Das Entbindern ist ein wichtiger Prozess beim Metall-Spritzgießen (MIM) und bei der additiven Fertigung. Es beinhaltet das Entfernen von Bindemitteln aus Grünteilen, den ersten geformten Komponenten vor dem Sintern.
Das Hauptziel des Entbinderns besteht darin, die Teile auf den Sinterprozess vorzubereiten. Dazu wird sichergestellt, dass das Bindermaterial ausreichend entfernt wird, um die Konsolidierung der Metallpartikel zu ermöglichen.
Wie funktioniert das Entbindern? - Ein umfassender Leitfaden zu den 5 Schlüsselschritten
1. Stickstoffspülung und Temperaturkontrolle
Der Entbinderungsprozess beginnt in der Regel mit einer Stickstoffspülung. Dadurch wird der Sauerstoffgehalt im Ofen gesenkt, was die Sicherheit gewährleistet und Explosionen verhindert.
Sobald der Ofen die gewünschte Temperatur erreicht hat, kann der Prozess beginnen. Diese Temperatur ist entscheidend für die Einleitung der zum Entbindern erforderlichen chemischen Reaktionen.
2. Einleiten von gasförmiger Salpetersäure
Sobald die Temperatur des Ofens stabil ist, wird gasförmige Salpetersäure eingeleitet. Diese Säure spielt eine wichtige Rolle bei der chemischen Reaktion mit dem Bindemittel und erleichtert dessen Entfernung von den Metallteilen.
Der kontinuierliche Stickstoffstrom sorgt dafür, dass die Umgebung für das Entbindern sicher und förderlich bleibt.
3. Chemische Reaktion und Bindemittelentfernung
Die Entfernung des Binders ist das Ergebnis einer chemischen Reaktion, die an der Oberfläche der Teile beginnt und sich allmählich nach innen verlagert. Dieser Prozess wird von der Partikelgröße des Metallpulvers beeinflusst und wirkt sich auf die Entbinderungsgeschwindigkeit aus.
4. Übergang des Polymerbinders bei 120 °C
Bei 120 °C geht das Polymerbindemittel direkt in die Salpetersäure über. Dies ist ein kritischer Punkt im Entbinderungsprozess, da sich das Verhalten des Bindemittels und die Entbinderungsrate deutlich verändern.
5. Entbinderungsmethoden
Es gibt mehrere Methoden zur Entbinderung:
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Thermisches Entbindern: Bei dieser Methode werden die Teile in einer kontrollierten Umgebung erhitzt. Es ist kostengünstig, hat aber eine längere Bearbeitungszeit und führt zu einer geringeren Festigkeit der Teile vor dem Sintern.
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Entbindern mit überkritischen Fluiden: Diese Methode verwendet gasförmige Säuren und bietet eine gute Festigkeit der "braunen Teile", ist jedoch patentiert und hat eine begrenzte Anzahl von Lieferanten und Materialien.
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Entbindern mit Lösungsmitteln: Die gängigste Methode, bei der Lösungsmittel wie Aceton, Heptan und Trichlorethylen verwendet werden. Sie liefert gleichmäßige Ergebnisse und eine gute Festigkeit, ist aber weniger umweltfreundlich.
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