Thermoplastische Bindemittel für das Heißgießen von Keramik

Gegenüber dem bekannteren Spritzgießverfahren zeichnet sich das Heißgießen (Niederdruckspritzgießen) durch niedrigere Energiekosten, einen deutlich niedrigeren Verschleiß an Werkzeug und Maschinenteilen und wesentlich geringere Werkzeugkosten aus. Deshalb ist das Heißgießverfahren auch für kleine bis mittlere Stückzahlen interessant. Da bei den relativ niedrigen Verarbeitungstemperaturen und -drücken keine Schädigung des thermoplastischen Binders auftreten kann, ist das Recycling von Masseresten und Angüssen problemlos möglich. Beim Heißgießen werden flüssig schmelzende Paraffine und Wachse als Bindemittel verwendet. Der Anteil des Bindemittels muß, da es nach der Formgebung durch thermische Prozesse wieder ausgetrieben wird, möglichst niedrig sein. Für die Verarbeitung der Heißgießschlicker sind optimale rheologische Eigenschaften erforderlich. Die Stabilisierung der feindispersen Keramikteilchen im Binder wird durch die sterische Wirkung von kurzkettigen (C12 - C22) grenzflächenaktiv en Stoffen erreicht. Um eine feste Adsorption der Moleküle an der Teilchenoberfläche zu gewährleisten, müssen die grenzflächenaktiven Stoffe über funktionelle Gruppen verfügen, die den jeweiligen Oberflächeneigenschaften der Pulver gerecht werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt das Heißgießen von Oxid- und Nichtoxidkeramik, sowie seine verfahrensspezifischen Unterschiede zum herkömmlichen Spritzgießen. Am Beispiel von drucklos gesintertem Siliziumkarbid und Aluminiumoxid werden verschiedene Binderkonzepte vorgestellt, die die Herstellung und Verarbeitung von hochkonzentrierten Heißgießschlickern erlauben. Der Einfluß von unterschiedlichen grenzflächenaktiven Stoffen auf die rheologischen Eigenschaften der