Mótun málmsins
Málmsprautun (MIM) er málmsmíði þar sem fínpúðuðu málmi er blandað saman við bindiefni til að búa til „fóðurefni“ sem síðan er mótað og storkið með sprautumótun . Mótunarferlið gerir það kleift að móta mikið magn, flókna hluta í einu skrefi. Að mótun lokinni gengst hlutinn undir aðhaldsaðgerðir til að fjarlægja bindiefnið (bindingu) og þétta duftið. Lokaðar vörur eru litlir íhlutir notaðir í mörgum atvinnugreinum og forritum.
Hegðun MIM-hráefnis ræðst af gervigreind , rannsókn á seyru, sviflausn og öðrum vökvum sem ekki eru frá Newton.
Vegna núverandi tækjabúnaðar verður að móta vörur með því að nota 100 grömm eða minna fyrir hvert „skot“ í moldina. Þessu skoti er hægt að dreifa í mörg holrúm, sem gerir MIM hagkvæmt fyrir litlar, flóknar vörur í miklu magni, sem annars væri dýrt að framleiða. MIM hráefni getur verið samsett úr ofgnótt af málmum, en algengast er að ryðfríu stáli, mikið notað í duftmálmvinnslu . Eftir upphafsmótunina er fóðurbindiefnið fjarlægt og málmagnirnar dreifðar bundnar og þéttar til að ná fram þeim styrkleikareiginleikum sem óskað er. Síðarnefndu aðgerðin rýrir vöruna venjulega um 15% í hverri vídd.
Markaður fyrir málminnsprautun hefur vaxið úr 9 milljónum Bandaríkjadala árið 1986 í 382 milljónir Bandaríkjadala árið 2004 í meira en 1,5 milljarða dala árið 2015. Tengd tækni er keramísk duftinnsprautun, sem leiðir til um það bil 2 milljarða Bandaríkjadala sala. Mestur vöxtur undanfarinna ára hefur verið í Asíu.
Ferli
Aðferðarþrepin fela í sér að sameina málmduft með fjölliður eins og vax og pólýprópýlen bindiefni til að framleiða „fóðurblandan“ sem er sprautað sem vökvi í mót með plastprautuvélum. Mótaða eða „græni hlutinn“ er kældur og kastað úr moldinni. Næst er hluti bindiefnisefnisins fjarlægður með því að nota leysi, hitauðaofna, hvataaðferð eða sambland af aðferðum. Sá, brothætti og porous (40 rúmmál prósenta „loft“) hluti, sem myndast, er í ástandi sem kallast „brúna“ sviðið. Til að bæta meðhöndlun eru oft bindingar og sintrun sameinuð í eitt ferli. Sindra hitar duftið við hitastig nálægt bræðslumarki í hlífðarloftsofni til að þétta agnirnar með því að nota háræðaraflið í ferli sem kallast sintering . MIM hlutar eru oft hertir við hitastig sem er næstum nógu hátt til að framkalla bráðnun að hluta til í aðferð sem kallast fljótandi fasa sintering. Til dæmis gæti ryðfríu stáli verið hitað í 1350 til 1400 gráður á Celsíus). Dreifingarhlutfall er hátt sem leiðir til mikillar rýrnunar og þéttingar. Ef það er framkvæmt í lofttæmi er algengt að ná 96–99% fastþéttleika. Lokaafurðarmálmurinn hefur sambærilega vélræna og eðlisfræðilega eiginleika með glituðum hlutum sem gerðir eru með klassískum málmvinnsluaðferðum. Meðhöndlun eftir sintrun hitastigs fyrir MIM er sú sama og á öðrum framleiðslugöngum, og með miklum þéttleika er MIM íhluturinn samhæfur við málmmeðhöndlunarmeðferðir eins og málun , passiverun , glæðingu, kolefni, nitriding og úrkomu hert.
Forritin
Gluggi efnahagslegs ávinnings í málmsprautuðum mótuðum hlutum liggur í margbreytileika og rúmmáli fyrir smáa hluti. MIM efni eru sambærileg við málm sem er mynduð með samkeppnisaðferðum og lokaafurðir eru notaðar í fjölmörgum iðnaðar-, verslunar-, læknisfræðilegum, tannlækningum, skotvopnum, geimferðum og bifreiðum . Málþol ± 0,3% eru algeng og vinnsla er nauðsynleg til að ná lengra vikmörkum. MIM getur framleitt hluti þar sem erfitt er, eða jafnvel ómögulegt, að framleiða hlut með skilvirkum hætti. Helst er að minnsta kosti 75 víddar forskriftir í íhluti með aðeins 25 mm hámarksstærð og 10 g massa best - eins og til dæmis krafist er fyrir vöktunartæki, farsímainnstungur og lamir fyrir fartölvur. Aukinn kostnaður við hefðbundnar framleiðsluaðferðir sem felast í flækjum að hluta, svo sem innri / ytri þráðum, smámögnun eða sjálfsmyndamerkingu, eykur venjulega ekki kostnaðinn í MIM aðgerð vegna sveigjanleika við innspýting mótunar.
Önnur hönnunargeta sem hægt er að útfæra í MIM aðgerðinni eru vörukóðar, hlutanúmer eða dagsetningarmerki; hlutar framleiddir að nettóþyngd sinni og draga úr efnisúrgangi og kostnaði; Þéttleiki stjórnast innan 95-98%; Sameining hluta og flókin 3D rúmfræði.
Getan til að sameina nokkrar aðgerðir í eitt ferli tryggir að MIM nái árangri í að spara leiðtíma og kostnað, sem veitir framleiðendum verulegan ávinning. Málmsprautunarferlið gæti verið græn tækni vegna verulegs minnkunar á sóun samanborið við „hefðbundnar“ framleiðsluaðferðir eins og 5 ás CNC vinnslu. Sum eldri aðgerðir framleiða hins vegar eitruð losun svo sem formaldehýð, farga klóruðum leysum og verður að brenna vax eða aðrar fjölliður, sem leiðir til losunar gróðurhúsalofttegunda.
Það er mikið úrval af efnum í boði þegar MIM ferlið er notað. Hefðbundnir málmvinnsluaðferðir fela oft í sér umtalsvert magn af úrgangi sem gerir MIM að mjög hagkvæmum valkosti við framleiðslu flókinna íhluta sem samanstanda af dýrum / sérstökum málmblöndur ( kóbaltkróm , 17-4 PH ryðfríu stáli , títan málmblöndur og wolframkarbíð ). MIM er raunhæfur valkostur þegar krafist er ákaflega þunnra veggjaupplýsinga (þ.e. 100 míkrómetra). Að auki hafa kröfur um EMI-varnir ( rafsegulfræðileg truflun ) skapað einstök viðfangsefni sem náðst er með árangri með því að nota sér málmblöndur.