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KERAMISCHES SPRITZGIEßEN


Keramisches Spritzgießen (CIM, Ceramic Injection Moulding) ist ein Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von geometrisch komplexen keramischen Produkten mit engen Maßtoleranzen ohne Nachbearbeitung. Für das keramische Spritzgießen werden entsprechend angepasste Spritzgießmaschinen für thermoplastische Werkstoffe eingesetzt. Die Bauart der Spritzgussformen, sowie Auslegungsregeln für Produkte, die in diesem Verfahren hergestellt werden, sind ebenfalls gleich wie bei Kunststoffen.

Im Spritzgussverfahren kommt ein Granulat zum Einsatz, das aus Keramikpulver mit Zugabe von Plastifizierungsmittel zum guten Gießverhalten bei einer Temperatur von 150 - 170° C besteht. Es können beinahe beliebige Keramikwerkstoffe eingesetzt werden. Bei INCERAMICS S.A. werden die Produkte standardmäßig aus Keramik mit hohem Korundanteil sowie Zirkondioxidbaukeramik hergestellt. Wir verwenden umweltfreundliche Spritzgusszusammensetzungen, bei denen ca. 50% des Plastifizierungsmittels im Wasserbad entfernt wird.

Beim regelrechten Ablauf des Fertigungsprozesses können Masstoleranzen von +/- 0,03 mm und Wandstärken-Toleranzen von +- 0,01 mm erreicht werden.

In der Praxis ist keine Nachbearbeitung erforderlich. Produktoberflächen sind plan und glatt, die Kanten glatt und scharf. Endprodukte können nur mit Diamantwerkzeugen bearbeitet werden.

Grundsätzlich kann in jeder Stufe des Fertigungsprozesses bei Bedarf die übliche zerspanende Bearbeitung wie Drehen, Fräsen bzw. Schleifen der Keramikwerkstücke erfolgen.



Die Hauptparameter von ausgewählten Keramikbaustoffen:

1) Tonerde Al2O3 - hoher Härte, Kratzfestigkeit und Wärmewiderstand:

Biegefestigkeit: 300 - 380 MPa
Druckfestigkeit: 2600 MPa
Höchste Betriebstemperatur: 1750° C

2) Teilweise stabilisiertes Zirkondioxid ZrO2-Y2O3 - von hoher Platzfestigkeit, guten Gleiteigenschaften und hoher Biegeresistenz:

Biegefestigkeit: up to 1000 MPa
Druckfestigkeit: up to 4500 Mpa
Höchste Betriebstemperatur: 1500° C

3) Vollstabilisiertes Zirkondioxid ZrO2-Y2O3 - von selektiver Ionenleitfähigkeit und einwandfreien Resistenz auf hohe Temperaturen:

Biegefestigkeit: 200 MPa
Druckfestigkeit: 2000 MPa
Höchste Betriebstemperatur: 2200° C


4) Zirkondioxid-Aluminiumoxides Komposit von speziellen thermomechanischen Eigenschaften: große Temperaturwechselbeständigkeit, Verbindung von hoher mechanischer Resistenz mit hoher Härte.





Eigenschaften von ausgewählten Keramikwerkstoffen

MechanischeMaßeinheitAl2O3 94%Al2O3 96%Al2O3 99,5%Teilweise stabilisiertes
ZrO2, Y2O3
Dichtigkeitg/cc3,693,723,896
Durchlässigkeit%0000
Färbung-weißweißelfenbeinfarbenelfenbeinfarben
BiegefestigkeitMPa330345379900
ElastizitätsmodulGPa300300375200 - 270
SchubmodulGPa12412415285
KompressionsmodulGPa165172228-
Querdehnungszahl-0,210,210,220,23
DruckfestigkeitMPa2100210026003900
Härtekg/mm21175110014401300
Bruchwiderstand MPa3,53,5413
Höchste Betriebstemperatur:°C1700170017501500
Thermische
WärmeleitfähigkeitW/m*°K1825352
Wärmeausdehnungskoeffizient10-6/°K8,18,28,410,3
EigenwärmeJ/kg*°K880880880400
Electrische
Durchschlagfestigkeitac-kv/mm16,714,616,99
Dielektrizitätskonstante@1MHz9,19,09,829
dielektrischer Verlustfaktor@1kHz0,00070,00110,0002-
spezifischer Durchgangswiderstand
(20°C)
ohm*cm>1014>1014>1014>1010

Eigenschaften von ausgewählten Keramikwerkstoffen: PDF-Download.


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