Quali fasi sono coinvolte nel processo di formatura delle parti elettroniche stampate a iniezione di metallo?

Quali fasi sono coinvolte nel processo di formatura delle parti elettroniche stampate a iniezione di metallo?

 

Stampaggio ad iniezione di metalliè una piccola parte metallica adatta alla produzione in serie. A differenza dello stampaggio a iniezione, queste parti possono essere geometricamente complesse e avere pareti e dettagli sottili. La polvere metallica utilizzata consente l'uso di varie leghe di metalli ferrosi e non ferrosi e proprietà del materiale (resistenza, durezza, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, ecc.) per avvicinarsi a quelle dei metalli forgiati. Inoltre, poiché il metallo non viene fuso nel processo MIM (a differenza del processo di fusione del metallo), la superlega può essere utilizzata senza alcun impatto negativo sulla durata dell'utensile. La parte MIM comune del metallo include i seguenti contenuti:

Acciaio debolmente legato; acciaio inossidabile; Acciaio rapido; palo di ferro; lega di cobalto; Lega di rame; lega di nichel; lega di tungsteno; Lega di titanio.

Le parti elettroniche stampate a iniezione di metallo si trovano in molti settori, tra cui quello aerospaziale, automobilistico, dei beni di consumo, medico/dentale e delle telecomunicazioni. I componenti MIM possono essere trovati in telefoni cellulari, articoli sportivi, utensili elettrici, strumenti chirurgici e vari dispositivi elettronici e ottici.

Il processo di formatura delle parti elettroniche di stampaggio a iniezione di metallo comprende le seguenti fasi:

Preparazione della materia prima - Il primo passo è creare una miscela di polvere di metallo e polimero. La polvere metallica utilizzata qui è più fine (di solito 20 micron) rispetto a quelle utilizzate nei tradizionali metodi di metallurgia delle polveri. La polvere metallica viene miscelata con un legante termoplastico caldo, raffreddata e quindi granulata per formare una materia prima uniforme. Le materie prime ottenute sono tipicamente il 60% di metallo e il 40% di polimero (volume).

Stampaggio a iniezione: le materie prime in polvere vengono stampate nello stampaggio a iniezione di materie plastiche utilizzando le stesse attrezzature e strumenti. Tuttavia, la cavità dello stampo è progettata per rappresentare circa il 20% del restringimento nel processo di sinterizzazione. Nel ciclo di iniezione, la materia prima viene fusa e iniettata nella cavità dello stampo, dove viene raffreddata e solidificata nella forma del pezzo. Una parte del "verde" stampato viene espulsa e quindi pulita per rimuovere tutta la memoria flash.

Sgrassaggio - Questo passaggio rimuove l'adesivo dal polimero metallico. In alcuni casi, la parte "verde" del primo solvente sgrassato viene posta in acqua o bagno chimico per sciogliere la maggior parte dell'adesivo. Dopo questa fase si esegue lo sgrassaggio termico o presinterizzazione. Una parte di "verde" viene riscaldata in un forno a bassa temperatura per rimuovere l'adesivo polimerico per evaporazione. Di conseguenza, la restante parte metallica "marrone" conterrà circa il 40 percento dello spazio vuoto attraverso il volume.

La fase successiva alla sinterizzazione è la sinterizzazione per ridurre lo spazio vuoto di circa il 1-5 percento , con conseguente alta densità della parte "marrone" (95-99 percento ) della parte metallica nel forno ad alta temperatura (fino a 2500 gradi F). Il gas inerte utilizzato nel forno è nell'atmosfera e raggiunge la temperatura?? Vicino all'85 percento del punto di fusione del metallo. Questo processo eliminerà i pori del materiale, determinando una parziale riduzione al 75-85 percento delle sue dimensioni di stampaggio. Tuttavia, questo restringimento è uniforme e può essere previsto con precisione. La parte ottenuta mantiene l'elevata tolleranza della forma stampata originale, ma ora ha una densità molto più elevata.

Dopo il processo di sinterizzazione, non è necessaria alcuna operazione secondaria per migliorare la tolleranza o la finitura superficiale. Tuttavia, come una parte di un metallo fuso, è possibile eseguire alcuni processi secondari per aumentare le funzioni, migliorare le proprietà del materiale o assemblare altre parti. Ad esempio, la parte MIM può essere lavorata, trattata termicamente o saldata.

Regole di progettazione per lo stampaggio a iniezione di metalli (MIM):

Quando la parte di progettazione viene realizzata con MIM, si applicano ancora la maggior parte delle regole di progettazione per lo stampaggio a iniezione di materie plastiche. Tuttavia, ci sono alcune eccezioni o aggiunte, come le seguenti:

Spessore della parete - Come per lo stampaggio a iniezione di materie plastiche, lo spessore della parete deve essere ridotto al minimo e mantenuto uniforme in tutto il componente. Vale la pena notare che nel processo MIM, la riduzione dello spessore della parete non solo riduce la quantità di materiale e il tempo di ciclo, ma riduce anche il tempo di sgrassaggio e sinterizzazione.

Bozza - A differenza dello stampaggio a iniezione, molte parti MIM non richiedono alcuna bozza. È più facile utilizzare adesivi polimerici da stampi rispetto alla maggior parte dei polimeri stampati a iniezione nelle versioni in materiale in polvere. Inoltre, i componenti MIM vengono completamente raffreddati e ristretti attorno alla funzione di stampaggio prima della spruzzatura, perché la miscela di polvere metallica richiede più tempo per raffreddarsi.

Supporto per la sinterizzazione - Durante la sinterizzazione, i componenti MIM devono essere adeguatamente supportati, altrimenti potrebbero deformarsi a causa del restringimento. Progettando la superficie piana delle parti sullo stesso piano, è possibile utilizzare il vassoio di supporto piano standard. In caso contrario, possono essere necessari vettori personalizzati più costosi.

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