Moldeo por inyección a baja presión de suspensiones cerámicas

Abstract

[ES] El moldeo por inyección ha recibido una importante atención para la manufactura de piezas de formas complejas y precisas que no se podrían obtener por otros métodos. Sin embargo, esta técnica implica el uso de vehículos de transporte poliméricos que llevan asociados una serie de problemas que limitan su aplicación, como son la elevada temperatura de trabajo (120º-200º C), la compleja y costosa maquinaria, la alta presión de inyección (7Ð150 MPa), el rápido desgaste de los moldes, los largos ciclos necesarios para la eliminación del material orgánico, etc. Estas características son las responsables del escaso auge industrial de este proceso, quedando solo al alcance de las grandes corporaciones. Una alternativa satisfactoria para reducir los costos y la complejidad del proceso es la Inyección a Baja Presión. Recientemente se ha comprobado la posibilidad de emplear esta técnica haciendo uso de suspensiones acuosas, lo que facilita enormemente la manipulación, simplifica la maquinaria y abarata significativamente los costos. Esta técnica permite reducir el contenido de material polimérico hasta un 2-3 % vol., respecto al 20Ð50 % vol., típicamente usado en la técnica de alta presión, de manera que no se requiere un tratamiento especial para su eliminación, disminuyendo considerablemente el nivel de rechazos. En este trabajo se describen las ventajas y limitaciones del proceso de moldeo por inyección a baja presión (LPIM) en agua y se analizan los parámetros críticos, como son las propiedades reológicas de la suspensión a la temperatura de inyección y la influencia del aditivo gelificante, para la obtención de piezas de Al2O3.

[EN] Injection moulding has received a significant attention for manufacturing of precise, complex shaped parts which could not be obtained by other methods. However, this technique implies the use of polimeric transport vehicles, associated to some problems that limit its use, such as the high working temperature (120ºC-200ºC), the complex and expensive machinery, the high injection pressures (7-150 MPa), the moulds corrosion, the long cycles for burning out, etc. These characteristics are the responsible for the low industrial use of this process, only available for big companies. An useful alternative to reduce costs and process complexity is the low pressure injection moulding. It has been stated that this technique can be used from aqueous suspensions, thus largely facilitating handling, machinery and reducing costs. This technique allows to decrease the content of polymeric materials down to 2-3 vol%, respect to 20-50 vol%, tipically employed in the high pressure technique, in such a way that it is not necessary a specific treatment for burning out, and then the number of rejected parts is lower. In this work, the advantages and limitations of the low pressure injection moulding (LPIM) process in water are described focusing critical parameters for the obtention of alumina parts, such as the rheological properties of the suspension at the injection temperature and the influence of the gelling additive.