Moldagem por injeção em baixa pressão de peças complexas de cerâmicas avançadas produzidas com pós submicrométricos

Abstract

A moldagem por injeção em baixa pressão (MIBP) tem constituído, nos últimos anos, uma excelente alternativa para a produção de pequenos lotes de peças cerâmicas diversificadas e com formas complexas. Esta técnica de conformação é relativamente simples e barata, mas apresenta diversos problemas na etapa de extração dos ligantes, principalmente quando o pó cerâmico é muito fino e as peças possuem grande seção transversal. Neste trabalho é descrita uma metodologia específica para a produção de peças cerâmicas por moldagem por injeção a baixa pressão de alumina submicrométrica (0,4 mim), incluindo a formulação da mistura para injeção, bem como detalhes do processo de extração dos ligantes orgânicos utilizados na moldagem. Para o desenvolvimento deste processo fez-se necessário (i) entender melhor o processo de MIBP, (ii) desenvolver a formulação da mistura de pó cerâmico e aditivos orgânicos, (iii) confeccionar moldes adequados para a injeção a baixas pressões e (iv) otimizar os parâmetros de injeção. A metodologia desenvolvida neste trabalho, possibilita a confecção de peças cerâmicas complexas, com seção transversal relativamente grande, permitindo uma produção robusta de pequenos lotes de peças cerâmicas diversificadas com ótima qualidade e excelente reprodutibilidade.

Constante de mola de molas cerâmicas injetadas a baixa pressão

“…A injetora utilizada para MIBP foi uma Peltsman MIGL-33 (semi-automática) [14][15][16]. Ela consiste de um tanque, que se conecta com um tubo direcionado para uma matriz, ambos com sistema de controle de temperatura independente.…”

“…O molde é fixado na abertura do tubo de saída (também aquecido) e a moldagem ocorre com a injeção de ar comprimido sobre a mistura do tanque. O uso de ligantes baseados em ceras com baixo ponto de fusão e baixa viscosidade possibilita o emprego de baixas pressões (da ordem de centenas de kPa) para a injeção [14][15][16].…”

“…Estes componentes foram misturados por 20 h a 90 o C. Após, a mistura foi injetada em um molde metálico (a 50 o C), como o mostrado na Fig. 2, a 400 [14][15][16].…”

“…A queima procede neste ambiente até a temperatura de 250 ºC [14][15][16]. Assim que os ligantes orgânicos são extraídos, as peças são pré-sinterizadas, ao ar, até uma temperatura de 1000 ºC.…”

Colagem de barbotina de aluminas submicrométricas comerciais

“…Quando a água é absorvida pelo molde, ocorre a aproximação das partículas de pó, em suspensão na água, na superfície do molde. Após a formação da parede com a espessura desejada, o eventual excedente de barbotina pode ser drenado, deixando-se o que resta de água na parede formada ser absorvido pelo molde, quando então temos a peça a verde [2]. Entre as vantagens deste método temos a obtenção de formas relativamente complexas, com paredes finas e uniformes, economia em pequenas produções e moldes mais baratos.…”