เทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปเซรามิก

Jan 01, 2023

การฉีดขึ้นรูปเซรามิก (CIM) เป็นกระบวนการใหม่ในการเตรียมชิ้นส่วนเซรามิก ซึ่งรวมเอาการฉีดขึ้นรูปโพลิเมอร์เข้ากับกระบวนการเตรียมเซรามิก กระบวนการผลิตของการฉีดขึ้นรูปเซรามิกที่มีความแม่นยำส่วนใหญ่ประกอบด้วยสี่ขั้นตอน: (1) การเตรียมฟีดการฉีด: การผสม การทำให้แห้ง และการทำให้เป็นเม็ดสารพาหะอินทรีย์และผงเซรามิกที่เหมาะสมที่อุณหภูมิหนึ่งเพื่อให้ได้ฟีดการฉีด (2) การฉีดขึ้นรูป: ส่วนผสมของการฉีดแบบผสมจะถูกทำให้ร้อนในเครื่องฉีดพลาสติกและเปลี่ยนเป็นการหลอมหนืด ฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์โลหะด้วยความเร็วสูงภายใต้อุณหภูมิและความดันที่กำหนด ทำให้เย็นลงและแข็งตัวเป็นสีเขียวตามที่ต้องการ รูปร่างแล้วรื้อ; (3) การล้างไขมัน: กำจัดสารอินทรีย์ในตัวแม่พิมพ์ฉีดด้วยความร้อนหรือวิธีการทางกายภาพและเคมีอื่น ๆ (4) การเผาผนึก: บดอัดและเผาเซรามิกเปล่าที่ล้างไขมันแล้วที่อุณหภูมิสูง เพื่อให้ได้รูปทรงที่ต้องการ ความแม่นยำของขนาด และโครงสร้างจุลภาคของชิ้นส่วนเซรามิกขนาดกะทัดรัด

Ceramic Injection Molding - SPT Roth Ltd

กระบวนการฉีดขึ้นรูปเซรามิกมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นหลายประการ: (1) กระบวนการขึ้นรูปมีระดับสูงของการใช้เครื่องจักรและระบบอัตโนมัติ ประสิทธิภาพการผลิตสูง รอบการขึ้นรูปสั้น ความแข็งแรงของช่องว่างสูง การจัดการและการควบคุมที่สะดวกในกระบวนการผลิต และง่าย เพื่อให้ได้การผลิตจำนวนมากและขนาดใหญ่ (2) ชิ้นส่วนเซรามิกขนาดเล็กที่มีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและข้อกำหนดพิเศษสามารถมีรูปร่างใกล้เคียงตาข่ายได้ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์เซรามิกซินเตอร์ไม่ต้องกลึงหรือแปรรูปน้อยลง ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการประมวลผลเซรามิกที่มีราคาแพง (3) ผลิตภัณฑ์เซรามิกขึ้นรูปมีความแม่นยำด้านขนาดและพื้นผิวสำเร็จสูง

ดังนั้น เทคโนโลยีนี้จึงได้รับการศึกษาและนำไปใช้อย่างกว้างขวางทั้งในและต่างประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตจำนวนมากของผลิตภัณฑ์เซรามิกที่มีความแม่นยำเชิงมิติสูงและรูปร่างที่ซับซ้อน การใช้การฉีดขึ้นรูปด้วยผงเซรามิกมีข้อดีมากที่สุด

ในช่วงปี 1980 เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับการพัฒนาเครื่องยนต์เซรามิกและการเตรียมส่วนประกอบเซรามิกอุณหภูมิสูง เช่น ใบพัดเทอร์ไบน์ การวิจัยการฉีดขึ้นรูปเซรามิกจึงมุ่งเน้นไปที่การเตรียมส่วนประกอบเซรามิกอุณหภูมิสูงที่ไม่ใช่ออกไซด์ เช่น เช่น ซิลิกอนไนไตรด์และซิลิกอนคาร์ไบด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการฉีดขึ้นรูป Si3N4, SiC ใบพัดเทอร์ไบน์ ใบมีด และตลับลูกปืนเลื่อนสำหรับเครื่องยนต์ ในเวลาเดียวกัน ผลิตภัณฑ์เซรามิกที่มีโครงสร้างอุณหภูมิสูงและรูปทรงซับซ้อนที่มีประสิทธิภาพสูงจำนวนมากก็ประสบความสำเร็จในการเตรียม ในหมู่พวกเขา ใบพัดกังหันเซรามิกได้ถูกนำมาใช้ในรถแข่งและรถหุ้มเกราะทางทหารในญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกา ในปัจจุบัน การฉีดขึ้นรูปเซรามิกได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการขึ้นรูปผงเซรามิกต่างๆ และผลิตภัณฑ์เซรามิกวิศวกรรมต่างๆ ชิ้นส่วนเซรามิกที่มีความแม่นยำต่างๆ ที่เตรียมโดยกระบวนการนี้ถูกนำมาใช้ในการบิน รถยนต์ เครื่องจักร พลังงาน การสื่อสารด้วยแสง เวชศาสตร์เพื่อชีวิต และสาขาอื่นๆ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ของการฉีดขึ้นรูปเซรามิกไมโคร เซรามิกโครงสร้างมีคุณสมบัติเชิงกล เคมี และทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม ส่วนประกอบขนาดเล็กจำนวนมาก (หลายสิบไมครอนถึง 1,000 ไมครอน) ในอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์และ MEMS จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุเซรามิกที่มีโครงสร้าง เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการตัดเฉือนขนาดเล็กอื่นๆ การฉีดขึ้นรูปขนาดเล็ก (MIM) ได้กลายเป็นเทคโนโลยีการตัดเฉือนขนาดเล็กขั้นสูงที่มีแนวโน้มมากที่สุด เนื่องจากต้นทุนการผลิตที่ต่ำและประสิทธิภาพสูงในการสร้างช่องว่างรูปทรงต่างๆ จากผงเซรามิกหรือโลหะในคราวเดียว ในปัจจุบัน ชิ้นส่วนไมโครเซรามิกบางส่วนของอลูมินา เซอร์โคเนีย ซิลิกอนไนไตรด์ ตะกั่วเซอร์โคเนตไททาเนต แบเรียมไททาเนต ไฮดรอกซีอะพาไทต์ และอะลูมิเนียมไนไตรด์ ถูกผลิตขึ้นโดยการฉีดขึ้นรูปไมโครแรงดันต่ำ โดยมีอุณหภูมิการขึ้นรูป 60~100 องศา และแรงดันฉีดของ 3~5MPa

สามารถคาดการณ์ได้ว่าด้วยการปรับปรุงและพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปเซรามิก มันจะกลายเป็นเทคโนโลยีการเตรียมที่ได้เปรียบที่สุดของชิ้นส่วนเซรามิกที่มีความแม่นยำ

-----------------Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd