Welding lines formation in holes obtained by low pressure injection molding of ceramic parts Translated title: Formação de linhas de solda em furos no processo de injeção a baixa pressão de peças cerâmicas

Abstract

Abstract This work presents a study to evaluate the process of producing internal holes in ceramic disks produced by low pressure injection molding (LPIM) process. Two process conditions defined as pre-injection and post-injection were used to test the proposition. In the first one the pin cores that produce the holes were positioned in the cavity before the injection of the feedstock; and in the second one, the pin cores were positioned in the cavity, just after the feeding phase of the injection mold. An experimental injection mold designed and manufactured to test both processes was developed to produce ceramic disk with Ø 50 x 2 mm with four holes of Ø 5 mm, equally and radially distributed through the disk. The feedstock was composed of 86 wt% alumina (Al2O3) and 14 wt% organic vehicle based on paraffin wax. Heating and cooling systems controlled by a data acquisition system were included in the mold. The results showed that there were no welding lines with the post-injection process, proving to be an option for creating holes in the ceramic parts produced by LPIM. It was observed that best results were obtained at 58 °C mold temperature. The pins extraction temperature was about 45 °C, and the injection pressure was 170 kPa.

Translated abstract

Resumo Este trabalho apresenta um estudo para avaliar o processo de produção de furos internos em discos cerâmicos produzidos pelo processo LPIM (moldagem de injeção a baixa pressão). Duas condições de processo definidas como pré-injeção e pós-injeção foram usadas para a proposição. No primeiro, os insertos dos pinos que produzem os furos foram posicionados na cavidade antes da injeção do veículo orgânico; no segundo, os insertos dos pinos foram posicionados na cavidade, logo após a fase de alimentação do molde de injeção. Um molde de injeção experimental projetado e fabricado para testar ambas condições foi desenvolvido para produzir um disco cerâmico com Ø 50 x 2 mm com quatro furos de Ø 5 mm, igualmente e radialmente distribuídos no disco. A matéria-prima foi composta por 86% em massa de alumina (Al2O3) e 14% em massa de veículo orgânico à base de parafina. Sistemas de aquecimento e refrigeração controlados por um sistema de aquisição de dados foram incluídos no molde. Os resultados mostraram que não houve linhas de solda com o processo de pós-injeção, provando ser uma opção para criar furos nas peças cerâmicas produzidas pelo LPIM. Observou-se que os melhores resultados foram obtidos a 58 °C como temperatura do molde na injeção. A temperatura de extração dos pinos foi de 45 °C e a pressão de injeção foi de 170 kPa.