Photopolymerised sacrificial moulds for the indirect manufacture of ceramics and metals: Joint design of injection stability and aqueous removal with partial binder extraction

Abstract Indirect manufacturing with printed moulds allows the geometric freedom of photopolymerisation to be combined with the feedstocks used in ceramic and metal powder injection moulding. Its potential increases when the mould can be removed in water and the feedstock binder contains a fraction that is also extractable in that medium. The two operations can share a stage, although mould removal simultaneously changes water access and mechanical support for the part. This article analyses that interaction and proposes a design criterion connecting printed mould quality, stability during injection, the evolution of the part in the bath and quality after sintering. Published experimental evidence, manufacturer documentation and analytical deductions are distinguished. The article develops a mechanical approximation to explain the sensitivity of slender internal walls, a balance that separates mould removal from binder extraction, and a comparative protocol organised by process stage. The potential advantage of the indirect route lies in selecting separately the material that defines the geometry and the system that holds the powder together. Its usefulness must be demonstrated through geometry, integrity, time and cost per accepted part. This work is an analysis and methodological proposal; it reports no new experimental results and does not establish general superiority over direct printing. Resumen La fabricación indirecta mediante moldes impresos permite combinar la libertad geométrica de la fotopolimerización con los feedstocks utilizados en el moldeo por inyección de polvos cerámicos y metálicos. Su interés aumenta cuando el molde puede retirarse en agua y el binder del feedstock contiene una fracción también extraíble en ese medio. Ambas operaciones pueden compartir una etapa, aunque la desaparición del molde modifica simultáneamente el acceso del agua y el soporte mecánico de la pieza. Este artículo analiza esa interacción y propone un criterio de diseño que conecta la calidad del molde impreso, su estabilidad durante la inyección, la evolución de la pieza en el baño y la calidad después del sinterizado. Se distinguen la evidencia experimental publicada, la documentación técnica del fabricante y las deducciones del análisis. Se desarrolla una aproximación mecánica para explicar la sensibilidad de paredes internas esbeltas, un balance que separa la retirada del molde de la extracción del binder y un protocolo comparativo por etapas. La ventaja potencial de la ruta indirecta reside en poder seleccionar por separado el material que define la geometría y el sistema que cohesiona el polvo. Su utilidad debe demostrarse mediante geometría, integridad, tiempo y coste por pieza aceptada. El trabajo constituye un análisis y una propuesta metodológica; no presenta nuevos resultados experimentales ni establece superioridad general frente a la impresión directa. Version 1 / Versión 1. English and Spanish editions of the same work / Ediciones en inglés y español de la misma obra. Author / Autor: Juan Segurola. 3Dresyns by Resyner Technologies S.L.Correspondence / Correspondencia: [email protected]: https://orcid.org/0009-0004-9651-7684