简而言之，脱脂是关键的制造步骤，在此步骤中，被称为粘结剂的临时“胶水”从模塑或打印的零件中去除。此过程对于由金属或陶瓷粉末制成的零件至关重要，因为它为零件进入称为烧结的最终强化步骤做好了准备。它会仔细去除牺牲性的粘结剂材料，而不会使零件的精细几何形状变形。
脱脂的核心挑战是精心提取临时粘结剂，该粘结剂赋予零件初始形状，将其从易碎的“生坯件”转变为准备好进行最终致密的“棕坯件”，同时防止开裂、坍塌或其他缺陷。
为什么需要脱脂？
粘结剂的作用
在金属注射成型（MIM）或粘结剂喷射成型等工艺中，细金属粉末或陶瓷粉末本身无法保持复杂的形状。添加粘结剂（通常是聚合物和蜡的混合物）到粉末中，以创建可模塑或打印的原料。
粘结剂充当临时支架，将粉末颗粒固定在所需的形状中。这个初始的、充满粘结剂的组件被称为“生坯件”。
为烧结做准备
最终目标是通过称为烧结的高温过程，将金属或陶瓷颗粒熔合在一起形成坚固、致密的物体。
在烧结之前必须去除粘结剂。如果将其保留，它会在高温下不受控制地燃烧，释放出气体，从而产生空隙、裂纹和缺陷，最终毁坏零件。脱脂为颗粒直接键合清除了道路。
主要的脱脂方法
方法的选择取决于粘结剂材料、零件几何形状和生产要求。通常，会使用结合了多种方法的阶段性过程。
热脱脂
这是最常见的方法，本质上是一个非常缓慢且精确的烘烤过程。将生坯件在受控气氛的炉中加热到使粘结剂分解和蒸发的温度。
该过程必须缓慢进行，以允许气态副产物通过零件的孔隙网络逸出，而不会积聚压力并引起缺陷。
溶剂脱脂
在此方法中，将生坯件浸入溶剂浴中。溶剂溶解粘结剂系统的可溶性组分，留下开放的孔隙网络。
此过程通常比纯热脱脂更快，并用作第一步。仍然需要一个次级的热脱脂阶段来去除剩余的、不溶性的粘结剂成分。
催化脱脂
这是一种高效的化学过程，其中将硝酸等气态酸催化剂引入低温烤箱中。催化剂会快速分解主要的粘结剂聚合物（通常是聚甲醛）。
催化脱脂比其他方法快得多，但需要更专业的设备和粘结剂材料。
了解权衡和陷阱
零件变形的风险
脱脂是零件最脆弱的阶段。随着粘结剂的去除，零件会失去强度，如果支撑不当，很容易在自身重量下发生坍塌、开裂或变形。
对于具有薄壁、尖角或复杂内部特征的零件尤其如此。必须仔细管理粘结剂的去除速率，以保持结构完整性。
时间与成本
从设备的角度来看，热脱脂通常是最具成本效益的，但也是最慢的，对于大型或厚实的零件，有时需要数天时间。
催化脱脂是最快的，但需要对专用炉进行更高的初始投资，并涉及处理腐蚀性化学品，从而增加了运营成本。溶剂脱脂介于两者之间，比热脱脂具有速度优势，但增加了溶剂处理和处置的成本和环境考虑因素。
粘结剂去除不完全
如果脱脂过程不完全，残留的粘结剂可能会在烧结过程中污染熔炉，导致最终零件中出现碳污染。这会严重损害材料的机械性能，例如强度和延展性。
为您的目标做出正确的选择
- 如果您的主要重点是快速、大批量的生产：催化脱脂是更优的选择，因为其速度可以大大缩短循环时间。
- 如果您的主要重点是针对各种材料的成本效益：从溶剂开始并以热脱脂结束的多阶段过程提供了一种平衡的方法。
- 如果您的主要重点是加工大型、厚壁零件：缓慢、仔细控制的热脱脂循环通常是防止内部缺陷的唯一方法。
- 如果您的主要重点是环境安全和最少的化学品处理：纯热脱脂避免了溶剂或酸催化剂管理的复杂性。
最终，掌握脱脂过程对于释放粉末制造的全部潜力至关重要。
摘要表：
| 方法 | 过程 | 速度 | 最适合 |
|---|---|---|---|
| 热脱脂 | 受控加热以分解粘结剂 | 慢 | 成本效益，厚零件 |
| 溶剂脱脂 | 在化学浴中溶解粘结剂 | 中等 | 速度与成本平衡 |
| 催化脱脂 | 使用酸催化剂进行化学分解 | 快 | 大批量生产 |
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