[Tecnologia] Nuova tecnologia di stampaggio a iniezione di metalli: μ- Introduzione al processo MIM e 2C-MIM

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In realtà, non è una tecnologia troppo nuova. È stato utilizzato nella produzione^_^

Negli ultimi anni, con l'obiettivo di produrre metalli e leghe utilizzabili per la produzione in serie di microparti e superfici di microstrutture, è stato sviluppato il processo di stampaggio a iniezione di micrometalli (μ-MIM). μ-MIM ha notevolmente migliorato la disponibilità di metalli e leghe per micro applicazioni, come nuovi materiali con stabilità alle alte temperature, resistenza e tenacità, nonché conduttività termica e magnetismo.

Inoltre, rispetto al microstampaggio a iniezione di materie plastiche, μ- Il processo di produzione bimetallico sviluppato da MIM consente di collegare insieme due diversi materiali metallici (co-iniezione bimetallica) durante il processo di stampaggio a iniezione.

Il piccolo editore ha estratto alcuni contenuti dalle opere del settore e ha introdotto brevemente la situazione attuale di questi due processi.

1. Co-iniezione bimetallica 2C-MIM (MIM a due componenti)

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Impianti in titanio con superficie porosa e nucleo interno denso

Come metodo di produzione di parti bimetalliche, è stato sviluppato il processo 2C-MIM (Two-Component MIM). Il vantaggio principale del processo 2C-MIM è che in un processo produttivo è possibile combinare direttamente due materiali con proprietà diverse, riducendo così le successive operazioni di connessione (come saldatura, rivettatura, assemblaggio di fissaggio, ecc.).

La gamma di parti che 2C-MIM è in grado di produrre comprende parti cave con strutture interne complesse fino a componenti staccabili flessibili.

Lo scopo di tutti gli studi è produrre parti ingegneristiche con funzionalità avanzate a un costo vantaggioso. Per le parti che sono facili da indossare, i materiali duri o resistenti all'usura possono essere utilizzati solo per il rinforzo locale in parti chiave come le superfici di attrito e altre parti strutturali possono essere realizzate con materiali relativamente economici.

Per produrre parti bimetalliche, non è sufficiente comprendere semplicemente la forma dello stampaggio a iniezione dei due materiali di iniezione. La chiave è che i due materiali devono poter essere sinterizzati nello stesso forno e nella stessa atmosfera di sinterizzazione. Poiché il restringimento delle due parti è diverso durante la sinterizzazione, può causare delaminazione o screpolature. Inoltre, quando si formano fasi dannose, anche gli elementi di lega si diffondono lungo il confine, il che riduce le prestazioni del materiale.

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17-4Campione di trazione composito PH/316L preparato mediante co-iniezione

Coordinando i fattori di lavorazione, è possibile ottimizzare la qualità delle parti 2C-MIM. Grazie alla sua capacità unica, una parte può avere diverse proprietà del materiale senza alcuna operazione di assemblaggio. Pertanto, il processo 2C-MIM amplierà sicuramente il mercato delle applicazioni del settore MIM.

2. Processo di stampaggio a iniezione di micrometalli (μ- MIM)

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Recipiente di reazione in acciaio inossidabile per microiniezione

Prodotti e sistemi tendono alla miniaturizzazione, il che significa che la struttura e le parti funzionali nei sistemi complessi diventeranno sempre più piccole.

Ciò richiede non solo l'uso di materiali avanzati con proprietà fisiche appropriate, ma anche la microminiaturizzazione delle caratteristiche geometriche, in modo da aumentare il numero di funzioni integrate.

Pertanto, è necessario sviluppare metodi altamente efficaci e affidabili per la produzione di microparti o parti di microstruttura μ- Le parti di microstruttura prodotte da MIM possono essere utilizzate per sostituire le parti in plastica per ottenere i vantaggi delle proprietà meccaniche, della resistenza alla corrosione o alle alte temperature prestazioni dei materiali metallici.

Il successo di questo nuovo processo di produzione si basa sul fatto che il suo processo competitivo è limitato dai materiali lavorabili o dalla grande capacità produttiva e non esiste un sostituto del cacao μ-MIM.

La tecnologia LIGA (combinazione di fotolitografia ed elettroformatura) è generalmente applicabile solo alla geometria 2D ed è limitata dall'elettroformatura nella selezione dei materiali.

Altre tecnologie, come i metodi di microproduzione elettrochimica, le tecnologie di microfresatura e micromolatura, provengono tutte dall'industria microelettronica basata sul silicio e hanno tutte la capacità di risolvere problemi piccoli come 1 μ La capacità di m caratteristiche, tuttavia, non è adatto per la produzione in serie di parti 3D.

Ora, usa μ- La dimensione caratteristica delle microparti prodotte da MIM può essere piccola fino a 5 μ m. Tuttavia, al fine di ottimizzare le prestazioni, ad esempio, in base alle caratteristiche di flusso o alla forma della parte, le persone hanno sviluppato materiali di iniezione speciali μ-submicron o nanometri completamente possibili richiesti da MIM.

In generale, per le microparti, il MIM può replicare le caratteristiche circa 10 volte la dimensione media delle particelle, che è particolarmente applicabile per le microparti. Se vuoi produrre elementi più piccoli, devi applicare una polvere più fine. Ora, polvere di metallo disponibile 1 μ m. Alcune polveri sono troppo attive per produrre polveri di questo intervallo di dimensioni (ad esempio, Ti), mentre altre polveri metalliche sono più facili da produrre mediante atomizzazione speciale (ad esempio, acciaio inossidabile).

Se la gamma di dimensioni delle particelle della polvere è inferiore a 1um, è necessario utilizzare materiali di iniezione speciali per adattarsi ai problemi causati dallo stampaggio ad iniezione di ampia superficie e dallo sgrassaggio della polvere.

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Ingranaggio e girante in acciaio inox a microiniezione

Ora? μ-MIM è ancora in fase di coltivazione e generalmente si sta sviluppando parallelamente al processo 2C-MIM. Prima di tutto, entrambi questi processi sono stati utilizzati nella produzione, ma entrambi sono in fase di introduzione tecnologica e studio di fattibilità su varie microparti o parti di microstruttura.

Sulla strada per entrare con successo nel mercato, gli obiettivi preliminari di ricerca e sviluppo competitivi sono un lavoro chiave, ma solo concentrandosi su 2C nel settore- μ- La possibilità di MIM di sviluppare materiali e processi di produzione, insieme alla formazione di ingegneria e tecnici personale, può ottenere una vera svolta.