De impact van mechanische recyclage op de materiaal- en proceskenmerken bij het poederspuitgieten van aluminiumoxide

Abstract

De onderzoeksgroep Polymer Processing & Engineering (PPE) van KU Leuven, campus Diepenbeek richt zich op de ontwikkeling van polymeerproducten met behulp van innovatieve spuitgiettechnieken. Momenteel onderzoekt PPE een nieuwe spuitgietmethode voor de massaproductie van keramische materialen. Dit onderzoek richt zich op de mechanische recyclage van green parts. Dit zijn producten gevormd via spuitgieten uit een mengsel van keramisch poeder en een polymeermatrix, die verdere behandelingen ondergaan zoals het verwijderen van de polymeermatrix en sinteren om volledig keramische producten te verkrijgen. In deze studie worden balkvormige green parts geproduceerd. Een deel hiervan wordt gebruikt om de productkwaliteit te evalueren, terwijl de rest mechanisch wordt versnipperd tot korrels. Deze korrels dienen vervolgens als grondstof om opnieuw balkvormige green parts uit te vervaardigen. Dit recyclageproces wordt tien keer herhaald om de cumulatieve effecten te bepalen. Tijdens het spuitgietproces blijkt dat de inspuitdruk per recyclagestap afnam van 1487 bar bij virgin-materiaal naar 1297 bar bij tien keer gerecycleerd materiaal. Dit komt vermoedelijk door een verkorting van de polymeerketens door thermische degradatie. De eindproducten vertonen echter geen invloed van recyclage. Zo bleef de massadichtheid constant en uit een vierpuntsbuigproef blijkt dat de buigsterkte van de gesinterde producten door de verschillende recyclagestappen heen constant blijft, met een gemiddelde waarde van circa 273 MPa.