μ-MIM® Technical Newsletter Vol. 29: Die SDGs voranbringen Binder
Unser mit der μ-MIM®-Technologie entwickeltes Bindemittelsystem hat eine Materialausbeute von 100 % erzielt, doch wir suchen weiterhin nach einem neuen Bindemittel, das mehr SDGs in der MIM-Produktion ermöglicht. Dieses Mal werden wir einige potenzielle Bindemittelsysteme für die Zukunft vorstellen.
Zielbindemitteltyp
Wir verwenden ein Gemisch aus Kunststoffpolymer und Wachs, das sogenannte Bindemittel für MIM-Rohmaterial. Unser ursprüngliches Ausgangsmaterial wird in kleinen und komplizierten Grünteilen spritzgegossen und das Bindemittel wird während des Entbinderungs- und Sinterungsprozesses vollständig abgebaut. Unser ursprüngliches Bindemittel arbeitet also in sehr kurzer Zeit sehr hart hinter den Kulissen der Produktion. Das Bindemittel für die MIM-Produktion muss eine hohe Affinität zu den funktionellen Anteilen auf der Metallpulveroberfläche haben, daher ist ein polarisiertes Polymer geeignet. Unser Bindemittel enthält Polyoxymethylen (POM), das ein polarisiertes Polymer ist. Hier zeigen wir einen näheren Kandidaten für polarisierte Polymere zur Erreichung der SDGs.
Kandidatinnen und Kandidaten
1. Polymilchharz
Es ist seit langem als biologisch abbaubares Polymer bekannt. Polymilchharz wird aus süßen Zapfen gewonnen und von einigen Herstellern erfolgreich kommerziell produziert. Der Esteranteil kann als funktioneller Anteil im Bindemittelsystem fungieren.
2. Agarose
Das natürliche Polymer Agar kann ein Kandidat sein, da es aus Polysaccharid besteht und die wasserlösliche Funktion die Aufmerksamkeit der MIM-Industrie erneut auf sich zieht. Einige Hersteller von MIM-Bauteilen setzen bereits Agarose als Bindemittel in ihrer Serienproduktion ein. Bislang waren wir damit noch nicht erfolgreich. Ein anderes natürliches Polymer aus Meeresalgen, die Alginsäure, kann jedoch unser Bindemittelkandidat sein.
Wir werden weiterhin nach dem neuen Bindemittel suchen, um durch unsere μ-MIM®-Produktion ein höheres Niveau an SGDs zu erreichen.
Säule
In Japan genießen wir das neue Grün (Shinryoku auf Japanisch) an den Bäumen im Frühling bis zum Frühsommer (zwischen März und Juni). Das Wort Shinryoku ist ein Wort, das im Haiku (traditionelles japanisches Gedicht) verwendet wird, um die Jahreszeit auszudrücken.
Auf diesem Foto sieht man einen schönen Kontrast zwischen dem jungen Grün und dem blauen Himmel sowie der Pagode eines Tempels.
Wir hoffen, dass Sie den Sommer genießen und uns in Japan besuchen kommen, wenn die Pandemie vorbei ist.
Fazit
Risse, Absacken oder Blasenbildung werden häufig als Folge des Aufquellens des Bindemittels und/oder der unterschiedlichen Eigenspannungen zwischen der Oberfläche und dem Inneren beobachtet. Diese Probleme lassen sich durch die Auswahl geeigneter organischer Lösungsmittel und durch Temperaturkontrolle vermeiden.
Das katalytische Entbindern nutzt die Sublimation des Bindemittels, wodurch es möglich ist, das Bindemittel in relativ kurzer Zeit zu zersetzen und die Verformung zu minimieren. Bei einer stark sauren Atmosphäre ist die Auswahl an Metallwerkstoffen jedoch begrenzt.
Beim Sinterprozess setzt die Halsbildung („Necking“), d. h. die Ausbildung von Brückenbindungen zwischen Metallpulverkörnern durch thermische Diffusion, bei Erreichen der Sintertemperatur ein. Sobald dieses Necking einsetzt, wird eine Schrumpfung beobachtet, die die Dichte erhöht. Bevor das Necking einsetzt, sollten daher alle organischen Bestandteile zersetzt und das Gas zwischen den Pulverkörnern entfernt werden. Im Sinterprozess führen unerwünschte chemische Reaktionen wie Oxidation oder Karbonisierung zum Verlust mechanischer Eigenschaften, weshalb zu Beginn des Prozesses eine präzise Atmosphärensteuerung mit niedriger Heizrate erforderlich ist. Wenn die Sintertemperatur erreicht ist, können außerdem einige pflanzenbasierte Bindemittel verdampfen.