Pulverspritzgießen

Stichpunkte

Allgemein
	Unter Pulverspritzgießen (PIM Powder Injection Molding)versteht man die Anwendung des weitverbreiteten Verfahrens Spritzgießen als neuen Formgebungsprozess
	in Metallpulverspritzgiessen (MIM => Metal Injection Molding) und Ceramikpulverspritzgiessen (CIM => Ceramic Injection Molding)
	Das Pulverspritzgiessen wird nochmal untergliedert in zwei Fertigungsmethoden
	Dieser Hierdurch ist es möglich für größere Stückzahlen und/oder technisch anspruchsvolle Teile (auch im Mikrobereich) ein effizientes Fertigungsverfahren mit ausgezeichneten Toleranzeinhaltungen zu verwirklichen
	sind durch den gut reproduzierbaren Prozess sehr genaue und filigrane Bauteile herstellbar
	Obwohl der Schwund beim Pulverspritzgießen bei einer Größenordnung von 20-30% liegt (dies ist Korngrössen abhänig)
	Am häufigsten werden Keramik- und Hartmetallwerkstoffe eingesetzt
	Der Gesamt-Prozess läuft in vier Stufen ab: Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
	"Verbergen") 1 Materialaufbereitung 2 Formgebung 3 Entbinderung 4 Sinterung [Bearbeiten]
Materialaufbereitung
	Bei der Herstellung von Pulverspritzgießmassen wird mit verschiedenen Bindersystemen gearbeitet
	Man versucht Keramik- oder Metallpulver für Spitzgissmaschinen zu homogenisieren
	Ziel der Aufbereitung ist die Ummantelung (Agglomeration) aller Pulverpartikel mit dem Bindersystem
	Die Pulverspritzgießmassen werden als "Feedstock" bezeichnet. - Binder der ersten Generation basierten auf Polyolefin-Wachsmischungen
	Durch langsames Erwärmen wurde das Wachs aus dem Grünling ausgeschmolzen
	Insbesondere im Schmelzbereich der Wachse muss extrem langsam aufgeheizt werden um das Bauteil bei der Verflüssigung durch die Volumenzunahme nicht zu zerstören
	In Abhängigkeit von der Wandstärke konnte dieser Schritt mehrere Tage in Anspruch nehmen
	Oft ist die Entbinderung der zeitbestimmende Schritt der ganzen Prozesskette und blockiert teure Ofentechnik. - Eine Weiterentwicklung waren teillösliche Systeme
	Hier kann ein Teil des Binders in organischen Lösungsmitteln herausgelöst werden
	die Lösungsmittel im Kreislauf zu führen
	Nachteilig sind oft ökologische Aspekte weshalb man bemüht ist
	Eine Verbesserung stellt die Verwendung von Polyalkoholen oder Polyvinylalkoholen dar welche wasserlöslich und biologisch abbaubar sind
	Vor dem Sintern müssen die Braunlinge vorgetrocknet werden. - Es gibt Bindersysteme die beruhen auf katalytischen Abbau vom Polyoxymethylen (POM) durch starke Säuren
	Die Polymerketten werden von den Enden her depolymerisiert und zu Formaldehyd abgebaut
	Es handelt sich um einen fest-gasförmig-Phasenübergang
	Der Vorgang erfolgt strikt von außen nach innen was eine beschädigungsfreie Entbinderung gewährleistet
	Auch der Entbinderungsfortschritt ist mit 1-3mm/h sehr hoch und hängt von der Porengröße (bzw
	Pulverpartikelgrößenverteilung od
	Körngrösse) und der Wanddicke (Diffusionsweg der Abbauprodukte aus dem Bauteil) ab
	Nachteilig ist
	dass spezielle Ausrüstungen aufgrund der Verwendung konzentrierter Säuren und zur Nachverbrennung des Formaldehyds erforderlich sind. [Bearbeiten]
Formgebung
	Der Feedstock wird in meist modifizierten Spritzgießmaschinen verarbeitet
	Die Massen werden in flüssigkeitstemperierte (Wasser oder Öl) Werkzeuge eingespritzt
	Nach der Restkühlzeit werden die Bauteile (sog. "Grünlinge") aus dem Werkzeug entformt. [Bearbeiten]
Entbinderung
	Es gibt unterschiedliche Bindersysteme welche ebenso unterschiedliche Entbinderungsprozesse benötigen
	katalytischen oder Wasserentbinderung
	Man spricht hier von der thermischen
	Nach der Entbinderung erhält man den sog. "Braunling"
	und sollten in dafür vorgesehene Palettiersysteme abgelgt werden. [Bearbeiten]
	Diese sind sehr porös
Sinterung
	Nach der Entbinderung werden die Braunlinge durch einen weiteren thermischen Prozess verdichtet
	Dieser Prozess zum Erreichen der Material-Endeigenschaften wird als "Brennen" bzw. "Sintern" bezeichnet.

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