中国科学技术大学：《陶瓷科学与工艺学》课程教学课件（讲稿）陶瓷注射成型工艺

陶瓷注射成型历史 l878年，注射成型(Injection Molding)首先被用于塑料的成型和金属模的 浇注。陶瓷注射成型技术便是在该技术的基础上移植过来的，其首次报导见 1937年火花塞绝缘子的制造。德国在1939年、美国在1948年先后将其用于陶 瓷制品的成型，日本也于1960年采用这种工艺成型氧化铝陶瓷，在上个世纪70 年代末，由于石油能源危机的出现，伴随着陶瓷发动机的制造，陶瓷的成型工艺 成为重要的研究课题。注射成型工艺由于其可成型复杂形状的制品、尺寸精度高、 生物陶瓷(Zr02牙齿)、 透明陶瓷（2000后)、 手机陶瓷盖板（2010后)

陶瓷注射成型历史 生物陶瓷（ZrO2牙齿）、 透明陶瓷（2000后）、 手机陶瓷盖板（2010后）

一、陶瓷注射成型定义 陶瓷的注射成型（Ceramic Iniection Mo Idⅰng,简称CIM)是在比较成熟的聚合物注射成型技术 的基础上发展而来的.即利用塑性材料在压力下的注射成型原理 的一种成型原理。在成型过程中需要将热塑性材料混合在一起。 多学科工艺技术的集成和创新： 聚合物化学、陶瓷粉体与工艺学、 机械模具制造、塑料注射成型

一、陶瓷注射成型定义 陶瓷的注射成型（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏ ｌｄｉｎｇ，简称ＣＩＭ）是在比较成熟的聚合物注射成型技术 的基础上发展而来的．即利用塑性材料在压力下的注射成型原理 的一种成型原理。在成型过程中需要将热塑性材料混合在一起。 多学科工艺技术的集成和创新： 聚合物化学、陶瓷粉体与工艺学、 机械模具制造、塑料注射成型

二、陶瓷注射成型特点-一一优点 ·生坯密度均匀-流动充模 ●尺寸精确可控：由于高压注射，使得混料中粉末含量大幅提高，减少烧 结产品的收缩，使，公差可达士0.1%~0.2%： 。成本相对较低：无须机械加工或只需微量加工： ●可自动化批量生产 ●可成型复杂形状的，带有横孔、斜孔、凹凸面、螺纹、薄壁、难以切削 加工的陶瓷异形件。 陶瓷注射成型特点-一缺点 。因需要缓慢的排胶脱蜡过程，生产周期较长

 生坯密度均匀-流动充模  尺寸精确可控：由于高压注射，使得混料中粉末含量大幅提高，减少烧 结产品的收缩，使，公差可达±0.1%～0.2%；  成本相对较低：无须机械加工或只需微量加工；  可自动化批量生产  可成型复杂形状的，带有横孔、斜孔、凹凸面、螺纹、薄壁、难以切削 加工的陶瓷异形件。 二、陶瓷注射成型特点-优点 陶瓷注射成型特点-缺点  因需要缓慢的排胶脱蜡过程，生产周期较长

二、陶瓷注射成型优点 流延 成型 轴向干压成型 挤出成型 高压注射成型 低压注射成型 (热压特) 冷等静压成型（湿袋压制） 注浆成型 零件形状的复杂性 不同陶瓷成型工艺对应的零件复杂性和经济批量范围

二、陶瓷注射成型优点

三、应用 韁 欧洲和日本的PIM产业发展比较成熟，而韩国、新加坡、 中国台湾地区、印度等地正蓄势待发。 ·瑞士三分之一的手表表壳采用CM技术生产，材料是称永不 磨损的氧化锆陶瓷材料。 日本已将内孔直径为0.015mm的氧化锆光纤接头实现产业化， 每年垄断了全球数亿美元的市场 美国已实现氧化锆理发推剪的生产和发动机中氨化硅零部件 的应用 中南工业大学粉末冶金国家重点实验室开发出精密双螺旋混 练机陶瓷内衬和具有双螺纹的陶瓷喷嘴等； 华中科技大学材料学院应用CM技术成功开发出氧化锆氧传 感器

三、应用  瑞士三分之一的手表表壳采用CIM技术生产，材料是称永不 磨损的氧化锆陶瓷材料。  日本已将内孔直径为0.015mm的氧化锆光纤接头实现产业化， 每年垄断了全球数亿美元的市场  美国已实现氧化锆理发推剪的生产和发动机中氮化硅零部件 的应用  中南工业大学粉末冶金国家重点实验室开发出精密双螺旋混 练机陶瓷内衬和具有双螺纹的陶瓷喷嘴等 ;  华中科技大学材料学院应用CIM技术成功开发出氧化锆氧传 感器。 美国,欧洲和日本的PIM产业发展比较成熟，而韩国、新加坡、 中国、中国台湾地区、印度等地正蓄势待发

CM商业化的陶瓷材料 结构陶瓷： ZrO2,Al,OSiC 各种压电陶瓷 SiN,AN等 CIM 生物陶瓷 透明陶瓷 Zr0,AL03等 第三代W产直做病夜托丽 5国56回

CIM商业化的陶瓷材料 CIM 结构陶瓷： ZrO2 , Al2O3 ,SiC Si3N4，AlN等 生物陶瓷： ZrO2 , Al2O3等 各种压电陶瓷 透明陶瓷

医疗器械用氧化锆陶瓷CM 则意结 向克下术刀 1350HV使度 1200MPa弯曲U度 注射成型氧化销网常结头是极 其锋利，甚个使用数自次的切例 刀不会变纯，面传烧的倒帖头使用 20次后减开始变纯. 牙科胸花种植体

三、应用 初片刀 6”厨刀 斜口钳 推剪 刀片 60 aOxO 公⊙⊙8b 阀门 阀门 涡轮叶轮

斜口钳 推剪 刀片 阀门 阀门 涡轮/叶轮 三、应用

三、应用 e 轴类/轴承类/轴承套 果里 齿轮

轴类/轴承类/轴承套 齿轮 三、应用

三、应用 手表配件 表盘/手表配件 线嘴喷嘴 纺织配件 强大的生命力，如光纤通讯上光纤连接器用的陶瓷插针（外径1.25mm,内孔仅 125m,长10mm),目前只有采用注射成型技术才能制造。另外，应用愈来愈 多的生物陶瓷产品，如陶瓷牙齿、种植牙陶瓷螺杆和牙齿正畸用陶瓷托槽等，这 些产品尺寸小、形状复杂，要求精度高，也只能采用注射成型技术才能满足要求

手表配件 表盘/手表配件 线嘴/喷嘴 纺织配件 三、应用