İleri Üretim: Seramik Enjeksiyon Kalıplama Yükselişte

Uygulaması Seramik Enjeksiyon kalıplama teknolojisi

Hızlı gelişmeyle birlikteÖğleden sonraCIM teknolojisinin gelişmesiyle birlikte seramik enjeksiyon kalıplama ürünleri bazı yönlerden uygulanmaya başlandı.

1. İsviçre saat kasalarının üçte biri seramik toz enjeksiyon kalıplama teknolojisiyle üretiliyor ve malzeme olarak asla aşınmayan bir seramik malzeme olan zirkonyum kullanılıyor.
2. Japonya, iç delik çapı 0,015 mm olan zirkonyum fiber konnektörleri endüstriyel hale getirdi.
3. ABD'de zirkonyum saç kesme makinelerinin üretimi ve motorlarda silisyum nitrür bileşenlerinin uygulanması gerçekleştirilmiştir.
4. Devlet Anahtar Laboratuvarı'nda hassas çift sarmal karıştırıcının seramik kaplaması ve çift dişli seramik nozullar geliştirildi Toz Metalurjisi Çin Merkez Güney Teknoloji Üniversitesi'nden. Zirkonyum sensörü, Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Okulu tarafından başarıyla geliştirildi. CIM teknolojisi.

Seramik enjeksiyon kalıplamanın temel proses akış şeması

Toz, bağlayıcı, dağıtıcı, yağlayıcı -- karıştırma -- gaz giderme granülasyon -- enjeksiyon -- yağ giderme -- Sinterleme -- Ürün testi

Seramik tozu gereksinimleri için Seramik Enjeksiyon kalıplama teknolojisi

1. Toz, yüksek dolum yoğunluğu ve düşük maliyet için özel olarak hazırlanmalıdır.
2. Toz topaklanmaz.
3. Tozun şekli çoğunlukla küreseldir.
4. Bağlayıcı çıkarıldıktan sonra toz ile kütüğün deformasyonunu veya çökmesini önlemek için yeterli sürtünme vardır. Çoğu durumda, doğal eğim açısı 55°'den büyük olmalıdır;
5. Hızlı sinterlemeyi kolaylaştırmak için, genellikle 1 μm'den küçük, küçük bir ortalama parçacık boyutuna sahip olmalıdır;
6. Tozun kendisi yoğundur, iç gözenekleri yoktur;
7. Tozun yüzeyi temizdir ve bağlayıcı ile kimyasal reaksiyona girmez.

Enjeksiyon kalıplama bağlayıcı sistemi

Enjeksiyon kalıplamada bağlayıcıların iki temel işlevi vardır.

Öncelikle enjeksiyon kalıplama aşamasında toz eşit şekilde karıştırılabilir ve ısıtıldıktan sonra toz iyi akışkanlığa sahip olabilir;

İkinci olarak, bağlayıcı enjeksiyon kalıplama ve yağdan arındırma sırasında gövdenin şeklini koruyabilir.

Bağlayıcının toz enjeksiyon kalıplama teknolojisinin özü ve anahtarı olduğu söylenebilir ve enjeksiyon kalıplama sürecindeki her gelişme ve atılım, yeni bir bağlama sisteminin doğuşuna eşlik eder. CIM'de, toz parçacık boyutu metal toz enjeksiyon kalıplamasından daha küçük olduğundan, tozun akışkanlığı zayıftır ve karıştırıldıktan sonra toz ile bağlayıcı arasındaki boşluk çok küçüktür, bu da yağdan arındırmayı zorlaştırır ve bağlayıcı için daha zorlu gereksinimler ortaya çıkarır. Bu nedenle, seramik enjeksiyon kalıplama bağlayıcısı olarak aşağıdaki koşulların karşılanması gerekir:

1. İyi hareketlilik. Enjeksiyon kalıplamanın viskozitesi orta düzeyde olmalıdır. Viskozite çok yüksekse, toz bağlayıcı içinde etkili bir şekilde dağılamaz, sadece karıştırılması zor olmakla kalmaz, aynı zamanda homojen bir şekilde karışmış bir kütük elde etmek de zordur ve bu da kalıplama kusurlarının oluşmasını kolaylaştırır; çok düşük viskozite, seramik tozu ve bağlayıcının delaminasyonuna neden olur ve viskozite sıcaklıkla çok fazla dalgalanmamalıdır, aksi takdirde kusurlar oluşur.

2. Bağlayıcı, tozu iyi ıslatabilmeli ve toz üzerinde iyi bir yapışma etkisine sahip olmalıdır. Bağlayıcının ıslatma performansını artırmak için genellikle karışımın viskozitesini düşürüp akışkanlığını artırmak üzere bazı yüzey aktif maddeler eklenmelidir. Aynı zamanda bağlayıcı, parçacıkları ıslatarak kılcal kuvvet oluşturarak parçacıkları adsorbe eder ve gövdenin deformasyonunu önler. Kütüğün stabilitesini sağlamak için tozun bağlayıcıya göre inert olması gerekir.

3. Bağlayıcı, çok bileşenli organik maddeden oluşur. Tek bir organik bağlayıcının akışkanlık gereksinimlerini karşılaması zordur ve bileşenlerden biri yağdan arındırıldıktan sonra, kalan bağlayıcının dışarıda kalmasına yol açan açık bir gözeneklilik oluşur. Uygulama, çok bileşenli bağlayıcının yağdan arındırma hızının tek bileşenli bağlayıcıya göre çok daha hızlı olduğunu ve kusurların çok daha az olduğunu kanıtlamıştır. Elbette, çok bileşenli bağlayıcılara sahip organik polimerler uyumludur.

4. Bağlayıcı, yüksek ısı iletkenliğine ve düşük ısıl genleşme katsayısına sahiptir. Bu, sadece ısıl stresten kaynaklanan kusurları önlemekle kalmaz, aynı zamanda gövdeye gelen ısı şokunu ve kusurları da azaltır.

5. Ayrıca bağlayıcının toksik olmaması, kirletmemesi, uçucu olmaması, nem tutmaması ve çevrimsel ısıtma performansının değişmemesi gerekmektedir.

Çeşitli bağlayıcı sistemlerinin avantaj ve dezavantajlarının karşılaştırılması

CIM'deki birkaç yaygın bağlayıcı aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

Son yıllarda, dünyada çeşitli seramik toz enjeksiyon kalıplama işlemlerinde sıklıkla kullanılan en yaygın bağlayıcılar şunlardır: Tablodan da görülebileceği gibi, CIM'de kullanılan bağlayıcılar çoğunlukla termoplastik çok bileşenli sistemlere aittir.

CIM karışımının hazırlanması

Karışım, toz ve bağlayıcının bir karışımıdır. Enjeksiyon kalıplama sürecinin tamamında, toz ve polimer bağlayıcı karışımının hazırlanması en önemli adımlardan biridir. Bu işlem, karışımın iyi homojenliğe, iyi reolojik özelliklere ve iyi yağ giderme özelliklerine sahip olmasını gerektirir.

Seçilen karıştırma teknolojisinde asıl önemli olan, karıştırma hızı, sıcaklığı ve süreyi uyumlu hale getirmektir. Ancak, karıştırma hızı ve sıcaklığı çok düşükse, karıştırma süresi ne kadar uzun olursa olsun, homojen bir karışım elde etmek mümkün olmayacaktır.

PIM'in reolojik problemi esas olarak karışımın viskozitesinin değerlendirilmesi ve karakterizasyonudur.

Enjeksiyon kalıplama

Enjeksiyon kalıplamanın amacı, kusursuz ve istenen şekilde homojen parçacık dizilimine sahip bir CIM şekillendirme gövdesi elde etmektir. Hazırlanan karışım genellikle sıradan plastik enjeksiyon kalıplama makinesine veya özel toz enjeksiyon makinesine enjekte edilebilir. Kalıplama işlemi parametreleri genellikle enjeksiyon sıcaklığı, enjeksiyon basıncı, enjeksiyon hızı, basınç tutma süresi, basınç tutma soğuma süresi ve kalıp sıcaklığını içerir. İşlem parametreleri uygun şekilde kontrol edilmezse, çeşitli kusurlar kolayca oluşabilir. Enjeksiyon kusurları sonraki işlemde giderilemez, bu nedenle ürün verimini ve malzeme kullanımını iyileştirmek için kritik öneme sahip olan bu işlemin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.

Zirkonyum enjeksiyon kalıplama parçaları

Seramik enjeksiyon kalıplama sürecindeki kusurların kontrolü

Enjeksiyon kalıplama sürecindeki kusurların kontrolü iki açıdan ele alınabilir: Bir yandan kalıplama sıcaklığı, basınç ve süre arasındaki ilişki belirlenir; diğer yandan ise dolum sırasında kalıp boşluğundaki besleme akışı belirlenir. Çoğu CIM ürünü, karmaşık şekillere ve yüksek hassasiyet gereksinimlerine sahip küçük parçalar olduğundan, kalıp boşluğundaki karışım akışı, besleme portunun konumu, akış kanalının uzunluğu, havalandırma deliğinin konumu vb. dahil olmak üzere kalıp tasarım sorunlarını içerir ve bu da karışımın akış özelliğinin, kalıp boşluğundaki sıcaklığın ve kalıntı gerilim dağılımının parametrelerinin net bir şekilde anlaşılmasını gerektirir.

Seramik sinterleme

The sinterleme işlemi esas olarak seramiklerin tane boyutunun büyümesini kontrol etmek, gerekli faz malzemelerini elde etmek ve yüksek sinterleme yoğunluğu ve yoğun seramik sinterlenmiş gövdeyi sağlamak için kullanılır.

Sinterleme işleminin iki önemli parametresi vardır: sinterleme sıcaklığı ve sinterleme süresi

Yeni seramik enjeksiyon kalıplama işlemi

Toz eş enjeksiyon kalıplama (PCM), toz enjeksiyon kalıplamanın yeni bir gelişmesidir. Bu teknik, kalıp boşluğuna iki farklı toz/bağlayıcı karışımını art arda enjekte etmek için çift namlulu bir enjeksiyon kalıplama makinesi kullanır. Bu işlem, yüzey işleminin, bitmiş ürün hazırlandıktan sonra değil, enjeksiyon kalıplama sırasında yapılmasını sağlar. Ürünün hazırlanması ve yüzey işlemi tek bir işlemde tamamlanabilir ve bu da teknik ve ekonomik açıdan oldukça caziptir.

Düşük basınçlı enjeksiyon kalıplama teknolojisi, enjeksiyon işleminin kendisi açısından, düşük basınçlı enjeksiyon işlemi, yüksek basınçlı enjeksiyon işleminden daha iyidir. 1,5-4,0 Pa.s arasındaki genel viskozitenin beslenmesi, geleneksel ekipmanlardaki hidrolik sistemi, enjeksiyon pistonunu ve bağlantı çubuğu sistemini ortadan kaldırabilen 0,8 MPa basınçlı hava ile tamamlanabilir. Düşük basınçlı enjeksiyon alanının, enjeksiyon sahasında düşük basınç gradyanı, küçük kalıp aşınması, yapışmayan kalıp beslemesi ve enjeksiyon pistonunun aşınması ve toz/bağlayıcının ayrışmaması nedeniyle oluşan besleme kirliliğinin önlenmesi gibi avantajları olduğu görülebilir. Ayrıca, düşük enerji tüketimi, küçük ekipman boyutu, basit yapı ve düşük maliyet gibi avantajlara sahiptir.