Apa itu Bahan Pengikat?
Dalam cetakan injeksi logam, pengikat memainkan peran penting. Pengikat biasanya terdiri dari campuran berbagai polimer, termasuk fasa utama dan beberapa fasa aditif (seperti pendispersi, penstabil, dan pemlastis). Fungsi utama pengikat adalah untuk meningkatkan kemampuan mengalir bubuk selama injeksi untuk memudahkan pencetakan dan memberikan kekuatan tertentu pada bagian setelah pencetakan. Sebagai komponen perantara, pengikat tidak hanya membentuk bubuk logam tetapi juga mempertahankan bentuknya sebelum sintering dimulai. Mencampur pengikat dengan bubuk logam menghasilkan bahan baku, yang digunakan dalam cetakan injeksi logam. Pengikat dihilangkan setelah pencetakan injeksi dan sebelum sintering dimulai.
Dan sifat akhir setelah sintering. Sifat pengikat mempengaruhi distribusi partikel logam, proses pencetakan injeksi, ukuran bagian injeksi, dan sifat akhir bagian yang disinter. Tabel 4.1 merangkum karakteristik sistem pengikat yang ideal untuk cetakan injeksi logam. Pengikat dan partikel logam harus memiliki sudut kontak yang kecil, karena sudut kontak yang lebih kecil memungkinkan pengikat membasahi permukaan bubuk dengan lebih baik, sehingga memudahkan pencampuran dan pencetakan injeksi. Partikel pengikat dan logam harus tetap saling inert; yaitu, bahan pengikat tidak boleh bereaksi dengan partikel logam, dan partikel logam tidak boleh menyebabkan bahan pengikat terpolimerisasi atau terdegradasi. Campuran bahan pengikat dan bubuk, yaitu bahan baku, harus memenuhi berbagai persyaratan reologi agar berhasil mencetak bagian yang bebas dari cacat. Viskositas bahan baku harus berada dalam kisaran yang wajar untuk memastikan kelancaran pencetakan injeksi. Viskositas bahan baku yang terlalu rendah akan menyebabkan pemisahan fasa antara bubuk dan bahan pengikat selama pencetakan, sedangkan viskositas bahan baku yang terlalu tinggi akan mempengaruhi proses pencampuran dan pencetakan injeksi. Selain mengharuskan viskositas bahan baku berada dalam kisaran ideal selama pencetakan, viskositas bahan baku juga harus meningkat secara signifikan setelah pendinginan, yang membantu bentuk awal injeksi mempertahankan bentuk tertentu selama pendinginan.
Tabel 4.1 Karakteristik Sistem Pengikat Ideal untuk Cetakan Injeksi Logam
| Barang | Karakteristik Ideal |
|---|---|
| Interaksi dengan Bedak | Sudut kontak kecil, kinerja ikatan yang baik dengan bedak, tidak ada reaksi kimia dengan bedak |
| Karakteristik Aliran | Viskositas rendah pada suhu pencetakan, perubahan viskositas kecil selama pencetakan, peningkatan viskositas cepat selama pendinginan, fluiditas tinggi dan kemampuan pengisian |
| Properti yang Mengikat | Dekomposisi bertahap, suhu dekomposisi yang berbeda untuk berbagai komponen pengikat, kandungan sisa karbon yang rendah setelah debinding, produk dekomposisi yang tidak-beracun dan tidak-korosif |
| Prosesibilitas Manufaktur | Mudah diperoleh, biaya produksi rendah, umur simpan lama, aman dan ramah lingkungan, tidak ada degradasi akibat pemanasan siklik, kekuatan dan kekerasan tinggi, koefisien muai panas rendah, mudah larut dalam pelarut umum, pelumasan tinggi, tidak ada rantai percabangan molekul, tidak ada distribusi yang berorientasi |
Pengikat harus segera dilepas selama pelepasan ikatan tanpa menyebabkan cacat pada bagian cetakan-injeksi. Cacat kemungkinan besar akan terbentuk pada benda hijau selama tahap pelepasan ikatan karena kemungkinan cacat meningkat seiring dengan dihilangkannya kekuatan-yang menyediakan pengikat. Kurangnya pori-pori terbuka pada tahap awal pelepasan ikatan termal menyebabkan cacat seperti retak dan melepuh pada bagian cetakan-injeksi. Tekanan yang dihasilkan oleh kegagalan produk degradasi polimer di dalam bagian cetakan injeksi untuk keluar juga dapat menyebabkan cacat. Untuk menghindari hal ini, pengikat umumnya dirancang sebagai sistem multi-komponen yang terurai pada suhu berbeda. Dalam hal ini, proses pelepasan ikatan dapat dibagi menjadi dua tahap: Pada tahap pertama, komponen-titik leleh-rendah dari sistem pengikat dihilangkan, sehingga menciptakan pori-pori terbuka di badan hijau. Selama proses ini, komponen sistem pengikat lainnya memberikan kekuatan dan mempertahankan bentuk bagian cetakan injeksi. Pada tahap kedua, komponen lain dari sistem pengikat dihilangkan secara bertahap. Metode pelepasan pengikatan dua langkah ini memungkinkan pelepasan pengikat dari bagian cetakan injeksi dengan lebih cepat. Pengikat juga harus dapat terurai seluruhnya tanpa meninggalkan residu karbon, dan produk penguraian selama pelepasan termal tidak boleh menimbulkan korosi pada peralatan.
Bahan pengikat yang digunakan dalam cetakan injeksi logam harus tersedia, murah, dan memiliki umur simpan yang lama; limbah gerbang dan pelari harus dapat digunakan kembali selama proses pencetakan injeksi; bahan pengikat harus memiliki kemampuan daur ulang yang baik dan tidak rusak saat dipanaskan kembali; pengikat harus memiliki konduktivitas termal yang tinggi dan koefisien muai panas yang rendah untuk mencegah cacat yang disebabkan oleh tekanan termal.
Sebuah bahan pengikat tunggal tidak mungkin memenuhi seluruh karakteristik umpan; sistem pengikat yang digunakan dalam cetakan injeksi biasanya mengandung banyak komponen, masing-masing menjalankan fungsi tertentu. Sistem pengikat biasanya mengandung komponen utama, dan komponen lain bertindak sebagai bahan tambahan untuk mencapai karakteristik pakan yang diinginkan.