Wytwarzanie przyrostowe MIM

Spis treści

produkcja addytywna mim odnosi się do przemysłowego procesu produkcji małych, złożonych części metalowych w dużych ilościach. Kompozytowy proszek metalowy jest formowany do kształtu w stanie zielonym za pomocą sprzętu do formowania wtryskowego, usuwany, a następnie spiekany w celu uzyskania pełnej gęstości.

MIM wykorzystuje geometryczną elastyczność formowania wtryskowego polimerów i formowania od podstaw z wydajnością stopów metali. W związku z tym, że procesy produkcji addytywnej rozszerzają możliwości, niniejszy przewodnik obejmuje kompozycje MIM, właściwości, zastosowania, specyfikacje, przepływy procesów, dostawców, kompromisy i najczęściej zadawane pytania.

produkcja addytywna mim

Skład stopów MIM

Wiele kompozycji jest dostępnych jako surowce MIM:

MateriałPopularne stopyPrzegląd
Stal nierdzewna316L, 17-4PH, 420Odporność na korozję, wysoka twardość, do zastosowań medycznych
Stal narzędziowaH13, P20Wysoka wytrzymałość, odporność na ciepło, do formowania narzędzi
Stop aluminium2024, 6061, 7075Lekkość, wysoki stosunek wytrzymałości do wagi
Stop tytanuTi-6Al-4VLekkość, odporność na korozję i wysoka wytrzymałość do zastosowań lotniczych
Stop nikluInconel 625 i 718Odporność na wysoką temperaturę/korozję odpowiednia dla maszyn turbo
WolframWHA, WCNiezwykle wysoka gęstość idealna do zastosowań związanych z wyważaniem

W zależności od potrzeb dostępne są zarówno standardowe, jak i niestandardowe formuły.

Właściwości produkcja addytywna mim

Oprócz składu dostosowanego do wymagań wydajnościowych, kluczowe wynikające z tego właściwości obejmują:

NieruchomośćOpis
GęstośćZakres od gęstości zbliżonej do czystego metalu do gęstości większej niż teoretyczna gęstość 95%
Wytrzymałość na rozciąganie250 MPa do ponad 1300 MPa w zależności od strategii zbrojenia
TwardośćDo 70 HRC w zależności od wybranego stopu
Odporność na korozjęMożliwe różne poziomy oporu w zależności od wybranego składu
Chropowatość powierzchniPo uformowaniu <6 μm Ra do <0,2 μm Ra po powlekaniu/polerowaniu
Geometria złożonaFormowanie pozwala na uzyskanie skomplikowanych kształtów, nieosiągalnych w innych procesach.
Rozdzielczość funkcjiMałe szczeliny, otwory, gwinty do ~100 μm " osiągalne
Grubość ściankiŚcianki o grubości nawet ~0,25 mm formowane w oparciu o geometrię
TolerancjeWęższe tolerancje niż w przypadku metalu AM, typowe wymiary ±0,3%

Możliwości te sprawiają, że MIM nadaje się do precyzyjnych komponentów końcowych.

Zastosowania wytwarzania przyrostowego MIM

Elastyczność geometryczna MIM i dostosowany skład pasują do różnych branż:

PrzemysłPrzykłady komponentów
MotoryzacjaKoła zębate, wahacze, elementy turbosprężarki
Lotnictwo i kosmonautykaŁopatki turbin, wirniki, łopatki kierujące dysz
Broń palnaSpusty, zabezpieczenia, suwaki, wyrzutniki, kagańce
Opieka medyczna/dentystycznaUchwyty skalpela, kleszcze, płytki czaszki, korony
Ropa i gazCzęści zaworów, w tym korpusy, trzpienie, siłowniki
MikroelektronikaOsłony, złącza, sworznie, elementy dystansowe, siłowniki

MIM pomaga również tworzyć wkładki narzędziowe zdolne do masowej produkcji operacji formowania/formowania.

Specyfikacje surowców MIM

Właściwości surowca wymagają starannej kontroli pod kątem tolerancji i możliwości:

ParametrTypowa specyfikacjaMetoda badania
Wielkość cząstek proszku3 - 20 μmDyfrakcja laserowa
Ładowanie proszku>55 vol%Analiza termograwimetryczna
Gęstość pozorna proszku2,5 - 4 g/cm3Przepływomierz Halla
Gęstość kranu>4 g/cm3Stukający wolumetr
Krzywa lepkościZależne od szybkości ścinaniaReometria kapilarna
Rozkład wielkości granulek2 - 4 g wrażliwe na kształtPrzesiewanie

Specyfikacje te promują płynność formy, zapewniając jednocześnie wytrzymałość zielonego korpusu i spieku.

Przegląd procesu produkcji MIM

  1. Opracowanie materiału kompozytowego z pożądanym układem proszek + spoiwo
  2. Granulowanie materiału wsadowego w celu precyzyjnej kontroli objętościowej strzału
  3. Części form wtryskowych o wąskich tolerancjach i wykończeniu powierzchni
  4. Chemiczne usuwanie polimerów i ich zawartości
  5. Spiekane granulki o gęstości teoretycznej >92%
  6. Elementy maszynowe w razie potrzeby, jeśli pozwala na to geometria
  7. W razie potrzeby zastosować dodatkowe powłoki galwaniczne, obróbkę cieplną, powlekanie itp.
  8. Testy zapewnienia jakości i walidacja produkcji

Jest on nadal optymalizowany pod kątem niezawodności przy dużych wolumenach.

Dostawcy sprzętu i surowców do MIM

FirmaMateriałyMożliwości
BASFSzeroki zakres stopów MIMPełnowartościowe surowce
Sandvik Osprey316L, 17-4PH, więcejDoświadczenie w zakresie atomizacji przeniesione do MIM
MPPStale narzędziowe, stale nierdzewne, niestandardoweWiodący sprzęt MIM
CN InnovationsStopy na zamówienieSpecjaliści od nowatorskich kompozycji
Parmatech CorpStopy Ti, stale narzędziowe, stopy Fe, materiały egzotyczneSprzęt i surowce

Dostawcy oferują dodatkowe wyposażenie, takie jak maszyny do formowania i piece, aby umożliwić produkcję pod klucz.

Kompromisy przy rozważaniu MIM AM

Plusy:

  • Konsolidacja bardzo złożonych geometrii i zespołów
  • Doskonałe właściwości mechaniczne dzięki jednolitym drobnym ziarnom
  • Doskonała rozdzielczość wykończenia powierzchni
  • Sprawdzona skalowalność produkcji masowej po zakwalifikowaniu
  • Niski poziom marnotrawstwa surowców w porównaniu do druku na metalu
  • Wykorzystuje istniejące know-how w zakresie formowania wtryskowego

Wady:

  • Wysokie koszty początkowe związane ze składem surowcowym i oprzyrządowaniem
  • Intensywne kwalifikacje dla nowych części i aplikacji
  • Ograniczony zakres rozmiarów do poniżej kilku kilogramów
  • Ograniczone do stopów dostępnych jako proszki
  • Generalnie niższa wytrzymałość graniczna niż w przypadku odkuwek
  • Koszt jednostkowy wyższy niż w przypadku innych procesów do wolumenu >10 tys. sztuk

Dzięki ugruntowanej pozycji na rynku, technologia MIM doskonale sprawdza się w przypadku małych, złożonych komponentów metalowych.

produkcja addytywna mim

Często zadawane pytania

Jak małe elementy można praktycznie formować metodą MIM?

Typowe dolne limity zakresu wynoszą około 100-150 mikronów dla średnicy otworu i grubości ścianki formy około 0,3 mm (~12 thou), cieńsze w niektórych geometriach.

Co określa limity zakresu rozmiarów dla części MIM?

Ogólne trudności z obsługą cienkościennych kształtów o długości przepływu powyżej około 5 cali bez ugięcia lub zniekształcenia. Maksymalna grubość zazwyczaj poniżej 0,5" i waga do 5 funtów.

Czy MIM umożliwia stosowanie kompozytów z gradacją funkcjonalną (FGM)?

Tak, zaawansowane procesy formowania obsługują teraz dostosowane porowatości lub przestrzennie stopniowane surowce wieloproszkowe w ramach jednego formowanego komponentu podczas produkcji.

Ile stopów jest dostępnych na rynku jako surowce do produkcji MIM?

Istnieje ponad 60 podstawowych formuł - stale nierdzewne serii 300 stanowią ponad 50% całego rynku, a następnie stale narzędziowe, stopy tytanu i nadstopy niklu odnotowują wzrost.

Jakie procesy wykańczania zazwyczaj następują po MIM?

Typowe operacje wtórne obejmują wykańczanie beczek / gratowanie wibracyjne, szlifowanie powierzchni, śrutowanie, znakowanie laserowe, pasywację, galwanizację, obróbkę cieplną, łączenie i kontrolę.

poznaj więcej procesów druku 3D

Udostępnij

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-mail

MET3DP Technology Co., LTD jest wiodącym dostawcą rozwiązań w zakresie produkcji addytywnej z siedzibą w Qingdao w Chinach. Nasza firma specjalizuje się w sprzęcie do druku 3D i wysokowydajnych proszkach metali do zastosowań przemysłowych.

Zapytaj o najlepszą cenę i spersonalizowane rozwiązanie dla Twojej firmy!

Powiązane artykuły

Pobierz Metal3DP
Broszura produktu

Pobierz najnowsze produkty i cennik