Il processo di stampaggio a iniezione di metallo può ottenere una produzione di componenti fini e ridurre i costi

Il processo di stampaggio a iniezione di metallo può ottenere una produzione di componenti fini e ridurre i costi

Le industrie automobilistica, industriale, medica, elettronica e delle armi da fuoco hanno un'enorme richiesta di articoli fabbricati, che devono essere precisi e accurati: forme geometriche complesse, trattamento superficiale fine e prestazioni ad alta tolleranza. Processi di produzione comuni possono fornire assistenza. È probabile che i prodotti fabbricati dalle linee di produzione di pressofusione dei metalli richiedano fasi di lavorazione aggiuntive, che possono aumentare i costi e causare scarti, mentre la microfusione può essere un metodo costoso.

 

Migliore maestria per componenti di precisione

Non c'è dubbio nell'industria manifatturiera che il proverbio dice: "Il diavolo si nasconde nei dettagli". In molte applicazioni, è sufficiente ottenere una precisione "abbastanza vicina". Lavandini e rubinetti pubblici, giocattoli in metallo per bambini, telai per ombrelli, tetti in acciaio zincato e milioni di altri prodotti possono funzionare normalmente con prestazioni a bassa tolleranza o parametri di dettaglio approssimativi. Per i componenti metallici, ci sono molti processi ben noti che possono produrre i prodotti di cui le imprese hanno bisogno.

Tuttavia, nel settore c'è anche una richiesta di componenti piccoli, durevoli e di precisione, in cui i dettagli determinano tutto. L'industria automobilistica, industriale, medica, elettronica e delle armi da fuoco ha un'enorme richiesta di manufatti, che devono essere precisi e accurati: forme geometriche complesse, trattamenti superficiali fini e prestazioni ad alta tolleranza. Processi di produzione comuni possono fornire assistenza. È probabile che i prodotti fabbricati dalle linee di produzione di pressofusione dei metalli richiedano fasi di lavorazione aggiuntive, che possono aumentare i costi e causare scarti, mentre la microfusione può essere un metodo costoso.

Esiste un metodo che può ottenere i risultati di precisione desiderati più rapidamente, ridurre gli sprechi e, in definitiva, abbassare i costi, che è il Metal Injection Moulding (MIM). Questo processo può fornire i componenti necessari per il progetto da zero, senza la necessità di lunghe operazioni di lavorazione dopo la produzione iniziale per ottenere un'eccellente finitura superficiale, un'eccellente resistenza alla corrosione e prodotti finali ad alta resistenza. MIM può anche portare notevoli risparmi sui costi, riducendo i costi fino al 50 percento rispetto ai metodi di lavorazione meccanica o fusione a cera persa.

Pertanto, è meglio considerare il MIM come un metodo di lavorazione alternativo competitivo per la lavorazione meccanica, la fusione a cera persa e la metallurgia delle polveri. Presenta i seguenti vantaggi:

Oltre la lavorazione meccanica - riduce il peso e consente l'uso di acciaio più duro. È possibile produrre singoli componenti più complessi per unire componenti per ridurre i costi e ridurre le fasi di lavorazione.

Oltre la fusione a cera persa: pareti più sottili, migliore finitura superficiale, minore lavorazione secondaria, fori più piccoli, maggiore produzione e tempi di consegna più brevi.

Oltre la metallurgia delle polveri: componenti più complessi, pareti più sottili, integrazione dei componenti, maggiore densità, maggiore robustezza e migliore resistenza alla corrosione.

MIM può anche portare notevoli risparmi sui costi, riducendo i costi fino al 50 percento rispetto ai metodi di lavorazione meccanica o fusione a cera persa

Componenti metallici di precisione realizzati con tecnologia MIM

Interpretazione MIM

Nell'industria manifatturiera, il MIM è sempre stato trascurato. È un processo maturo che esiste da molti anni, con funzioni potenti ed efficaci, ma per qualche motivo molte università non trasmettono la conoscenza MIM agli ingegneri.

MIM utilizza polvere metallica estremamente fine con una dimensione inferiore a 22 micron e un adesivo polimerico, miscelati in un rapporto di circa 6:4. Riscaldare queste miscele e renderle uniformi, quindi raffreddarle e trasformarle in materie prime granulari.

La chiave di questo processo è la combinazione di materiali e, grazie all'uso di adesivi polimerici, le materie prime risultanti sono in qualche modo simili alla plastica metallica o allo stucco. Nel processo di stampaggio si riflettono molti vantaggi della capacità di elaborazione MIM, inclusi contorni complessi, fori, raggi piccoli, loghi e testo che possono essere incorporati nei componenti. In questa fase, le materie prime vengono riscaldate e iniettate nell'attrezzatura di stampaggio e possono essere generati i componenti. Questo processo di formatura non ha quasi nessuno spreco di materie prime e, grazie all'uso diffuso di operazioni automatizzate, fornisce una soluzione di produzione economica e coerente. Pertanto, questo processo è simile allo stampaggio a iniezione di materie plastiche sotto molti aspetti e la familiarità con quest'ultimo può aiutare a semplificare qualsiasi operazione di transizione.

Una volta che i componenti sono stati stampati a iniezione, deve iniziare il processo di rimozione dell'adesivo. Utilizzando catalizzatori di chimica polimerica, rimuovi il 90 percento dell'adesivo dai componenti "verdi" con buona forma e integrità dimensionale. In questa fase, il componente viene definito "marrone", che è una matrice porosa composta da polvere metallica e sufficiente adesivo per mantenere la forma del componente. In questa fase, il peso dei componenti viene ridotto dal 7% al 10% senza restringimento.

Quindi viene eseguita la sinterizzazione per creare una forma di metallo solidificato. Durante l'intervallo di temperatura inferiore del processo di sinterizzazione, l'adesivo polimerico residuo viene bruciato. Man mano che il calore continua ad aumentare, la matrice di particelle metalliche inizia a fondersi e legarsi tra loro, rendendo la struttura più compatta e riducendo la porosità. Dopo la sinterizzazione, si verifica una densificazione sufficiente e i componenti hanno tipicamente un tasso di restringimento dal 17% al 22%, a seconda del materiale specifico.

 

Considerazioni MIM

Per i componenti fabbricati utilizzando altri processi di formatura dei metalli, quelli adatti al processo MIM sono quelli che richiedono un'estesa configurazione della lavorazione o operazioni di assemblaggio. Il vantaggio principale del MIM è che può produrre componenti metallici con forme geometriche complesse senza la necessità di lavorazioni meccaniche.

Il processo MIM non solo offre vantaggi significativi, ma ha anche requisiti e caratteristiche specifiche. In primo luogo, in termini di dimensioni, i componenti devono poter entrare in uno spazio delle dimensioni di una pallina da tennis. Altri processi dovrebbero essere considerati per componenti più grandi. Il peso del prodotto deve essere preferibilmente compreso tra {{0}},1 e 35 grammi, con uno spessore della parete uniforme compreso tra 0,030 pollici e 0,250 pollici e avere una forma geometrica autoportante durante il processo di sinterizzazione.

Il vantaggio principale del MIM è che può produrre componenti metallici con forme geometriche complesse senza la necessità di lavorazioni meccaniche.

I potenziali materiali metallici includono acciaio inossidabile (17-4, 316, 420); Acciaio a basso tenore di carbonio (FN02, FN0205, FN08, 4620, 4140, 8620), leghe di titanio e materiali magnetici dolci (FeSi3, FN50). Può anche essere acciaio per utensili, lega ad espansione controllabile e superlega.

In termini di proprietà del materiale, anche con l'uso di adesivi polimerici, la composizione del materiale è simile alle parti in acciaio prodotte in altri modi e ha una densità dell'acciaio grezzo di circa il 95% - 99% . La tolleranza durante il processo di produzione è più o meno 0,5 percento . È possibile ottenere tolleranze più rigorose, ma è necessario aggiungere una piccola quantità di materiale alle caratteristiche chiave e, in ultima analisi, raggiungere i requisiti di dimensione o posizione della caratteristica attraverso processi di lavorazione di precisione.

Quindi, considera il volume di produzione annuale richiesto. A causa del costo della realizzazione degli stampi e del funzionamento dei campioni, il MIM è adatto a volumi di produzione più elevati. Se l'output è basso, il costo fisso per unità di prodotto sarà troppo alto. Di solito, si consiglia di stimare una produzione annua di 10000 unità o superiore.

Il processo di costruzione di stampi ad iniezione necessita di un cancello; Il piano di progettazione e stampo deve includere questo. Gli angoli acuti sono punti di stress, quindi è meglio avere dimensioni di raggio maggiori in queste posizioni. L'angolo di sformo nella progettazione del componente deve essere compreso tra 0.5 º e 1 º per agevolare l'espulsione del componente. Si possono formare sia filettature interne che esterne. Ove possibile, il design del componente dovrebbe includere una superficie piana per la sinterizzazione. Diversamente, per prodotti con forme geometriche molto precise, sono richiesti dispositivi di sinterizzazione personalizzati.

Inoltre, se necessario, il processo di fabbricazione può includere la lavorazione secondaria dei componenti MIM, come il trattamento termico, la galvanica e la lavorazione meccanica, la maggior parte delle quali viene eseguita presso fornitori terzi.

Alcuni tipi di componenti non sono adatti per i processi MIM: componenti di macchine a vite, parti stampate, parti stampate di precisione, forgiati, parti stampate a freddo, leghe non ferrose, parti con tolleranze inferiori a più o meno 0.002 pollici e ingranaggi.

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Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. ha una profonda e ricca esperienza nell'elaborazione MIM, offrendo molti vantaggi come partner di produzione. Le capacità ingegneristiche e tecniche interne dell'azienda includono:

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Per lo sviluppo di nuovi materiali e lo sviluppo del prodotto, gli ingegneri dei materiali e di processo guidano lo sviluppo dei processi di costruzione di stampi, scarico della gomma e sinterizzazione.

Gli ingegneri di produzione guidano le operazioni di produzione di nuovi prodotti nel modo più efficace e coerente e possono identificare opportunità per l'utilizzo di operazioni automatizzate.

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Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. produce stampi internamente ed esegue una buona manutenzione durante l'intero ciclo di vita degli stampi, garantendo una durata utile fino a 1 milione di volte. L'azienda utilizza fonti di approvvigionamento locali per la lavorazione secondaria come la lavorazione meccanica, il trattamento termico e il rivestimento dei componenti per migliorare l'efficienza e la reattività della catena di fornitura.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. dispone anche di sistemi di gestione della qualità come ISO 9001, ISO 14001, IATF e ITAR. La nostra azienda ha dimostrato eccellenti capacità di controllo della tolleranza, che possono raggiungere prestazioni di tolleranza di più o meno 0,002 pollici senza elaborazione secondaria. E ha riconosciuto una buona coerenza dei materiali attraverso l'uso di materiali catalitici BASF, compresa la coerenza tra i lotti e la coerenza operativa dei componenti.

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