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Low pressure injection moulding of aqueous ceramic suspensions

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Céramiques de pointe pour moulage par injection à basse pression

Les méthodes traditionnelles de mise en forme de céramiques font appel à la déformation de suspensions de poudres dans un liquide organique dangereux pour l'environnement. Les partenaires du projet AQUIMCER, quant à eux, ont proposé le moulage par injection en suspension aqueuse, une technologie qui respecte l'environnement et réduit fortement les besoins en liant.

Technologies industrielles

Aujourd'hui, le moulage par injection de poudres sert principalement à la fabrication de composants complexes pour un usage industriel. Cependant, le domaine d'application des pièces moulées à partir de poudres de céramiques non-argileuses s'est progressivement élargi depuis l'automobile et l'ingénierie de précision vers le secteur de la porcelaine. Avec des céramiques non argileuses, le moulage par injection à basse pression implique successivement de mélanger la poudre contenant une petite quantité d'additifs gélifiants, puis de l'évaporer et de la décomposer par la chaleur. Ces additifs non dangereux peuvent former un gel consistant en refroidissant la suspension de céramiques. Ils sont semblables à ceux qu'utilise le secteur de l'alimentation. Le projet AQUIMCER a réalisé des progrès considérables dans la préparation de suspensions aqueuses stables de poudres céramiques non-argileuses, avec un taux sans précédent de particules solides. C'est ainsi que la charge solide brute de suspensions aqueuses de poudres d'alumine (Al2O3) est passée à 96%. D'autre part, l'utilisation de poudres d'alumine aux particules très fines (moins d'un micromètre) réduit l'usure de l'équipement de préparation et d'injection durant le traitement des matériaux en poudre. Les travaux de Ceramica Industriale F.E.R. en Italie, un partenaire du projet, ont prouvé le potentiel d'évaporation rapide des solutions aqueuses d'alumine colloïdale, en laissant le minimum de résidus carboné. L'adhésion entre le liant et les particules de la poudre s'est révélée aussi élevée que possible de sorte que les forces centrifuges résultant de l'injection n'ont pas conduit à séparer les deux composants. En outre, la faible viscosité de ces suspensions participe à réduire le nombre et la taille des défauts ainsi que le mode de déformation lors du frittage. Les bonnes caractéristiques résultant de ce moulage par injection des céramiques d'alumine, ainsi que le frittage isotrope qui en résulte, font que cette technologie de mise en forme convient tout particulièrement aux poudres de céramiques qui ne sont pas des oxydes, comme le nitrure de silicium (Si3N4).

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