Efeito do processamento em misturas de alumina/ligantes orgânicos usadas na moldagem por injeção em baixa pressão

Abstract

A moldagem por injeção em baixa pressão (MIBP) é uma técnica que já vem sendo empregada na produção de peças cerâmicas com formas e geometrias complexas. A homogeneidade da mistura de ligantes orgânicos e pós cerâmicos é um fator determinante que deve ser controlado para minimizar a formação de imperfeições no processamento de feedstocks para MIBP. Defeitos típicos de processamento por MIBP, como bolhas de ar e aglomerados, geram gradientes de densidade nas misturas que, após conformação, possuem poucas possibilidades de remoção. Essas imperfeições comprometem o desempenho dos produtos obtidos por essa técnica. Este trabalho está focado na avaliação dessas heterogeneidades e como elas podem ser correlacionadas com a variação da densidade aparente e com o comportamento reológico dessas misturas. Para tanto, aluminas submicrométricas, como recebida e desaglomerada, foram adicionadas a uma mistura fundida de ligantes a base de parafinas, ceras e aditivos e processada em dois tipos diferentes de misturadores, com e sem o auxílio de vácuo. Foi observada a presença de aglomerados existentes na alumina como recebida, possivelmente gerados durante a etapa de calcinação. Também foi observado que o tipo de misturador e a aplicação ou não de vácuo durante a etapa final do processamento têm grande influência no tempo de mistura necessário para reduzir a viscosidade do feedstock para a injeção.

Influência da cera de carnaúba no comportamento reológico de misturas usadas na moldagem por injeção em baixa pressão

“…Aglomerados de pó aumentam a viscosidade da suspensão, devido ao aprisionamento do meio líquido dentro dos aglomerados, através da redução da fração do volume livre do meio que é necessário para a suspensão fluir [16][17][18]. Uma formulação para MIBP, já utilizada em trabalhos anteriores [2,3,[18][19][20][21][22], tem sido utilizada durante muitos anos com relativo sucesso, mas nunca chegou a ser estudada em relação ao efeito da cera de carnaúba sobre a viscosidade desta suspensão. Portanto, neste trabalho, a cera de carnaúba foi analisada com relação ao seu comportamento reológico em diferentes concentrações no feedstock.…”

“…Para destruir os aglomerados do pó, a alumina foi desagregada em água em um moinho de esferas com revestimento do moinho e esferas de alumina [18]. O tempo de desagregação foi de 24 h, a 32 rpm, com 80% do volume do moinho ocupado por esferas, pó e água destilada e deionizada [18]. A seguir o pó foi seco a 100 o C/24 h em estufa e novamente desaglomerado, desta vez manualmente em almofariz.…”

“…A mistura de alumina e VO para a injeção foi preparada diretamente no tanque da injetora (Peltsman MIGL-33, Minneapolis, MN, EUA), com 86% em peso de alumina e 14% em peso de VO (~41,7%vol.) [18]. O veículo orgânico empregado é composto por cera de parafina, cera de carnaúba (0 a 15% em peso do VO), cera de polietileno e ácido oleico, conforme Tabela I [2,3,[18][19][20][21][22], Após ter sido seco a 120 o C/3 h, o pó cerâmico foi adicionado no VO fundido [18].…”

“…[18]. O veículo orgânico empregado é composto por cera de parafina, cera de carnaúba (0 a 15% em peso do VO), cera de polietileno e ácido oleico, conforme Tabela I [2,3,[18][19][20][21][22], Após ter sido seco a 120 o C/3 h, o pó cerâmico foi adicionado no VO fundido [18]. O VO foi fundido dentro do tanque da própria injetora previamente aquecida a 90 o C e o pó ainda quente foi adicionado lentamente em alíquotas sob agitação constante.…”