Både stärkelsekonsolidering och proteinformning ger stora möjligheter när det gäller formning av komponenter med varierande form och storlek.
För formning av pulver till komponenter (gäller både keramiska och metalliska pulver) finns det idag många etablerade metoder, såsom pressning, formsprutning, slamgjutning etc. Varje formningsmetod har sina fördelar respektive nackdelar när det gäller möjlig geometri och storlek hos en komponent, dess serie-storlek och materialegenskaper.
Det har länge arbetats både med att vidareutveckla befintlig teknik och med att utveckla nya formnings-metoder. Utvecklingen av nya alternativa metoder för pulverbaserad formning av keramiska och metalliska komponenter är mycket viktig, då den syftar till att vidga applikations- och tillämpningsområdena, höja kvaliteten och finna mer miljövänlig teknik.
Under senare år har två nya formningmetoder utvecklats: proteinformning och stärkelsekonsolidering. Båda dessa metoder bygger på principen att ett organiskt material, dvs. ett protein (globulärt) eller en stärkelse, tillsätts till en vattenbaserad pulversuspension som sedan drivs till konsolidering (stelning) i en lämplig form genom uppvärmning (60–80 ºC).
Pulversuspensionen kommer således att omvandlas från ett flytande tillstånd till en fast kropp, utan att pulvret kompakteras eller någon avdrivning av vatten sker. Konsolideringen sker genom gelning av proteinet alternativt vattenabsorption av stärkelsen. Dessa tekniker har potential att ge mycket god homogenitet i formade kroppar, vilket i sin tur skapar förut-sättningar för att uppnå god dimensionskontroll och optimala materialegenskaper.
Globulära proteiner består av polymerkonfigurationer i form av sfäriska partiklar med en storlek av ett fåtal nanometer medan stärkelsegranuler har en storlek av 5–180 μm (beroende på typ). Detta gör att proteinformning potentiellt har bättre förutsättningar vad gäller tillverkning av täta (fullt densifierade) keramer, då “proteinpartiklarna” i motsats till stärkelse-granulerna inte riskerar att efterlämna porer som kommer att finnas kvar i det sintrade materialet och utgöra kritiska defekter, dvs. ge sämre mekaniska egenskaper. Med kraftfulla sintringsmetoder, tex hetisostatisk pressning (HIP), kan emellertid full densifiering erhållas även med ett stärkelsekonsoliderat material. Både proteinformning och stärkelsekonsolidering ger stor frihet vad det gäller geometri och storlek hos en komponent liksom vad gäller formmaterial.
Alternativ formning
Därför lämpar sig båda metoderna för framtagning av prototyper och komponenter (keramiska eller metalliska) i mindre serier till rimliga kostnader. Keraminstitutet har tagit fram diverse komponenter i olika material, främst via stärkelsekonsolidering som är den mest utvecklade metoden. Utvecklingen av protein formningen fortgår dock kontinuerligt och bl.a. har tät sintrade Si3N4-, Al2O3- och ZrO2-komponenter framställts.
Tillverkaren kan tillhandahålla stöd i form av råd givning vid materialval och komponent design eller genom direkt prototyptillverkning. Vid en eventuell fortsatt kommersialisering kan hjälp ges att etablera kontakt med lämpliga producenter liksom för teknik överföring.
Vid proteinformning sker konsolideringen, omvandlingen från suspension till rigiditet, genom proteinets gelbildande förmåga, medan stärkelsegranulernas vattenabsorption är den drivande konsolideringsmekanismen vid stärkelsekonsolidering.