Bauelemente Feedstockprüfung sichert Qualität von Metall- und Keramikteilen

Schon vor dem Pulverspritzgießen kann die Qualität von Metall- und Keramikteilen sichergestellt werden; nicht teuer mit einem Viskosimeter, sondern kostengünstig durch Messung des Einspritzdrucks am Umschaltpunkt einer kleinen Spritzgießmaschine, mit der Prüfkörper hergestellt werden.

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Im Prinzip unterscheidet sich das Pulverspritzgießen (Powder Injection Molding, PIM) zur Herstellung metallischer (MIM) oder keramischer (CIM) Bauteile nicht wesentlich vom Spritzgießen von Kunststoffteilen. Wie in der Kunststoffverarbeitung soll auch beim Pulverspritzgießen die Produktion konstant und qualitativ hochwertig mit festgelegten Einstellparametern ablaufen.

Als schwierig erweist sich jedoch die Beurteilung der Teilequalität nach dem Spritzgießen. Sie ist erst nach dem Entbindern und Sintern möglich. Nach diesen Prozessschritten lassen sich Qualitätsprobleme nicht mehr korrigieren. Deshalb ist eine dem Spritzgießen vorgeschaltete Beurteilung der Feedstockqualität von zentraler Bedeutung.

Produktion von Ausschuss ist sehr kostenintensiv

Grundsätzlich sind für die zeitaufwändige Weiterbearbeitung von Pulverspritzgieß-Teilen mehrere Tage zu veranschlagen. Daraus erschließt sich die Problematik für die Feedstock-Verarbeiter: Sollen sie im Vertrauen darauf, dass die Charge in Ordnung ist, weiter Grünlinge produzieren oder die Maschinen so lange anhalten, bis das Ergebnis der Qualitätsprüfung vorliegt?

Beide Möglichkeiten sind aus wirtschaftlichen Gründen heikel. Die Produktion soll natürlich von Anfang an möglichst reibungslos ablaufen. Hinzu kommt, dass Feedstocks – unabhängig ob Metall- oder Keramikmassen – vergleichsweise teuer sind. So werden im MIM-Verfahren (Metal Injection Molding) nicht nur Stahllegierungen, sondern auch Kupfer, Titan und Edelmetalle verarbeitet.

Je nach Werkstoffbasis liegen die Feedstockpreise im dreistelligen Eurobereich je Kilogramm. Addiert werden der Maschinenstundensatz sowie die Stundensätze für das Entbindern und Sintern. Folglich ist die Produktion von Ausschuss in jedem Fall äußerst problematisch, weil kostenintensiv.

Zahlreiche Faktoren beeinflussen die Teilequalität

Um eine perfekte Serienqualität bei Pulverspritzgieß-Teilen zu erreichen, muss nicht nur die Spritzgießmaschine einwandfrei funktionieren, auch die maßlichen Toleranzen der Verfahrenskomponenten PIM-Zylinder, PIM-Schnecke und Rückstromsperre sind einzuhalten. Darüber hinaus sollte ein konstantes Raumklima herrschen, damit sich ein thermisches Gleichgewicht einstellt.

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