Keramik-Spritzguss
Keramikspritzguss (CIM) ist ein Herstellungsverfahren, bei dem Keramikpulver mit einem Kunststoffbindemittel kombiniert wird, um durch Spritzguss Teile mit einer bestimmten Festigkeit und Dichte herzustellen.
Die Keramikspritzgusstechnologie (CIM) ähnelt der Metallspritzgusstechnologie (MIM) der 1970er Jahre. Ihr Hauptzweig ist die Pulverspritzgusstechnologie (PIM), die auf der Grundlage der Polymerspritzgusstechnologie eine ausgereiftere Entwicklung aufweist. Da sie komplexe Formen, hohe Maßgenauigkeit, geringen Bearbeitungsaufwand und eine hohe Oberflächengüte ermöglicht, ist sie für die Massenproduktion geeignet und kostengünstig. Daher ist sie heute die am schnellsten wachsende und am weitesten verbreitete Präzisionsfertigungstechnologie für Keramikteile und -komponenten auf internationaler Ebene. Diese Keramikherstellungstechnologie wird insbesondere bei der Herstellung von Aluminiumoxidkeramik eingesetzt.
Keramikspritzguss ist die Kombination zweier etablierter Technologien: Kunststoffspritzguss und Pulvermetallurgie. Das CIM-Verfahren führt zu komplex geformten Keramikkomponenten, die den vielfältigen Anforderungen von Unternehmen gerecht werden.
Zirkonoxidkeramik, auch als ZrO2-Keramik oder Zirkoniakeramik bekannt, verfügt über hervorragende Eigenschaften wie hohe Schmelz- und Siedepunkte, hohe Härte und Isolierung bei Raumtemperatur, während sie bei hohen Temperaturen Leitfähigkeit aufweist.
Futterzubereitung: Mischen, Trocknen und Granulieren geeigneter organischer Träger (organische Substanzen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Funktionen) mit Keramikpulver bei einer bestimmten Temperatur, um Futter für die Injektion zu erhalten;
Spritzguss: Die gemischte Spritzgussmischung wird in der Spritzgussmaschine erhitzt und in eine viskose Schmelze umgewandelt, bei hoher Geschwindigkeit unter einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck in die Metallform gespritzt, abgekühlt und in die gewünschte Form des Rohlings verfestigt und dann entformt;
Entfetten: Durch Erhitzen oder andere Methoden werden die organischen Stoffe im Spritzgussrohling entfernt;
Sintern: Der entfettete Keramikblock wird bei hoher Temperatur verdichtet und gesintert, um dichte Keramikteile mit der gewünschten Erscheinungsform, Maßgenauigkeit und Mikrostruktur zu erhalten.
Mit der steigenden Marktnachfrage und den Kundenbedürfnissen wächst die Palette der bei DYT verfügbaren Materialien stetig.
Dazu zählen hochreine Oxide und Carbide wie Aluminiumoxid und Zirkonoxid, WC und SiC sowie gehärtetes Aluminiumoxid und stabilisiertes Zirkonoxid.
Keramische Werkstoffe: Al2O3, ZrO2
| Material | Kragen | Dichte (g/cm³) | Härte (HV10) | Biegefestigkeit/Mpa | Bruchzähigkeit (Mpa/m1/2) | Relative Permittivität | Wärmeleitfähigkeit (W/m·K) | Hohe Temperaturbeständigkeit (Emp./℃) |
| ZrO2 | Anpassbar | 5.9~6.1 | 1150~1400 | 700~1300 | 5~15 | 25~35 | 2~8 | 1000 |
| 95# Al2O3 | Anpassbar | 3.4~3.6 | 1600~1800 | 300~400 | 2~4 | 8~10 | 18~25 | 1500 |
| 99# Al2O3 | Anpassbar | 3.7~4.0 | 1800~2100 | 350~450 | 2~4 | 8~10 | 25~35 | 1600 |
Eigenschaften von Keramik-Spritzgussmaterialien
Außergewöhnliche hautfreundliche Ästhetik
Die geringe Wärmeleitfähigkeit gewährleistet einen angenehmen Hautkontakt (kein Kälte-/Wärmegefühl) und verhindert allergische Reaktionen, wodurch es sich ideal für tragbare Geräte und medizinische Anwendungen eignet.
Spiegelähnliche Politur durch Präzisionsveredelung mit PVD (Physical Vapor Deposition), die anpassbare Farben – von klassischem Weiß bis hin zu leuchtenden Metallictönen – für elegante Premium-Designs ermöglicht. Ungiftig, sicher und vielseitig
Zirkonoxidkeramik ist biokompatibel und inert und wird häufig in medizinischen und zahnmedizinischen Implantaten, mechanischen Komponenten, der Telekommunikation, Luxusaccessoires, der chemischen Verfahrenstechnik, neuen Energiesystemen und der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Ihre Anpassungsfähigkeit erstreckt sich auf anspruchsvolle Branchen, in denen Sicherheit und Haltbarkeit unverzichtbar sind. Überlegene mechanische Leistung
100% Kratz-/Verschleißfestigkeit mit einer Rockwell-Härte von ~85HRA (doppelt so hart wie Saphir).
Außergewöhnliche Biegefestigkeit (bis zu 1.200 MPa) und Zähigkeit (4–10 MPa·m½), die spröde Alternativen übertrifft und gleichzeitig die Präzision eines leichten Werkstoffs beibehält. Verbesserte elektrische Leitfähigkeit
3x höhere elektrische Leitfähigkeit als Saphir, ermöglicht überlegene Signalempfindlichkeit und keine Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen (EMI) – entscheidend für 5G-Antennen, kabellose Ladespulen und Sensorintegration in Smartphones und Wearables. Kostengünstige Präzisionsbearbeitung
Erreicht eine Maßgenauigkeit von ±0,002% (Präzision im Mikrometerbereich) durch fortschrittliches Formen und Sintern bei Produktionskosten von einem Viertel der Kosten von Saphir – und liefert so Luxusqualität im großen Maßstab.
Vorteile des Keramikspritzgusses
Einige CIM-Vorteile sind:
- Komplexe Komponenten.
- Bietet einzigartige, wirtschaftliche Lösungen für immer strengere Anforderungen an Material- und Produktdesign.
- Hervorragende Wiederholbarkeit von Charge zu Charge und Prozessfähigkeiten mit einer Toleranz von +/-0,5%.
- Hohe Oberflächenqualität ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Nachbearbeitungsprozesse.
- Überlegene Materialleistung, hohe Härte und mechanische Festigkeit, verschleiß-, korrosions- und witterungsbeständig, formstabil, hohe Arbeitstemperatur und guter elektrischer Isolator.
- Kann für metallisierte Anwendungen verwendet werden.
Keramik-Spritzgussteile finden in zahlreichen Branchen Anwendung, da sie sich in komplexe Geometrien unter Beibehaltung einer gleichbleibenden Qualität verwandeln lassen.
Die Anwendungsmöglichkeiten des CIM-Verfahrens sind nahezu unbegrenzt. Da Keramik eine hohe Biegefestigkeit, Härte und chemische Beständigkeit aufweist, entstehen äußerst korrosionsbeständige, verschleißfeste und langlebige Produkte. Keramikprodukte finden Anwendung in elektronischen Baugruppen, Werkzeugen, optischen und zahnmedizinischen Anwendungen sowie in der Telekommunikations-, Instrumenten-, Chemie- und Textilindustrie.
Keramik-Spritzguss – Anwendungen für medizinische Geräte
Aufgrund der keramischen Materialeigenschaften bieten CIM-Komponenten eine hohe Härte, ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Biokompatibilität, wodurch sie sich als Implantate und für den Einsatz in kieferorthopädischen Anwendungen eignen.
Keramik-Spritzguss – Anwendungen in der Unterhaltungselektronik
Typische normale Anwendungen sind Keramikkondensatoren, Wärmeisolatoren, Ferrulen für Glasfaserkabel.
Keramik-Spritzguss – Automobilanwendungen
Typische normale Anwendungen sind Keramikscheiben, Keramik-Batteriekappen, Keramikdichtungen für E-Bike-/Fahrradbremssysteme.
Zukünftige Anwendungsszenarien des Keramikspritzgusses
Medizinisch: Biokompatible Zahnkronen und Hüftimplantate, die die natürliche Knochendichte nachahmen.
Technik: Kratzfeste Smartphone-Rückplatten mit Kompatibilität zum kabellosen Laden (z. B. Xiaomis Mi Mix Alpha).
Luxus: Hypoallergener Schmuck, der ein Leben lang hell und glatt bleibt.
Luft- und Raumfahrt: Hitzebeständige Komponenten für Düsentriebwerke, die ihren Schmelzpunkt von 2.700 °C ausnutzen.
Keramikspritzguss (CIM) bietet gegenüber herkömmlichen Verfahren zahlreiche Vorteile und ist daher ein unverzichtbares Verfahren für Branchen wie die Automobilindustrie, die Medizintechnik und die Unterhaltungselektronik, die hochwertige Keramikteile benötigen. Diese Hochleistungskeramiken bieten Flexibilität, Materialfestigkeit und Kosteneffizienz und sind daher die erste Wahl für Hersteller.
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