Technische Keramik für Metallspritzgussverfahren

Das Metallspritzgießen (MIM) ist ein Fertigungsverfahren, bei dem Rohmaterial in Formen eingespritzt wird, um Bauteile mit komplexen Formen und hoher Wiederholgenauigkeit herzustellen. Das Rohmaterial ist eine Mischung aus Metallpulver und einem Polymerbindemittel, das das Material zusammenhält. Bevor die Bauteile verwendet werden können, muss das Bindemittel entfernt und die innere Struktur des Bauteils verstärkt werden. Dies geschieht durch Wärmebehandlungsprozesse wie Entbindern und Sintern im Ofen.

3. MIM-Schritte

Entbindern

Dies ist der Prozess, bei dem das Bindemittel vom Grünteil entfernt wird. Dies kann entweder katalytisch erfolgen, wobei das Bindemittel mithilfe einer Kombination aus katalytischen Zusätzen, Lösungsmitteln und Wasser entfernt wird, oder thermisch, was eine Wärmebehandlung in einem Schutzgasofen erfordert. Die anzuwendende Methode hängt von der Art des verwendeten Rohmaterials ab. Bauteile, die diesen Prozess durchlaufen haben, werden anschließend als „Rohlinge“ bezeichnet. Je nach Art des verwendeten Rohmaterials kann sowohl eine chemische als auch eine thermische Entgratung erforderlich sein. Das chemische Verfahren entfernt den größten Teil des Bindemittels, während das thermische Verfahren das verbleibende Bindemittel, auch „Grundbindemittel“ genannt, entfernt. Dieser Prozess wird oft als „Restentbindern“ bezeichnet.

Sintern

Dies ist ein Wärmebehandlungsverfahren für Metallspritzgussteile (MIM), die zuvor entgratet wurden (Bronzeteile). Ziel des Sinterns ist die Veränderung der inneren Mikrostruktur der Bauteile, um deren Gesamtdichte und letztendlich Festigkeit zu verbessern. Dies wird erreicht, indem die Metallteile in einem Ofen unter Schutzgasatmosphäre auf eine Temperatur von etwa 20 % unterhalb des Schmelzpunktes des Metalls erhitzt werden. Dadurch können Atome durch die Mikrostruktur diffundieren und sich zu dichteren Strukturen verbinden. Während des Sinterns schrumpfen die Metallteile um 15–22 %, abhängig vom verwendeten Metall und der gewünschten Enddichte. Temperaturprofile, Atmosphäre und Temperaturhomogenität im Ofen müssen sowohl beim Entgraten als auch beim Sintern sorgfältig kontrolliert werden, um Verformungen, Risse und Blasenbildung zu vermeiden. Eine inerte oder reduzierende Atmosphäre ist ebenfalls wichtig, um die Oxidation der Teile zu verhindern.

4. Verwendung von Keramikplatten im Metallspritzgussverfahren (MIM)

Keramikplatten werden verwendet, um die im Metallspritzgussverfahren hergestellten Teile durch alle Phasen zu transportieren. Ihre Verwendung trägt dazu bei, viele im Prozess auftretende Probleme zu beseitigen.

• Poröse und dennoch glatte Oberfläche – kein Anhaften oder Schmelzen des Bindemittels, gleichmäßige Schrumpfung des Bauteils
• Platten aus poröser, hochreiner 99,5%iger Aluminiumoxidkeramik – gleichmäßige Schrumpfung, keine Verfärbung, weniger oder kein Bedarf an weiterer Bearbeitung
• Die Porosität macht das Material leichter – es wird weniger Wärme benötigt

Dank seiner hohen Beständigkeit gegenüber Temperaturschwankungen und hohen Temperaturen (1500 °C) kann eine Platte zum Transportieren, Entbindern und Sintern verwendet werden. Dies führt zu Kosteneinsparungen – für die einzelnen Arbeitsschritte werden keine zusätzlichen Werkzeuge benötigt.

Die Fliesen können auf jede beliebige Größe zugeschnitten werden, sodass Löcher für das jeweilige Produkt gebohrt werden können. Sie werden lasergeschnitten, wodurch keine zusätzlichen Werkzeuge erforderlich sind – eine weitere Kostenersparnis.

Abb. 2 Keramikfliesen

Abb. 3  Platten mit Elementen im Ofen

Der Einsatz von Keramikplatten im Metallspritzgussverfahren bietet greifbare Vorteile. Dies ermöglicht eine deutliche Steigerung der Produktionseffizienz durch die Reduzierung der Ausschussquote.

Wenn Sie an unserem Angebot für individuell zugeschnittene Keramikfliesen interessiert sind, kontaktieren Sie uns bitte.