陶瓷注射成型（Ceramic Injection Molding，簡(jiǎn)稱CIM）是將聚合物注射成型方法與陶瓷制備工藝相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一種制備陶瓷零部件的新工藝。類似于20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的金屬注射成型（MIM）技術(shù)，它們均是粉末注射成型（PIM）技術(shù)的主要分支，均是在聚合物注射成型技術(shù)比較成熟的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。對(duì)尺寸精度高、形狀復(fù)雜的陶瓷制品的大批量生產(chǎn)，采用陶瓷粉末成型最有優(yōu)勢(shì)。
01CIM陶瓷注射成型技術(shù)的特點(diǎn)
①成型過(guò)程具有機(jī)械化和自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高、成型周期短、坯件強(qiáng)度高等特點(diǎn)，并且其工藝過(guò)程可以精確控制（程序控制），易于實(shí)現(xiàn)大批量、規(guī)模化生產(chǎn)；
②可近凈成型各種幾何形狀復(fù)雜的及有特殊要求的小型陶瓷零部件，使燒結(jié)后的陶瓷產(chǎn)品無(wú)需進(jìn)行機(jī)加工或少加工，以此減少昂貴的陶瓷加工成本；
③成型出的陶瓷產(chǎn)品具有極高的尺寸精度和表面光潔度。
不足之處：一次性設(shè)備投資與加工成本高，僅適合于大批量生產(chǎn)采用。
陶瓷精密注射成型的制造過(guò)程如圖1，主要包括以下4個(gè)環(huán)節(jié)：
喂料是粉末和粘結(jié)劑的混合物。注射工藝要求注射喂料有良好的流動(dòng)性，這就須選擇符合要求的粉末和適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑體系，按一定的裝載量配比，在一定的溫度下采用適當(dāng)?shù)姆椒ɑ鞜挸删鶆虻淖⑸涑尚臀沽希@樣才能保證后序工藝的順利進(jìn)行，其產(chǎn)品才有可能從實(shí)驗(yàn)室走向高技術(shù)市場(chǎng)。所以喂料制備在整個(gè)工序中非常關(guān)鍵。
注射成型工藝控制不當(dāng)可能使產(chǎn)品形成很多缺陷，如裂紋、孔隙、焊縫、分層、粉末和粘結(jié)劑分離等，而這些缺陷知道脫脂和燒結(jié)后才能被發(fā)現(xiàn)。CIM常使用多模腔模具，各模腔之間尺寸不一，加上模腔使用中的磨損，都將導(dǎo)致零部件尺寸大小不一。此外注射返回料的使用會(huì)影響粘度和流變性。所以控制和優(yōu)化注射溫度、模具溫度、注射壓力、保壓時(shí)間等成型參數(shù)對(duì)減少生坯重量波動(dòng)，防止注射料中各組分的分離和偏析，提高產(chǎn)品成品率和材料的利用率至關(guān)重要。
CIM技術(shù)的模具設(shè)計(jì)主要考慮注射成形時(shí)喂料在模腔中的流動(dòng)控制。因?yàn)镃IM產(chǎn)品大部分是形狀復(fù)雜，精度要求高的小尺寸零件，這就需要對(duì)進(jìn)料口的位置、流道長(zhǎng)短、排氣孔的位置等進(jìn)行周密地設(shè)計(jì)和安排。當(dāng)然模具設(shè)計(jì)要求對(duì)喂料流變性質(zhì)、模腔內(nèi)溫度和殘余應(yīng)力分布有清楚的了解，另外計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在粉末注射成型模具設(shè)計(jì)方面將發(fā)揮重要的作用。
脫脂是通過(guò)加熱及其他物理方法將成型體內(nèi)的有機(jī)物排除并產(chǎn)生少量燒結(jié)的過(guò)程。與配料、成型、燒結(jié)及陶瓷部件的后加工過(guò)程相比，脫脂是注射成型中最困難和最重要的因素。脫脂過(guò)程不正確的工藝方式和參數(shù)使產(chǎn)品收縮不一致，導(dǎo)致變形、開(kāi)裂、應(yīng)力和夾雜。脫脂對(duì)其后燒結(jié)也很重要，在脫脂過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋和變形不能通過(guò)燒結(jié)來(lái)彌補(bǔ)。粘結(jié)劑和脫脂是聯(lián)系在一起的粘結(jié)劑決定脫脂方式。目前的脫脂工藝除了傳統(tǒng)的熱脫脂、溶劑脫脂外，還有近幾年發(fā)展起來(lái)的催化脫脂以及水基萃取脫脂。
脫脂后的陶瓷素坯在高溫下致密化燒結(jié)，獲得所需外觀形狀、尺寸精度和顯微結(jié)構(gòu)的致密陶瓷部件。由于陶瓷注射成型坯中含有因脫脂留下孔隙，所以在燒結(jié)時(shí)產(chǎn)品收縮率較大，通常達(dá)13%-15%。由此可見(jiàn)，CIM技術(shù)的研究重點(diǎn)是燒結(jié)尺寸精度控制。此外燒結(jié)設(shè)備也是燒結(jié)技術(shù)的關(guān)鍵。
目前，注射成型技術(shù)已應(yīng)用于各種高性能陶瓷產(chǎn)品的制備。如生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用陶瓷醫(yī)療器械、牙齒矯正和修復(fù)用的陶瓷托槽與陶瓷牙樁等；光通訊用的氧化鋯陶瓷插芯和陶瓷套筒；半導(dǎo)體和電子工業(yè)中使用的氧化鋁絕緣陶瓷零部件，如集成電路高封裝管殼、小型真空開(kāi)關(guān)陶瓷管殼小型陶瓷滑動(dòng)軸芯；現(xiàn)代生活及制表業(yè)中使用的陶瓷刀、陶瓷表鏈及陶瓷表殼等。
