www.vibrom.cz

CZPLRUENDEESFARSI
 

MIM-технология

MIM-технология (Metal Injection Moulding ) является современным технологическим процессом для производства мелких металлических деталей. Подходит для приложений, требующих точные размерные параметры, и охватывают годовой объем производства не менее 5000 штук. В настоящее время можно использовать широкое разнообразие металлических материалов - начиная конструкционной сталью и нержавеющей сталью, вплоть до титана или вольфрама. MIM-технология точно выражает пять основных характеристик: высокое качество готовой поверхности, гибкость материала, низкие производственные затраты, комплексность формы и воспроизводимость.

Процесс МИМ-технологии

МИМ-технология основана на сочетании двух широко используемых методов - технологии впрыскивания термопластов и обычной порошковой металлургии. В классической порошковой металлургии мелкие металлические порошки прессуются под высоким давлением в пресс-форму и спекаются при высокой температуре (около 1300 ° С). Материал соединен лишь при спекании, когда протекает объемная диффузия. При использовании МИМ-технологии происходит впрыскивание смеси мелкого металлического порошка и связующего на впрыскивающих прессах, которые почти идентичны с прессами, используемыми для впрыскивания термопластов. Исходное сырье для МИМ-технологии представляет собой смесь связующего вещества и мелкого металлической порошка, так называемый feedstock. Металлический порошок получают путем распыления металла, размер частиц из металла колеблется от 5 до 20 μм. Связующее составляет примерно от 10 до 20% веса смеси. Связующий компонент образует полимер, и от его вида зависит удаление связующего. Связующее нагнетанием и смешиванием связано с порошком и полученный продукт гранулируют. Feedstock, как правило, поставляемый в продаже продукт, который подходит для прямой обработки, потому что он поставляется в виде гранул. Сегодня на рынке широкий спектр металлов, которые обрабатываются посредством технологии-МИМ: сплавы железа, никель, легированные стали, титан, вольфрам и др. К наиболее часто используемому связующему принадлежит полиэтиленгликоль (ПЭГ), который необходимо отмачивать в воде и затем термически разложить. К другим часто используемым связующим относятся парафины, у которых тоже термическое разложение и полиоксиметилен (POM), который необходимо разлагать каталитически.

Обработка сырья впрыскиванием проходит таким же способом, как при впрыскивании термопластов. В обогреваемом впрыскивающем устройстве пресса проходит пластификация сырья под действием трения и температуры 150-200 ° С. Расплавленный материал впрыскивают через сопло в томленную формовку. Охлажденное изделие удаляют из формовки и оно отобрано. Хрупкое изделие в этой стадии процесса называется «green body».


Обращение МИМ части после формования

Впрыскивающие прессы для обработки металлических порошков требуют специальную геометрию червяка. В случае обработки твердых металлов необходимо обеспечить защиту от износа червяка, наконечника червяка, цилиндра и блокировки обратного потока отделкой поверхности. Истирание материала выше приведенных частей пресса способствовало бы загрязнению сырья. Форма части должна быть равномерно темперирована. При проектировании формы для МИМ-технологии важно учитывать усадку изделия, которая в зависимости от связующей системы представляет собой до 30% от первоначального объема детали.

Как уже упоминалось во введении, метод удаления связующего зависит от вида примененной связующей системы. Существуют четыре основных вида выжигания: термическое разложение связующего, каталитическое разложение связующего, растворение связующего и гелеобразование с последующим испарением связующего. Этим шагом происходит удаление большей части связующего и изделие на этой стадии называют "brown body".

Последним шагом процесса является спекание, что приводит к вторичному удалению связующего, к формированию шейки между частицами металла и к усадке внутренних поров, которые являются остатком после выжигания. Спекание осуществляется в контролируемой атмосфере (азот, водород, аргон, ...) и температура спекания находится на точке плавления металла. На этом этапе процесса необходимо обратить внимание на помещение изделий в печи. Если изделия неправильно подставлены, происходит деформация и коробление. Спекание является наиболее важным шагом с точки зрения усадки, плотности и точности размеров изделия.

При контроле качества изделий следят за следующими параметрами: поверхностные и находящиеся под поверхностью дефекты, точные размеры, твердость и плотность. Полученный продукт МИМ-технологии представляет собой часть, плотность которой 95-99% от теоретической плотности. Обладает сопоставимыми механическими и физическими свойствами как выходы обыкновенных методов металлообработки. Изделия могут далее термически обогащаться и их поверхность отделываться.

Когда целесообразно использовать МИМ-технологии?

МИМ-технология подходит для изготовления компонентов до максимальной массы 200 г, достижимая точность этого производственного процесса составляет ± 0,3%. Основные допуски определяются по стандартам ИСО (ISO 7151). Можно изготавливать детали сложной формы, такие, как прессованные компоненты, которые производились с помощью обычных методов из нескольких частей, и затем прессовались вместе взятые. Теперь их можно сделать в один шаг. Изделия могут иметь ребра жесткости, глухие отверстия, выступы, штифты и внутренние и внешние винтовые нарезки. Кроме того можно изготавливать детали с различной толщиной стенок в разных местах детали, минимальная толщина стенки - 0,2 мм. С экономической точки зрения является МИМ-технология идеальной для поставок объемом производства 5000 шт/год. Цена сложных деталей, изготовленых МИМ-технологией, значительно ниже, чем стоимость деталей, произведенных с помощью классических методов, такими как обработка или литье.

В настоящее время вы можете найти изделия, изготовленные с использованием МИМ-технологии почти во всех отраслях начиная электроникой, автомобильной промышленностью вплоть до медицинских приложений. Одними из первых были произведены детали для военной промышленности, где с помощью этой технологии производятся некоторые составные части оружия. В качестве примера использования в обиходной жизни можно привести металлические корпусы для механизмов часов и части этих механизмов.

Источники:

  1. GERMAN, Randall M a Animesh BOSE. Injection molding of metals and ceramics. Princeton, N.J., U.S.A.: Metal Powder Industries Federation, c1997, 413 p.ISBN 18-789-5461-X.
  2. PETZOLDT, Frank. Managing quality in the complete Metal Injection Moulding process chain. Powder Injection Moulding. 2014, вып. 8, часть 2, стр.7-45.
  3. Catamold ® исходное сырье для впрыскивания порошков: обработка - свойства - применение, Технические информации, BASF Aktiengesellschaft, 2007.
  4. Kinetics: Metal Injection Moulding [online]. 2014 [цит.2014-07-04]. Доступно на: http://www.kinetics.com/
  5. MIM Advantages. Indo-MIM [online]. [Цит.04.07.2014]. Доступно на: http://www.indo-mim.com/mimAdvantages.html