruck von 3-5 MPa.
Es ist vorauszusehen, dass mit der kontinuierlichen Verbesserung und Entwicklung der keramischen Spritzgießtechnik es die günstigste Präparationstechnologie für Präzisionskeramikkomponenten wird.