Was ist Aluminiumoxid-Keramik-Spritzgussverfahren

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Keramik-Spritzgießen (CIM) ist eine fortschrittliche keramische Formgebungstechnologie, die Kunststoffspritzguss und pulvermetallurgische Verfahren zur effizienten und präzisen Herstellung komplex geformter Aluminiumoxid-Keramikteile kombiniert. Diese Technologie ist in Bereichen wie Elektronik, Gesundheitswesen, Luft- und Raumfahrt, Automobilbau und Industrieanlagen weit verbreitet, insbesondere für die Herstellung hochpräziser, hochfester und hochtemperaturbeständiger Keramikkomponenten.

Überblick über das Spritzgießverfahren für Aluminiumoxidkeramiken
Das Spritzgussverfahren für Aluminiumoxid-Keramik umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:
(1) Vorbereitung von Rohstoffen
-Mischen Sie hochreines Aluminiumoxidpulver (Al ₂ O3, normalerweise mit einer Reinheit von 90%~99,9%) mit organischen Bindemitteln (wie Paraffin, Polyethylen, Polypropylen usw.) in einem bestimmten Verhältnis, um ein einheitliches Material zu erhalten.
-Zufuhrmaterial muss eine gute Fließfähigkeit und Plastizität aufweisen, um einen reibungslosen Ablauf des anschließenden Spritzgießens zu gewährleisten.
(2) Spritzgießen
-Erhitzen des Ausgangsmaterials bis zum Schmelzzustand (normalerweise 150-200 ℃) und Einspritzen in eine Präzisionsform unter hohem Druck (50-200 MPa), um den gewünschten Grünkörper zu formen.
-Dieses Verfahren ähnelt dem Kunststoffspritzguss und kann Keramikteile mit komplexen Formen und präzisen Abmessungen effizient herstellen.
(3) Entbinden
-Durch Verfahren wie thermische Entfettung, Lösungsmittelentfettung oder katalytische Entfettung wird das organische Bindemittel im Grünling entfernt, so dass nur das Aluminiumoxidgerüst übrig bleibt.
Der Entfettungsprozess erfordert eine strenge Temperatur- und Zeitkontrolle, um Risse oder Verformungen des Knüppels zu vermeiden.
(4) Sintern
-Sintern des entfetteten Körpers bei hoher Temperatur (1500-1700 ℃), um die Tonerdepartikel zu verdichten und hochfeste keramische Komponenten zu bilden.
-Die Dichte der gesinterten Aluminiumoxidkeramik kann über 95% der theoretischen Dichte erreichen, mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und hoher Temperaturbeständigkeit.

Welche Probleme können durch Spritzgießen von Aluminiumoxid-Keramik gelöst werden?
Im Vergleich zu den traditionellen keramischen Formgebungsverfahren wie Trockenpressen, isostatisches Pressen und Spritzgießen hat das Spritzgießen von Aluminiumoxid-Keramik erhebliche Vorteile und kann die folgenden Hauptprobleme lösen:
(1) Schwierigkeiten bei der Bildung komplexer geometrischer Formen
-Problem: Mit herkömmlichen keramischen Formgebungsverfahren lassen sich komplexe Strukturen wie dünne Wände, unregelmäßige Formen, Mikroporen, Fäden usw. nur schwer herstellen.
-Lösung: Mit der CIM-Technologie können komplexe Strukturen wie beim Kunststoffspritzguss geformt werden, die sich für elektronische Präzisionsbauteile, medizinische Implantate usw. eignen.
(2) Hohe Anforderungen an Präzision und Konsistenz
-Problem: Die traditionelle Handwerkskunst hat eine geringe Maßgenauigkeit (in der Regel ± 1%) und eine schlechte Chargenstabilität.
-Lösung: Die CIM-Formgenauigkeit kann ± 0,1%~0,3% erreichen, mit guter Wiederholbarkeit, geeignet für hochpräzise Anwendungen wie Halbleiterverpackungen, Glasfaseranschlüsse, etc.
(3) Produktionseffizienz und Kostenoptimierung
-Problem: Herkömmliche Formgebungsverfahren (z. B. isostatisches Pressen) haben lange Produktionszyklen und eignen sich nicht für die Herstellung in großem Maßstab.
-Lösung: Mit CIM kann eine automatisierte Produktion erreicht werden, bei der mehrere Teile auf einmal geformt werden, was die Stückkosten erheblich senkt.
(4) Anforderungen an Materialabfälle und Nachbearbeitung
-Problem: Herkömmliche Verfahren (wie die mechanische Bearbeitung) haben eine geringe Materialausnutzung und hohe Nachbearbeitungskosten.
-Lösung: CIM Near Net Shape reduziert den Materialabfall und senkt den Nachbearbeitungsbedarf.
(5) Die Nachfrage nach Hochleistungskeramiken
-Problem: Gewöhnliche keramische Formgebungsverfahren können hohe Festigkeit, hohe Verschleißfestigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit nur schwer miteinander in Einklang bringen.
-Lösung: Die durch CIM hergestellten Aluminiumoxidkeramiken haben eine hohe Dichte, eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit (Biegefestigkeit von 300-400 MPa), Härte (HV 1500-1700) und Temperaturbeständigkeit (bis zu 1800 ℃).

3. Anwendungsbereiche des Aluminiumoxid-Keramik-Spritzgießens
   Aufgrund der hohen Präzision, der Effizienz und der komplexen Formgebungsmöglichkeiten der CIM-Technologie ist ihr Anwendungsbereich breit gefächert und umfasst hauptsächlich folgende Bereiche:
   (1) Elektronik und Halbleiter
   Keramisches Substrat, Isolierring, Verpackungshülle (z. B. LED, IC-Verpackung).
   -Sensorkomponenten, piezoelektrische Keramikelemente.
   (2) Medizinische und zahnmedizinische Versorgung
   Künstliche Gelenke (z. B. Hüft- und Kniegelenke).
   -Zahnimplantate, chirurgische Instrumente.
   (3) Industrie und Automobilindustrie
   -Verschleißfeste Düsen, Lager, Schneidwerkzeuge.
   -Automobilsensoren, Komponenten von Turbinenrotoren.
   (4) Luft- und Raumfahrt und Energie
   -Hochtemperaturbeständige Turbinenschaufeln und Raketendüsen.
   Brennstoffzellen-Separatoren, Komponenten für die Kernindustrie.

Das keramische Aluminiumoxid-Spritzgießen (CIM) ist eine effiziente und präzise fortschrittliche Fertigungstechnologie, die die Probleme herkömmlicher keramischer Gussverfahren bei komplexen Strukturen, hoher Präzision und Massenproduktion lösen kann. Mit der kontinuierlichen Optimierung der Technologie wird CIM eine immer wichtigere Rolle in Bereichen wie Elektronik, Gesundheitswesen, Automobilbau, Luft- und Raumfahrt usw. spielen und die breite Anwendung von Hochleistungskeramikkomponenten fördern.

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