Vstřikování kovů (MIM)

Obsah

Vstřikování kovů (MIM) je revoluční výrobní proces, který spojuje konstrukční flexibilitu vstřikování plastů s pevností a integritou kovu. Tato technika otevřela nové možnosti v různých průmyslových odvětvích a usnadnila přesnou a efektivní výrobu složitých kovových dílů. Pojďme se ponořit do složitostí MIM, prozkoumat jeho výhody, aplikace, specifické používané kovové prášky a další.

Přehled vstřikování kovů (MIM)

Vstřikování kovů (MIM) je proces, který zahrnuje míchání kovových prášků s pojivem, čímž se vytvoří vstupní materiál, který se následně vstřikuje do požadovaného tvaru. Takto vytvarovaný díl je poté podroben řadě procesů odstraňování a spékání, aby se odstranilo pojivo a kovové částice se spojily v pevnou součást s vysokou hustotou.

Klíčové kroky v procesu MIM:

  1. Příprava surovin: Kovové prášky se smíchají s pojivem a vytvoří homogenní surovinu.
  2. Vstřikování: Vstupní surovina se vstřikuje do formy a vytváří požadovaný tvar.
  3. Debinding: Pojivo se z výlisku odstraňuje tepelnými nebo chemickými procesy.
  4. Spékání: Odvalený díl se zahřeje na vysokou teplotu, čímž se kovové částice spojí a vytvoří hustý, pevný kus.
  5. Dokončovací práce: Pro dosažení konečných specifikací mohou být použity další procesy, jako je obrábění, tepelné zpracování nebo povrchová úprava.
Vstřikování kovů (MIM)

Typy kovových prášků používaných při MIM

Výběr kovového prášku je v případě MIM klíčový, protože přímo ovlivňuje vlastnosti a výkon konečného výrobku. Níže jsou uvedeny některé běžně používané kovové prášky v MIM spolu s jejich popisem:

Kovový prášekPopis
Nerezová ocel 316LJe známý pro svou vynikající odolnost proti korozi a mechanické vlastnosti, vhodný pro lékařské a zubní nástroje.
Nerezová ocel 17-4 PHNabízí vysokou pevnost a odolnost proti korozi, ideální pro letecké a vojenské aplikace.
Vysokorychlostní ocel M2Poskytuje vynikající odolnost proti opotřebení a houževnatost, používá se v řezných nástrojích a průmyslových aplikacích.
Slitina titanu (Ti-6Al-4V)Lehké s vysokou pevností a odolností proti korozi, běžně používané v leteckém průmyslu a lékařských implantátech.
MěďVynikající elektrická a tepelná vodivost, používá se v elektrických součástkách a výměnících tepla.
Inconel 718Pevnost při vysokých teplotách a odolnost proti korozi, vhodné pro součásti leteckých a plynových turbín.
Slitina kobaltu a chromuBiokompatibilní a odolné proti opotřebení, používané v zubních a ortopedických implantátech.
Slitina niklu (NiCr)Dobrá odolnost proti oxidaci a pevnost při vysokých teplotách, používá se v lopatkách turbín a v průmyslových aplikacích.
Těžká slitina wolframuVysoká hustota a pevnost, používá se v radiačním stínění a v leteckých komponentech.
Hliníková slitina (AlSi10Mg)Lehký s dobrými mechanickými vlastnostmi, používaný v automobilovém a leteckém průmyslu.

Aplikace z Vstřikování kovů (MIM)

Technologie MIM se používá v celé řadě průmyslových odvětví díky své schopnosti vyrábět složité díly s vysokou přesností. Zde jsou některé z klíčových aplikací:

PrůmyslAplikace
LékařskýChirurgické nástroje, zubní implantáty, ortopedické pomůcky
Automobilový průmyslVstřikovače paliva, díly turbodmychadla, součásti převodovky
AerospaceSoučásti motoru, spojovací materiál, konstrukční díly
Spotřební elektronikaKonektory, chladiče, součásti mobilních telefonů
PrůmyslovýŘezné nástroje, součásti ventilů, spojovací materiál
ObranaSoučásti střelných zbraní, díly výzbroje, taktické vybavení

Výhody vstřikování kovů (MIM)

Vstřikování kovů má oproti tradičním výrobním metodám několik výhod:

  • Složité geometrie: Pomocí MIM lze vyrábět složité a komplexní tvary, kterých je obtížné nebo nemožné dosáhnout běžnými metodami.
  • Využití materiálu: Tento proces má vysoké využití materiálu, snižuje množství odpadu a snižuje náklady.
  • Vynikající vlastnosti: Součásti vyrobené metodou MIM mohou mít podobné vlastnosti jako kované materiály, včetně vysoké hustoty a pevnosti.
  • Nákladově efektivní pro velké objemy: Metoda MIM je ekonomická pro výrobu velkého množství malých až středně velkých dílů.
  • Všestrannost: Při MIM lze použít širokou škálu materiálů, což umožňuje flexibilitu při navrhování a použití.

Nevýhody vstřikování kovů (MIM)

Navzdory svým výhodám má MIM také některá omezení:

  • Počáteční náklady: Počáteční náklady na zřízení forem a vybavení mohou být vysoké.
  • Omezení velikosti: Metoda MIM je obvykle omezena na malé a středně velké díly.
  • Odstranění vazby: Proces odlepování může být časově náročný a vyžaduje přesnou kontrolu.
  • Omezení materiálu: Ne všechny materiály jsou vhodné pro MIM a některé mohou vyžadovat specifické podmínky zpracování.

Srovnání Vstřikování kovů (MIM) s jinými výrobními metodami

Abychom lépe pochopili jedinečné výhody technologie MIM, porovnejme ji s jinými běžnými výrobními metodami:

AspektMIMCastingObráběníPrášková metalurgie
SložitostVysokýStředníNízkýStřední
Materiálový odpadNízkýVysokýVysokýStřední
Náklady na nástrojeVysokýNízkýNízkýStřední
Velikost díluMalé až středníVelkéMalé až velkéMalé až střední
Povrchová úpravaVynikajícíDobrýVynikajícíDobrý
Mechanické vlastnostiVynikajícíDobrýVynikajícíDobrý

Specifikace a normy pro materiály MIM

Při výběru materiálů pro MIM je nutné vzít v úvahu specifikace a normy, aby byl zajištěn požadovaný výkon a kvalita. Zde jsou uvedeny některé běžné specifikace materiálů MIM:

MateriálStandardTřídaHustotaTvrdostPevnost v tahu
Nerezová ocel 316LASTM A276316L7,9 g/cm³150 HB485 MPa
Nerezová ocel 17-4 PHASTM A56417-4 PH7,7 g/cm³350 HB1000 MPa
Vysokorychlostní ocel M2ASTM A600M28,1 g/cm³64 HRC4000 MPa
Slitina titanu (Ti-6Al-4V)ASTM B3485. třída4,4 g/cm³35 HRC900 MPa
MěďASTM B152C110008,9 g/cm³40 HB220 MPa
Inconel 718ASTM B637N077188,2 g/cm³40 HRC1241 MPa
Slitina kobaltu a chromuASTM F75CoCr8,3 g/cm³36 HRC655 MPa
Slitina niklu (NiCr)ASTM B160Ni2018,9 g/cm³80 HRB370 MPa
Těžká slitina wolframuASTM B777WHA17,0 g/cm³35 HRC950 MPa
Hliníková slitina (AlSi10Mg)ASTM B85AlSi 10Mg2,7 g/cm³95 HB320 MPa

Dodavatelé a ceny materiálů MIM

Pro každý výrobní proces je zásadní vědět, odkud získávat materiály, a pochopit, jaké to má dopady na náklady. Zde jsou uvedeni někteří klíčoví dodavatelé a orientační ceny materiálů MIM:

DodavatelMateriálCena (za kg)Umístění
Sandvik OspreyNerezová ocel 316L$30Globální
Tesařská technologieNerezová ocel 17-4 PH$40USA
HöganäsVysokorychlostní ocel M2$50Globální
Prášková metalurgie GKNSlitina titanu (Ti-6Al-4V)$200Globální
Kymera InternationalMěď$10USA
Speciální slitiny ATIInconel 718$120USA
Arcam ABSlitina kobaltu a chromu$150Evropa
Společnost Powder Alloy CorporationSlitina niklu (NiCr)$50USA
Globální wolfram a práškyTěžká slitina wolframu$80USA
Granule ECKAHliníková slitina (AlSi10Mg)$20Evropa

Výhody a nevýhody Vstřikování kovů (MIM)

Pochopení výhod a omezení MIM pomáhá při rozhodování na základě informací. Zde je podrobné srovnání:

AspektVýhodyOmezení
SložitostDokáže vytvářet složité geometrieOmezeno na malé až středně velké díly
Využití materiáluVysoké využití materiálu, minimální odpadNe všechny materiály jsou vhodné
VlastnostiVysoká hustota, vynikající mechanické vlastnostiProces odstraňování vazby může být časově náročný.
NákladyNákladově efektivní pro velké objemyVysoké počáteční náklady na nástroje
VšestrannostŠiroká škála materiálůVyžaduje přesnou kontrolu procesu
Vstřikování kovů (MIM)

Nejčastější dotazy

Co je vstřikování kovů (MIM)?

Vstřikování kovů (MIM) je výrobní proces, při kterém se kovové prášky kombinují s pojivem a vytvářejí vstupní surovinu, která se následně vstřikuje, odbedňuje a slinuje, čímž vznikají kovové díly s vysokou hustotou.

Jaké jsou hlavní výhody MIM?

MIM umožňuje výrobu složitých geometrií, vysoké využití materiálu, vynikající mechanické vlastnosti a je cenově výhodný pro velké objemy.

Jaké materiály lze použít v MIM?

Při MIM lze použít materiály, jako jsou nerezové oceli, rychlořezné oceli, slitiny titanu, měď, Inconel, slitiny kobaltu a chromu, slitiny niklu, těžké slitiny wolframu a slitiny hliníku.

Pro jaká odvětví je MIM přínosem?

Z MIM těží odvětví, jako je zdravotnictví, automobilový a letecký průmysl, spotřební elektronika, průmysl a obrana.

Jaká jsou omezení metody MIM?

Limitations include high initial costs, size restrictions, time-consuming debinding processes, and material restrictions.

How does MIM compare to other manufacturing methods?

MIM offers higher complexity and better material utilization compared to casting and machining, with superior properties similar to wrought materials.

Who are the key suppliers of MIM materials?

Key suppliers include Sandvik Osprey, Carpenter Technology, Höganäs, GKN Powder Metallurgy, Kymera International, ATI Specialty Alloys, Arcam AB, Powder Alloy Corporation, Global Tungsten & Powders, and ECKA Granules.

What are the typical applications of MIM?

Typical applications include surgical instruments, fuel injectors, engine components, connectors, cutting tools, and firearm components.

What are the typical specifications for MIM materials?

Specifications include standards such as ASTM, with considerations for density, hardness, and tensile strength, depending on the material.

Is MIM environmentally friendly?

MIM is considered environmentally friendly due to high material utilization and minimal waste generation.

What is the future outlook for MIM?

The future outlook for MIM is promising, with advancements in materials and processes expected to expand its applications and efficiency further.

Závěr

Metal Injection Moulding (MIM) is a versatile and efficient manufacturing process that bridges the gap between plastic injection molding and traditional metalworking. Its ability to produce complex parts with high precision and excellent mechanical properties makes it a preferred choice for various industries. By understanding the materials, applications, advantages, and limitations of MIM, manufacturers can make informed decisions to leverage this technology for their specific needs.

znát více procesů 3D tisku

Sdílet na

Facebook
Cvrlikání
LinkedIn
WhatsApp
E-mailem

MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.

Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!

Související články

Získejte Metal3DP
Produktová brožura

Získejte nejnovější produkty a ceník