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Entformungskräfte von im Spritzguss gefertigter Keramikbauteile

, , , und . Beiträge zum 29. Stuttgarter Kunststoffkolloquium, 29, Seite 165-171. Institut für Kunststofftechnik, Universität Stuttgart, (2025)

Zusammenfassung

Das Ceramic-Injection-Molding (CIM) ist ein Verfahren zur Herstellung keramischer Bauteile mit ho- her geometrischer Komplexität. Eine besondere Herausforderung im CIM-Prozess sind die adhäsiven Entformungs- kräfte, die zu Bauteildefekten wie Rissen oder Verformungen führen, die oft erst nach dem energieintensiven Sin- terprozess sichtbar werden. In dieser Untersuchung wurde ein Messwerkzeug eingesetzt, um die adhäsiven Ent- formungskräfte unabhängig von Werkzeugbewegungen zu bestimmen. Zwei Feedstocks auf Al₂O₃-Basis mit unter- schiedlichen Bindersystemen (EnCeram und 83/83G) wurden getestet, wobei die Werkzeugoberflächen (geschlif- fen, erodiert und poliert) über Einsätze sowie die Werkzeugtemperatur variiert wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Entformungskräfte durch eine höhere Werkzeugtemperatur und eine rauere Werkzeugoberfläche (geschliffen oder erodiert) deutlich reduziert werden können. Die abrasive Eigenschaft des Feedstocks bzw. der Al₂O₃ Partikel führte bereits nach 750 Zyklen zu sichtbaren Veränderungen der Oberflächen, insbesondere bei erodierten Ober- flächen. Die Untersuchung bildet die Grundlage für zukünftige Analysen zur Oberflächengüte und inneren Defekten der finalen Keramikbauteile. Ceramic-Injection-Molding (CIM) is a process for producing ceramic components with high geometric complexity. A key challenge in the CIM process is the adhesive demolding forces which can lead to defects such as cracks or deformations that often only become apparent after the energy-intensive sintering process. In this study, a measurement tool was used to quantify adhesive demolding forces independently of tool movements. Two Al₂O₃-based feedstocks with different binder systems (EnCeram and 83/83G) were analyzed while varying tool surfaces (ground, eroded, and polished) by using inserts and tool temperatures. Results indicate that higher tool temperatures and a rougher mold surface (ground or eroded) significantly reduce demolding forces. The abrasive property of the feedstocks or the Al₂O₃ particles caused visible changes to the surfaces after only 750 cycles, particularly on eroded surfaces. This investigation serves as a basis for further analyses of surface quality and internal defects in finished ceramic components.

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