Aditivní výroba MIM

Obsah

aditivní výroba mim označuje průmyslový proces výroby malých, složitých kovových dílů ve velkých objemech. Kompozitní kovová prášková surovina se pomocí vstřikovacího zařízení vytvaruje do zeleného tvaru, odbední se a poté se slinuje, aby se dosáhlo plné hustoty.

MIM využívá geometrickou flexibilitu vstřikování polymerů a tváření na zelené louce s výkonnostními schopnostmi kovových slitin. S rozšiřujícími se možnostmi aditivních výrobních procesů se tento průvodce zabývá složením, vlastnostmi, aplikacemi, specifikacemi, procesními postupy, dodavateli, kompromisy a nejčastějšími dotazy.

aditivní výroba mim

Složení slitin MIM

Jako suroviny pro MIM je k dispozici mnoho složení:

MateriálBěžné slitinyPřehled
Nerezová ocel316L, 17-4PH, 420Odolnost proti korozi, vysoká tvrdost, pro lékařské použití
Nástrojová ocelH13, P20Vysoká pevnost, tepelná odolnost, pro lisované nástroje
Slitina hliníku2024, 6061, 7075Lehká konstrukce s vysokým poměrem pevnosti a hmotnosti
Slitina titanuTi-6Al-4VLehká konstrukce s odolností proti korozi a vysokou pevností pro použití v letectví a kosmonautice
Slitina nikluInconel 625 a 718Odolnost proti teplu/korozím vhodná pro turbo stroje
WolframWHA, WCExtrémně vysoká hustota ideální pro vyvažovací aplikace

V závislosti na potřebách jsou k dispozici standardní i zakázkové receptury.

Vlastnosti aditivní výroba mim

Kromě složení přizpůsobeného výkonnostním požadavkům patří mezi klíčové výsledné vlastnosti:

VlastnictvíPopis
HustotaRozsah od hustoty blízké čistému kovu až po teoretickou hustotu vyšší než 95%.
Pevnost v tahu250 MPa až více než 1300 MPa v závislosti na strategii vyztužení
TvrdostV závislosti na zvolené slitině lze dosáhnout až 70 HRC
Odolnost proti koroziMožnost různých úrovní odolnosti podle zvoleného složení
Drsnost povrchuJako výlisek <6 μm Ra až <0,2 μm Ra po pokovení/leštění
Komplexní geometrieLisování umožňuje vytvářet složité tvary, kterých nelze dosáhnout jinými postupy.
Rozlišení funkcíMalé drážky, otvory, závity až do ~100 μm " dosažitelné
Tloušťka stěnyStěny o tloušťce až ~0,25 mm tvarované na základě geometrie
TolerancePřísnější tolerance než u kovových AM, typicky ±0,3% rozměrů.

Díky těmto schopnostem je MIM vhodný pro přesné součásti pro konečné použití.

Aplikace aditivní výroby MIM

Geometrická flexibilita a na míru šité složení MIM vyhovují různým průmyslovým odvětvím:

PrůmyslPříklady součástí
Automobilový průmyslOzubená kola, vahadla, součásti turbodmychadla
AerospaceLopatky turbíny, oběžná kola, vodicí lopatky trysek
Střelné zbraněSpouště, pojistky, závěry, vyhazovače, náhubky
Lékařské/zubní službyRukojeti skalpelů, kleště, lebeční destičky, korunky
Ropa a plynDíly ventilů včetně těles, dříků, pohonů
MikroelektronikaŠtíty, konektory, kolíky, distanční prvky, aktuátory

MIM také pomáhá vytvářet nástrojové vložky, které jsou schopné provádět hromadnou výrobu tvářecích/formovacích operací.

Specifikace vstupních surovin pro MIM

Vlastnosti vstupních surovin vyžadují pečlivou kontrolu tolerance a funkční způsobilosti:

ParametrTypická specifikaceZkušební metoda
Velikost částic prášku3 - 20 μmDifrakce laseru
Nakládání prášku>55 vol%Termogravimetrická analýza
Zdánlivá hustota prášku2,5 - 4 g/cm3Hallův průtokoměr
Hustota poklepání>4 g/cm3Klepání na volumetr
Viskozitní křivkaZávislost na smykové rychlostiKapilární reometrie
Rozdělení velikosti pelet2 - 4 g citlivé na tvarSítování

Tyto specifikace podporují tok formy a zároveň zajišťují pevnost zeleného těla a slinutého materiálu.

Přehled výrobního procesu MIM

  1. Vývoj kompozitní suroviny s požadovaným systémem prášek + pojivo
  2. Peletizace vstupních surovin pro přesnou kontrolu objemového výstřelu
  3. Vstřikované díly s přísnými tolerancemi a povrchovou úpravou
  4. Chemické odvázání a odstranění obsahu polymerů
  5. Spékané pelety s teoretickou hustotou >92%
  6. Strojní prvky podle potřeby, pokud to geometrie umožňuje
  7. V případě potřeby použijte dodatečné pokovení, tepelné zpracování, povlakování atd.
  8. Testování a ověřování kvality pro výrobu

Ten je i nadále optimalizován pro spolehlivost při vysokých objemech.

Dodavatelé zařízení a surovin pro MIM

SpolečnostMateriálySchopnosti
BASFŠiroká škála slitin MIMKompletní kvalitní suroviny
Sandvik Osprey316L, 17-4PH, víceOdborné znalosti v oblasti atomizace přenesené do MIM
MPPNástrojové oceli, nerezové oceli, zakázkové oceliTaké přední zařízení MIM
CN InnovationsVlastní slitinySpecialisté na nové kompozice
Parmatech CorpTi slitiny, nástrojové oceli, Fe slitiny, exotikaZařízení a vstupní suroviny

Dodavatelé nabízejí doplňkové vybavení, jako jsou lisovací stroje a pece, které umožňují výrobu na klíč.

Kompromisy při zvažování MIM AM

Klady:

  • Konsolidace velmi složitých geometrií a sestav
  • Vynikající mechanické vlastnosti díky rovnoměrným jemným zrnům
  • Skvělé rozlišení povrchové úpravy jako u výlisků
  • Prokázaná škálovatelnost hromadné výroby po získání kvalifikace
  • Nízké plýtvání surovinami v porovnání s tiskem na kov
  • Využití stávajícího know-how v oblasti vstřikování plastů

Nevýhody:

  • Vysoké počáteční náklady na přípravu surovin a nástrojů
  • Intenzivní kvalifikace nových dílů a aplikací
  • Omezený rozsah velikostí do několika kilogramů
  • Omezeno na slitiny dostupné jako prášek
  • Obecně nižší mez pevnosti než výkovky
  • Náklady na jeden díl jsou vyšší než u jiných procesů, dokud není objem >10k.

Technologie MIM je díky svým zkušenostem vhodná pro výrobu malých složitých kovových součástí.

aditivní výroba mim

Často kladené otázky

Jak malé prvky lze pomocí MIM prakticky tvarovat?

Typické dolní hranice rozsahu se pohybují kolem 100-150 mikronů pro průměr otvoru a tloušťku stěny formy kolem 0,3 mm (~12 tis.), v určitých geometriích i tenčí.

Co určuje mezní rozměry dílů MIM?

Obecné potíže při manipulaci s tenkostěnnými tvary o délce toku přibližně 5" bez prohýbání nebo deformace. Maximální tloušťka obvykle pod 0,5" a hmotnost do 5 liber.

Umožňuje MIM funkčně odstupňované (FGM) kompozity?

Ano, pokročilé procesy lisování nyní podporují přizpůsobenou pórovitost nebo prostorově odstupňované vícepráškové vstupní suroviny v rámci jedné lisované součásti během výroby.

Kolik slitin je komerčně dostupných jako vstupní suroviny pro MIM?

Existuje více než 60 základních složení - nerezové oceli řady 300 tvoří více než 50% celkového trhu, dále rostou nástrojové oceli, titanové slitiny a niklové superslitiny.

Jaké dokončovací procesy obvykle následují po MIM?

K běžným sekundárním operacím patří dokončování hlavně/vibrační odstraňování otřepů, broušení povrchu, kuličkování, laserové značení, pasivace, pokovování, tepelné zpracování, spojování a kontrola.

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