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Low pressure injection moulding of aqueous ceramic suspensions

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Ceramiche migliori con lo stampaggio a iniezione a bassa pressione

I metodi tradizionali per la modellazione della ceramica tecnica implicano la deformazione di impasti di polvere contenenti liquidi organici pericolosi sotto forma di mezzi in sospensione. Lo stampaggio a iniezione acquosa ha fornito ai partner del progetto AQUIMCER una tecnologia ecocompatibile che riduce notevolmente i requisiti di legante.

Tecnologie industriali

Attualmente, lo stampaggio a iniezione che adopera materiali in polvere è impiegato per la produzione di componenti complessi per uso industriale. Tuttavia, i campi di applicazione delle parti stampate realizzate da polvere ceramica non argillosa sono stati progressivamente ampliati, dal settore automobilistico e della meccanica di precisione fino all'industria della porcellana. Quando viene utilizzato con materiali ceramici non argillosi, lo stampaggio a iniezione a bassa pressione generalmente implica il successivo mescolamento, evaporazione e decomposizione termica della miscela di polvere contenente piccoli quantitativi di additivi in gel. Questi additivi non contaminanti, che possono formare un gel uniforme con il raffreddamento della sospensione ceramica calda, sono simili a quelli impiegati nell'industria alimentare. Nel corso del progetto AQUIMCER sono stati compiuti notevoli passi in avanti nella preparazione di sospensioni acquose stabili di polveri ceramiche non argillose, con un elevato contenuto di particelle solide mai raggiunto prima. In particolare, il carico solido delle sospensioni acquose di polveri di ossido di alluminio (Al2O3) è stato incrementato del 96%. D'altra parte, l'utilizzo di polveri fini di Al2O3 con particelle di dimensioni inferiori al micrometro (μm) ha garantito un grado di usura limitato durante la lavorazione. La ricerca condotta in Italia da Ceramica Industriale F.E.R. partner del progetto, ha dimostrato in maniera definitiva il potenziale di evaporazione rapida delle sospensioni acquose di Al2O3, lasciando quantità minime di residui carboniosi. L'adesione tra l'additivo legante e le particelle di polvere è stato così elevato che le forze centrifughe generate durante il processo di iniezione non hanno causato la separazione dei due componenti. La limitata viscosità di queste sospensioni, a sua volta, ha contribuito a ridurre il numero e le dimensioni dei difetti, e la distorsione della forma durante la sinterizzazione. In virtù delle buone caratteristiche dello stampaggio a iniezione e la sinterizzazione isotropica ottenuta per ceramiche di allumina rendono possibile l'applicazione di questa interessante tecnologia di modellazione a polveri ceramiche non ossidi, ad esempio il nitruro di silicio (SI3N4).

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