Pencetakan Suntikan Logam
Pencetakan suntikan logam (MIM) adalah proses kerja logam di mana logam halus-halus dicampurkan dengan bahan pengikat untuk membuat "bahan mentah" yang kemudian dibentuk dan diperkuat dengan menggunakan pengacuan suntikan . Proses pengacuan membolehkan jumlah yang tinggi, bahagian kompleks dibentuk dalam satu langkah. Selepas membentuk, bahagian itu menjalani operasi penghawa untuk membuang pengikat (debinding) dan menyejukkan serbuk. Produk siap ialah komponen kecil yang digunakan dalam banyak industri dan aplikasi.
Tingkah laku bahan mentah MIM dikawal oleh rheologi , kajian terhadap lumpur, penggantungan, dan cairan bukan Newton yang lain.
Oleh kerana batasan peralatan semasa, produk mesti dibentuk menggunakan kuantiti 100 gram atau kurang setiap "tembakan" ke dalam acuan. Pukulan ini boleh diagihkan ke dalam banyak rongga, menjadikan MIM kos efektif untuk produk kecil, rumit, tinggi, yang mana akan mahal untuk dihasilkan. Stok MIM boleh terdiri daripada kebanyakan logam, tetapi kebanyakannya adalah keluli tahan karat, digunakan secara meluas dalam metalurgi serbuk . Selepas pengacuan awal, pengikat bahan bakar dikeluarkan, dan zarah logam adalah penyebaran terikat dan disatukan untuk mencapai sifat kekuatan yang dikehendaki. Operasi yang terakhir biasanya menyusut produk sebanyak 15% dalam setiap dimensi.
Pasaran pengacuan suntikan logam telah berkembang dari US $ 9 juta pada tahun 1986, kepada US $ 382 juta pada tahun 2004 kepada lebih daripada US $ 1.5 bilion pada tahun 2015. Teknologi yang berkaitan adalah pengacuan suntikan serbuk seramik, yang membawa kepada kira-kira AS $ 2 bilion jumlah jualan. Kebanyakan pertumbuhan pada tahun-tahun kebelakangan ini telah berlaku di Asia.
Proses
Langkah-langkah proses melibatkan menggabungkan serbuk logam dengan polimer seperti lilin dan pengikat polipropilena untuk menghasilkan campuran "bahan bakar" yang disuntik sebagai cecair ke dalam acuan menggunakan mesin pengacuan suntikan plastik. Bahagian acuan atau "hijau" disejukkan dan dikeluarkan dari acuan. Seterusnya, sebahagian daripada bahan pengikat dihapuskan menggunakan pelarut, relau termal, proses pemangkin, atau gabungan kaedah. Bahagian yang terhasil, rapuh dan berliang (40 peratus "udara"), berada dalam keadaan yang dipanggil "coklat" peringkat. Untuk meningkatkan pengendalian seringkali perdebatan dan sintering digabungkan menjadi satu proses tunggal. Sintering memanaskan serbuk ke suhu berhampiran titik lebur dalam relau suasana pelindung untuk menegaskan zarah menggunakan kuasa kapilari dalam proses yang dipanggil sintering . Bahagian MIM sering disinter pada suhu hampir cukup tinggi untuk mendorong pencairan separa dalam proses yang dinamakan sintering fasa cecair. Sebagai contoh, keluli tahan karat boleh dipanaskan hingga 1350 hingga 1400 darjah Celcius). Kadar penyinaran adalah tinggi yang menyebabkan penyusutan dan kepadatan tinggi. Sekiranya dilakukan dalam vakum, ia adalah biasa untuk mencapai kepadatan pepejal 96-99%. Logam produk akhir mempunyai sifat mekanikal dan fizikal yang setanding dengan bahagian anne yang dibuat menggunakan kaedah kerja logam klasik. Cat rawatan haba sintering untuk MIM adalah sama dengan laluan fabrikasi lain, dan dengan ketumpatan tinggi komponen MIM adalah serasi dengan rawatan penyaman logam seperti penyaduran , pemalasan , penyepuhlindapan, pengkarbonan, nitriding, dan pengerasan pemendakan.
Permohonan
Tingkap kelebihan ekonomi dalam bahagian acuan suntikan logam terletak pada kerumitan dan kelantangan untuk bahagian-bahagian kecil. Bahan MIM adalah setanding dengan logam yang dibentuk oleh kaedah bersaing, dan produk akhir digunakan dalam pelbagai industri, komersil, perubatan, pergigian, senjata api, aeroangkasa , dan aplikasi automotif . Toleransi dimensi ± 0.3% adalah biasa dan pemesinan diperlukan untuk toleransi yang lebih dekat. MIM boleh menghasilkan bahagian-bahagian di mana ia adalah sukar, atau bahkan mustahil, untuk menghasilkan barangan secara efisien melalui fabrikasi lain. Secara idealnya, sekurang-kurangnya 75 spesifikasi dimensi dalam komponen hanya saiz maksimum 25 mm dan 10 g jisim adalah yang terbaik - contohnya diperlukan untuk kes jam tangan, palam telefon selular dan engsel komputer riba. Peningkatan kos bagi kaedah pembuatan tradisional yang wujud dengan kerumitan sebahagian, seperti benang dalaman / luaran, pengecilan kecil, atau menandakan identiti, biasanya tidak meningkatkan kos dalam operasi MIM disebabkan oleh fleksibiliti pengacuan suntikan.
Keupayaan reka bentuk lain yang boleh dilaksanakan ke dalam operasi MIM termasuk kod produk, nombor bahagian, atau setem tarikh; bahagian yang dibuat untuk berat bersih mereka mengurangkan sisa bahan dan kos; Ketumpatan dikawal hingga 95-98%; Penggabungan bahagian dan Geometri 3D Kompleks .
Keupayaan untuk menggabungkan beberapa operasi ke dalam satu proses memastikan MIM berjaya menjimatkan masa utama serta kos, memberikan manfaat yang signifikan kepada pengeluar. Proses pengacuan suntikan logam mungkin merupakan teknologi hijau kerana pengurangan ketara dalam pembaziran berbanding dengan kaedah pembuatan "tradisional" seperti 5 pemesinan CNC paksi. Walau bagaimanapun, beberapa operasi yang lebih lama menjana pengeluaran toksik seperti formaldehid, membuang pelarut berklorin, dan mesti membakar lilin atau polimer lain, yang membawa kepada pelepasan gas rumah hijau.
Terdapat pelbagai jenis bahan yang tersedia apabila menggunakan proses MIM. Proses kerja logam tradisional sering melibatkan sejumlah besar sisa bahan, yang menjadikan MIM sebagai pilihan yang sangat efisien untuk fabrikasi komponen kompleks yang terdiri daripada aloi mahal / istimewa ( kobalt-chrome , 17-4 keluli tahan karat PH , aloi titanium dan karbida tungsten ). MIM adalah pilihan yang berdaya maju apabila spesifikasi dinding sangat nipis (iaitu, 100 mikrometer) diperlukan. Selain itu, kehendak EMI ( Keupayaan Elektromagnetik ) telah memberikan cabaran unik, yang berjaya dicapai melalui penggunaan aloi khusus.