Erfahrungen zum Einsatz von niedrigviskosen Bindersystemen beim Spritzgießen von keramischen Mikrobauteilen

Inhalt:
Um eine zuverlässige Entformung von mikrostrukturierten Kavitäten zu gewährleisten, wird beim keramischen Spritzgießen (Ceramic injection molding, CIM) häufig besonderer Wert auf die Verwendung von Feedstocks mit hoher Grünfestigkeit gelegt. Die damit einhergehende Abnahme der Fließfähigkeit der Feedstocks kann aber zu Schwierigkeiten bei der Befüllung von Mikrokavitäten führen. Korrigierende Maßnahmen, wie die Erhöhung der Prozesstemperaturen oder die Einführung von Variothermprozessen bewirken die Degradation der Binder oder resultieren in unwirtschaftlichen Prozesszeiten. Durch geeignete Thermoplasten, die Verwendung von Wachs oder Paraffin als Binderkomponenten oder durch die Dispergierung der Pulver in Reaktionsharzen lassen sich Fließfähigkeit und Feedstockhomogenität verbessern. Auf diese Weise lassen sich auch feinste Strukturen bei isothermer Prozessführung mit kurzer Zykluszeit abformen. Durch die geschickte Auswahl von Binderkomponenten oder eine angepasste Prozessführung kann zudem eine ausreichende Entformbarkeit der Mikrobauteile sichergestellt werden. Zusätzlich zur verbesserten Formbefüllung bieten niedrigviskose Feedstocks häufig auch Vorteile im Entbinderungsverhalten, da sich ein Teil der Komponenten durch Löse- oder Ausschmelzprozesse bereits entfernen lässt, bevor die kritische pyrolytische Entbinderung beginnt. Weitere Vorteile sind der reduzierte Formverschleiß, wodurch sich eine vereinfachte Werkzeugfertigung ergibt, die sogar zur wirtschaftlichen Prototypen- und Kleinserienfertigung in niedrigfesten, aber leicht zu strukturierenden Werkzeugmaterialien genutzt werden kann.