[Technologie] Neue Metallspritzgusstechnologie: μ- Einführung in den MIM- und 2C-MIM-Prozess

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Tatsächlich ist es nicht zu neue Technologie. Es wurde in der Produktion verwendet^_^

In den letzten Jahren wurde mit dem Ziel, Metalle und Legierungen herzustellen, die für die Massenproduktion von Mikroteilen und mikrostrukturierten Oberflächen verwendet werden können, das Mikro-Metall-Spritzgussverfahren (μ-MIM) entwickelt. μ-MIM hat die Verfügbarkeit von Metallen und Legierungen für Mikroanwendungen stark verbessert, wie z. B. neue Materialien mit hoher Temperaturstabilität, Festigkeit und Zähigkeit sowie Wärmeleitfähigkeit und Magnetismus.

Darüber hinaus ermöglicht das von MIM entwickelte Bimetall-Fertigungsverfahren im Vergleich zum Mikrospritzgießen von Kunststoffen das Verbinden zweier unterschiedlicher Metallwerkstoffe (Bimetall-Co-Injektion) während des Spritzgießprozesses.

Der kleine Redakteur hat einige Inhalte aus den Branchenwerken herausgezogen und kurz die aktuelle Situation dieser beiden Prozesse vorgestellt.

1. Bimetall-Co-Injektion 2C-MIM (Zwei-Komponenten-MIM)

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Titanimplantate mit poröser Oberfläche und dichtem Innenkern

Als Verfahren zur Herstellung von Bimetallteilen wurde das 2C-MIM-Verfahren (Zweikomponenten-MIM) entwickelt. Der Hauptvorteil des 2K-MIM-Verfahrens besteht darin, dass in einem Produktionsprozess zwei Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften direkt miteinander kombiniert werden können, wodurch nachfolgende Verbindungsoperationen (z. B. Schweißen, Nieten, Befestigen, Montieren usw.) reduziert werden.

Die Palette der Teile, die 2C-MIM herstellen kann, umfasst Hohlteile mit komplexen Innenstrukturen bis hin zu flexiblen, abnehmbaren Komponenten.

Ziel aller Studien ist es, technische Teile mit erweiterter Funktionalität zu günstigen Kosten herzustellen. Für leicht verschleißende Teile können harte oder verschleißfeste Materialien nur zur lokalen Verstärkung an Schlüsselstellen wie Reibflächen verwendet werden, und andere Strukturteile können aus relativ kostengünstigen Materialien hergestellt werden.

Um Bimetallteile herzustellen, reicht es nicht aus, nur die Spritzgussform der beiden Spritzgussmaterialien zu verstehen. Der Schlüssel ist, dass die beiden Materialien in demselben Ofen und unter derselben Sinteratmosphäre gesintert werden können müssen. Da die Schrumpfung der beiden Teile während des Sinterns unterschiedlich ist, kann es zu Delaminierung oder Rissbildung kommen. Wenn sich schädliche Phasen bilden, diffundieren auch Legierungselemente entlang der Grenze, was die Leistung des Materials verringert.

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17-4Zugprobe aus PH/316L-Verbundwerkstoff, hergestellt durch Co-Injektion

Durch aufeinander abgestimmte Verarbeitungsfaktoren kann die Qualität von 2K-MIM-Teilen optimiert werden. Aufgrund seiner einzigartigen Fähigkeit kann ein Teil ohne Montagevorgang unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen. Daher wird das 2C-MIM-Verfahren sicherlich den Anwendungsmarkt der MIM-Industrie erweitern.

2. Mikro-Metall-Spritzgussverfahren (μ-MIM)

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Mikroinjektions-Reaktionsgefäß aus Edelstahl

Produkte und Systeme tendieren zur Miniaturisierung, was bedeutet, dass die Struktur- und Funktionsteile in komplexen Systemen immer kleiner werden.

Dies erfordert nicht nur die Verwendung fortschrittlicher Materialien mit geeigneten physikalischen Eigenschaften, sondern auch die Mikrominiaturisierung geometrischer Merkmale, um die Anzahl integrierter Funktionen zu erhöhen.

Daher ist es notwendig, hochwirksame und zuverlässige Verfahren zur Herstellung von Mikroteilen oder Mikrostrukturteilen zu entwickeln. Mikrostrukturteile, die durch MIM hergestellt werden, können verwendet werden, um Kunststoffteile zu ersetzen, um die Vorteile der mechanischen Eigenschaften, der Korrosionsbeständigkeit oder der hohen Temperatur zu erhalten Leistung von Metallwerkstoffen.

Der Erfolg dieses neuen Herstellungsverfahrens basiert auf der Tatsache, dass sein wettbewerbsfähiger Prozess durch verarbeitbare Materialien oder große Produktionskapazitäten begrenzt ist und es keinen Kakaoersatzstoff μ-MIM gibt.

Die LIGA-Technologie (Kombination aus Photolithographie und Galvanoformung) ist im Allgemeinen nur auf 2D-Geometrie anwendbar und wird durch die Galvanoformung in der Materialauswahl eingeschränkt.

Andere Technologien wie elektrochemische Mikrofertigungsverfahren, Mikrofräs- und Mikroschleiftechnologien stammen alle aus der siliziumbasierten Mikroelektronikindustrie und haben alle die Fähigkeit, Probleme von nur 1 μ zu lösen. ist jedoch nicht für die Massenproduktion von 3D-Teilen geeignet.

Verwenden Sie jetzt μ- Die Strukturgröße von Mikroteilen, die durch MIM hergestellt werden, kann bis zu 5 μm betragen. Um jedoch die Leistung beispielsweise entsprechend den Fließeigenschaften oder der Form des Teils zu optimieren, haben die Menschen ein vollständig mögliches μ- Submikron- oder Nanometer-Spritzgussmaterial entwickelt, das für MIM erforderlich ist.

Im Allgemeinen kann MIM bei Mikroteilen Merkmale replizieren, die etwa das 10-fache der durchschnittlichen Partikelgröße betragen, was besonders für Mikroteile gilt. Wenn Sie kleinere Merkmale herstellen möchten, müssen Sie feineres Pulver auftragen. Jetzt verfügbares Metallpulver 1 μm. Einige Pulver sind zu aktiv, um Pulver dieses Größenbereichs herzustellen (z. B. Ti), während andere Metallpulver durch spezielle Zerstäubung leichter herzustellen sind (z. B. Edelstahl).

Wenn der Partikelgrößenbereich des Pulvers kleiner als 1 μm ist, sollten spezielle Injektionsmaterialien verwendet werden, um sich an die Probleme anzupassen, die durch das großflächige Spritzgießen und Entfetten des Pulvers verursacht werden.

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Zahnrad und Laufrad aus Edelstahl mit Mikroinjektion

Jetzt? μ-MIM befindet sich noch in der Kultivierungsphase und entwickelt sich im Allgemeinen parallel zum 2C-MIM-Prozess. Zunächst einmal wurden diese beiden Prozesse in der Produktion eingesetzt, aber beide befinden sich im Prozess der Technologieeinführung und Machbarkeitsstudie für verschiedene Mikroteile oder Mikrostrukturteile.

Auf dem Weg zum erfolgreichen Markteintritt sind vorläufige wettbewerbsfähige Forschungs- und Entwicklungsziele Schlüsselarbeit, aber nur durch Fokussierung auf 2C in der Industrie- μ- Die Möglichkeit von MIM, Materialien und Produktionsprozesse zu entwickeln, gekoppelt mit der Ausbildung von Ingenieuren und Technikern Personal, kann einen echten Durchbruch erzielen.