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Gel-casting

Il "gel-casting" rappresenta una valida alternativa al più noto stampaggio ad iniezione (“injection molding”) per la produzione di manufatti grandi dimensioni e/o geometria complessa con un’alta uniformità composizionale richiedendo allo stesso tempo limitati investimenti iniziali.
In questo processo alla sospensione ceramica vengono aggiunti:
  • monomero
  • agente reticolante
  • iniziatore e un catalizzatore.
Il sistema così formato viene colato in stampi non porosi e polimerizzando per via radicalica dà origine a corpi in verde resistenti meccanicamente e con un’alta precisione dimensionale. Una volta consolidato, il pezzo viene estratto dallo stampo ed essiccato in due stadi:
  • in ambiente ad elevata umidità relativa (>90%) finché cessa il ritiro lineare del pezzo
  • in aria secca.
Terminata questa fase, i corpi verdi vengono sottoposti ai trattamenti termici di burn-out e sinterizzazione. A differenza di altre tecnologie per la produzione di forme complesse come per esempio lo stampaggio ad iniezione, il contenuto di gelificante dell’ordine di pochi punti percentuali permette l’ottenimento di manufatti anche densi con ritiri contenuti e quindi minori possibilità di deformazioni e rotture. Il meccanismo di rassodamento inoltre, intrinsecamente legato al chimismo della sospensione, trasforma lo stampo in un semplice definitore di forma e come tale può essere realizzato in una vasta gamma di materiali (metallo, polimero cere) in modo semplice ed economico. Recentemente, ispirati dal principio di “green chemistry”, l’Istituto sta studiando processi di gelcasting che prevedono di sostituire i composti di sintesi generalmente utilizzati (metacrilammide (MAM), polietilenglicole dimetacrilato (PEG-DMA) e metilen bisacrilammide (MBAM)) con più innocui polimeri naturali (agarosio, agar-agar e k-carragenina) termogelficanti.
Attualmente questo processo viene efficacemente utilizzato per la produzione di componenti densi e porosi in
  • allumina
  • zirconia e ittria diversi tipi di strutture perovskitiche e perovskite-related
Strumentazione disponibile
  • Vetreria per sintesi resistente in temperatura
  • Miscelatori meccanici e magnetici
  • Mantelli riscaldanti programmabili ad alta precisione e stabilità termica

-Set-up colaggio gel casting        3_SIM_2_ITA_GELCASTING1

-Manufatti prodotti via gel-casting 3_SIM_2_ITA_GELCASTING2