Prozeßanalyse beim Keramikspritzgießen

Stefanie Nickel

Unter Keramikspritzgießen wird ein vierstufiger Prozeß verstanden, bei dem zunächst das Keramikpulver mit einem thermoplastischen Binder aufbereitet und auf der Spritzgießmaschine verarbeitet wird. Der Binder wird in einem ersten Wärmebehandlungsschritt ausgetrieben. In dem zweiten Wärmebehandlungsschritt, dem Sintern, entsteht das Fertigteil. In der industriellen Fertigung sind nach wie vor relativ hohe Ausschußraten zu verzeichnen, die auf die hohe Anzahl bisher nicht systematisch untersuchter Einfluß- und Störgrößen zurückzuführen sind. In diesem Buch werden die wichtigsten Einfluß- und Störgrößen beschrieben, Möglichkeiten zur Charakterisierung der Qualität der Zwischenprodukte aufgezeigt und ein Qualitätssicherungskonzept hinsichtlich seiner Anwendbarkeit auf das Keramikspritzgießen überprüft.
Das aufbereitete Granulat wurde mit Hilfe der schergeschwindigkeits- und zeitabhängigen Viskosität hinsichtlich des Fließverhaltens und der Homogenität charakterisiert. Die Einflußgrößen des Spritzgießprozesses auf die Qualitätsmerkmale Schwindung und Dichte des Fertigteils sind die Werkzeug- und die Massetemperatur. Feuchtigkeit und Metalleinschlüsse stellen Störgrößen dar, die Blasen und Risse in dem Braunling hervorrufen und die mechanischen Eigenschaften verschlechtern. Relativ große Poren verursachen eine Abnahme der Festigkeit, jedoch keine Änderung der Steifigkeit. Diese z.T. bereits in dem Grünling auftretenden Fehler können mit Hilfe der Ultraschallanalyse detektiert werden. Mit dem beim Kunststoffspritzgießen bereits eingeführten Qualitätssicherungskonzept, dem “Robusten Betriebspunkt”, konnten die relevanten Einflußgrößen des Spritzgießprozesses sowohl auf die Fertigteileigenschaften als auch auf deren Streuung bestimmt werden.