Prozessentwicklung für das Mikro-Pulverspritzgießen von ... - FZK

4 Materialien und experimentelle Methoden
4.2 Experimentelles Vorgehen und eingesetzte Methoden
Die Prozessentwicklung zur Fertigung von mikrostrukturierten Bauteilen aus Wolfram durch
Spritzgießen wurde in mehreren Schritten mit einer Variation diverser Parameter (z.B. Pulverpartikelgröße,
Pulveraufbereitung, Binderzusammensetznug, Formmassenaufbereitung,
Spritzgießmaschine, Kavität) vorgenommen. Zur Verdeutlichung des experimentellen Vorgehens
zeigt Abbildung 4.1 ein Flussdiagramm der einzelnen Entwicklungsschritte.
Formmassenentwicklung und Spritzgießen unter
Verwendung von Pulvern≤ 1,0 µm FSSS
Formmassenentwicklung unter Variation der
Pulverpartikeleigenschaften
Verwendung von Pulvern leicht unterhalb und
oberhalb der Grenze von 1,9 µm FSSS:
Variation des Binders
+ Analyse der Grünfestigkeit (Zugversuch) an
spritzgegossenen Grünkörpern
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Vollautomatische Verarbeitbarkeit im
Spritzguss bis zu einem Pulverfüllgrad
von 45 Vol.%
Gute Compoundierungseigenschaften ab
einer Partikelgröße ≥ 1,9 µm FSSS
Optimale Füllgrade:
50 Vol.% (1,1 µm FSSS)
55 Vol.% (2,0 µm FSSS)
PPS-basierte Formmassen weisen die
höchste Grünfestigkeit auf.
Mikro-Pulverspritzgießen Eine Abformung mikrostrukturierter Bauteile
ist möglich.
Übertragung der Ergebnisse auf die Wolfram-
Legierungen WHA und W +1Gew.%La2O3
Optimierung der Entbinderungsparameter in
Abhängigkeit vom Binder
Sintern und Charakterisierung von Bauteilen
Entwicklung eines alternativen Vorgehens mittels
Vorsinterns und HIPens
Eine Abformbarkeit mikrostrukturierter
Bauteile aus WHA und
W +1 Gew.%La2O3 ist gegeben.
PPS zeigt die besten Ergebnisse.
Spritzgegossene Bauteile aus Wolfram
weisen hoffnungsvolle Materialeigenschaften
auf, aber konventionelles Sintern
führt zu extremem Kornwachstum.
Vorsintern und HIPen führt zu deutlich
verringertem Kornwachstum.
Abbildung 4.1 Flussdiagramm zur Verdeutlichung des experimentellen Vorgehens in der Dissertation.
Die einzelnen Schritte des experimentellen Vorgehens sind links dargestellt. Die
gewonnenen Ergebnisse werden rechts angegeben.
Im Rahmen der Entwicklung kamen die im Folgenden genannten Methoden zum Einsatz: