¿Qué es el material aglutinante?
En el moldeo por inyección de metal, el aglutinante juega un papel crucial. Los aglutinantes suelen estar compuestos por una mezcla de varios polímeros, incluida una fase principal y varias fases de aditivos (como dispersantes, estabilizadores y plastificantes). La función principal del aglutinante es aumentar la fluidez del polvo durante la inyección para facilitar el moldeo y proporcionar cierta resistencia a la pieza después del moldeo. Como componente intermedio, el aglutinante no sólo da forma al polvo metálico, sino que también mantiene su forma antes de que comience la sinterización. La mezcla del aglutinante con el polvo metálico crea una materia prima que se utiliza en el moldeo por inyección de metal. El aglutinante se elimina después del moldeo por inyección y antes de que comience la sinterización.
Y las propiedades finales tras la sinterización. Las propiedades del aglutinante afectan la distribución de las partículas metálicas, el proceso de moldeo por inyección, el tamaño de la pieza inyectada y las propiedades finales de la pieza sinterizada. La Tabla 4.1 resume las características de un sistema aglutinante ideal para moldeo por inyección de metal. El aglutinante y las partículas metálicas deben tener un ángulo de contacto pequeño, ya que un ángulo de contacto más pequeño permite que el aglutinante humedezca mejor la superficie del polvo, facilitando así la mezcla y el moldeo por inyección. El aglutinante y las partículas metálicas deben permanecer mutuamente inertes; es decir, el aglutinante no debería reaccionar con las partículas metálicas, y las partículas metálicas no deberían provocar que el aglutinante se polimerice o se degrade. La mezcla de aglutinante y polvo, es decir, la materia prima, debe cumplir diversos requisitos reológicos para moldear con éxito piezas libres de defectos. La viscosidad de la materia prima debe estar dentro de un rango razonable para garantizar un moldeo por inyección suave. Una viscosidad de la materia prima demasiado baja provocará una separación de fases entre el polvo y el aglutinante durante el moldeo, mientras que una viscosidad de la materia prima demasiado alta afectará el proceso de mezclado y moldeo por inyección. Además de requerir que la viscosidad de la materia prima esté dentro de un rango ideal durante el moldeo, también se requiere que la viscosidad de la materia prima aumente significativamente al enfriarse, lo que ayuda a que la preforma de inyección mantenga una cierta forma durante el enfriamiento.
Tabla 4.1 Características de los sistemas aglutinantes ideales para moldeo por inyección de metales
| Artículo | Características ideales |
|---|---|
| Interacción con el polvo | Pequeño ángulo de contacto, buen rendimiento de unión con polvo, sin reacción química con el polvo |
| Características de flujo | Baja viscosidad a la temperatura de moldeo, pequeño cambio de viscosidad durante el moldeo, rápido aumento de la viscosidad durante el enfriamiento, alta fluidez y capacidad de llenado |
| Propiedad de desvinculación | Descomposición gradual, diferentes temperaturas de descomposición para diferentes componentes del aglutinante, bajo contenido de carbono residual después de la desaglomeración, productos de descomposición no-tóxicos y no-corrosivos |
| Procesabilidad de fabricación | Fácil de obtener, bajo costo de producción, larga vida útil, seguro y respetuoso con el medio ambiente, sin degradación debido al calentamiento cíclico, alta resistencia y dureza, bajo coeficiente de expansión térmica, fácil de disolver en solventes comunes, alta lubricidad, sin ramificación de cadenas en moléculas, sin distribución orientada |
El aglutinante debe eliminarse rápidamente durante el desaglomerado sin causar defectos en la pieza-moldeada por inyección. Es más probable que se formen defectos en el cuerpo verde durante la etapa de desaglutinación porque la probabilidad de defectos aumenta a medida que se elimina el aglutinante que proporciona la fuerza-. La falta de poros abiertos en la etapa inicial de desaglomerado térmico provoca defectos como grietas y ampollas en la pieza moldeada por inyección-. La tensión generada por la falla de los productos de degradación del polímero dentro de la pieza moldeada por inyección-para escapar también puede causar defectos. Para evitar esto, el aglutinante generalmente se diseña como un sistema multi-componente que se descompone a diferentes temperaturas. En este caso, el proceso de desaglutinación se puede dividir en dos etapas: en la primera etapa, se eliminan los componentes de bajo-punto de fusión-del sistema aglutinante, creando poros abiertos en el cuerpo verde. Durante este proceso, los componentes restantes del sistema aglutinante proporcionan resistencia y mantienen la forma de la pieza moldeada por inyección. En la segunda etapa, los demás componentes del sistema aglutinante se eliminan gradualmente. Este método de desaglomerado en dos-pasos permite una eliminación más rápida del aglutinante de la pieza-moldeada por inyección. El aglutinante también debe ser completamente descomponible sin dejar residuos de carbón, y los productos de descomposición durante la desaglutinación térmica no deben ser corrosivos para el equipo.
Los aglutinantes utilizados en el moldeo por inyección de metales deben estar fácilmente disponibles, ser económicos y tener una vida útil prolongada; los desechos de compuertas y corredores deben ser reutilizables durante el proceso de moldeo por inyección; el aglutinante debería tener una buena reciclabilidad y no debería degradarse durante el recalentamiento; el aglutinante debe tener una alta conductividad térmica y un bajo coeficiente de expansión térmica para evitar defectos causados por el estrés térmico.
Es poco probable que un solo aglutinante cumpla con todas las características del alimento; Los sistemas aglutinantes utilizados en el moldeo por inyección generalmente contienen múltiples componentes, cada uno de los cuales realiza una función específica. Un sistema aglutinante generalmente contiene un componente principal, mientras que otros componentes actúan como aditivos para lograr las características deseadas del alimento.