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陶瓷粉末注射成型(CIM)及其适用领域

202212-22
来源:卓米科技关键词:陶瓷粉末注射成型(CIM)及其适用领域浏览量:109

相比于普通日用、建筑卫生陶瓷材料,特种陶瓷材料具有特别的“高强度、高硬度、特别高弹性模量、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震等特性(对于结构陶瓷而言)”,或具有光、电、磁、超导、生物、化学等特性,且各特性之间具有相互转化功能(对于功能陶瓷而言)”。想要让特种陶瓷显现出“特性”,并应用于特别要求的领域,除了要需要采用采用精挑细选的原料,还需要特别的成型工艺手段。

例如对于超薄片陶瓷材料而言,我们往往需要采用流延成型、挤压成型或轧膜成型来实现;对于不那么薄的薄片,我们需要可以也可以采用干压成型来完成目的;对于形状复制的三维异性材料而言,注射成型及3D打印等方式则是一个很好的选择;对于尺寸稍大要求较高的特种陶瓷材料我们还可以采用冷等静压、甚至热等静压来实现我们的目的.....除了成型有多种工艺路线,烧结过程也有许多,有带压的无压的,有氧化气氛的也有还原气氛烧结、还有牛掰的等离子烧结等等....

01、CIM的特征及工艺路线

在传统的机械加工技术中,对于复杂的零件,先成型出来,再雕刻雕刻,但这对于具有硬脆特性的陶瓷材料而言,显然不太合理,经过大尺度的“粗暴”机加工后,难保陶瓷材料会留下微裂纹,影响后续的产品稳定性。而采用陶瓷粉末注射成型技术(CeramicInjectionMoulding,简称CIM),可大批量的生产小型的、精密、三维形状复杂的特种陶瓷制件,且尺寸精度高,机加工量少,表面光洁,制备成本成本低,因而成为当今国际上发展*快、应用*广的陶瓷零部件精密制造技术。

陶瓷注射成型技术,是类似于20世纪70年代发展起来的金属注射成型(MIM)技术,它们均是粉末注射成型(PIM)技术的主要分支,均是在聚合物注射成型技术比较成熟的基础上发展而来的。如下是他的工艺流程。

流程简述:CIM的*步始于将超细陶瓷粉原料与聚合物粘合剂等助剂混合成原料,随后原料会塑化并在高压下注入模腔,成型后根据实际需求例如去除注射点或添加成型时无法实现的其他功能简单机加工过程,下一步是在炉子中进行排胶或采用化学试剂去除粘合剂,即脱脂工艺过程,脱脂后进入烧结流程,在此步骤中,陶瓷颗粒融合在一起并成为致密的特种陶瓷陶瓷组件,在这一阶段,陶瓷已经具有出色的陶瓷性能。*后根据产品指标要求,可进一步采取其他表面处理,例如抛光,喷砂和激光加工,以完成零件/产品的定制。

从上面的流程简述我们可以看到,CIM的流程其实挺繁琐的,但它的优势在于它能够一步一步地生产出形状复杂的零件,从而获取近净成形零部件。对于制取净成形零部件,陶瓷3D打印技术或许有*的话语权,但速度上,批量化生产上,CIM还是遥遥*的。

02、CIM陶瓷的应用领域

陶瓷注射成型使得制造复杂的几何形状在商业上可行,例如垂直孔,精密螺纹等陶瓷零件,这些特征以前使用其他传统生产技术太困难或昂贵。通过CIM技术,具有耐磨性和耐腐蚀性,优异的硬度,较高的机械强度和热稳定性的陶瓷材料为产品选材提供了更多丰富的想象。目前采用CIM技术制备出来的特种陶瓷产品可用于例如医疗设备,牙齿矫正,汽车,航空发动机,手表,真空应用,日用消费类产品以及更多应用可能性。

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