MIM Additiv tillverkning

Innehållsförteckning

mim additiv tillverkning avser en industriell process för att tillverka små, komplexa metalldelar i stora volymer. En kompositmetallpulverråvara formas till en grön form med hjälp av formsprutningsutrustning, avbombas och sintras sedan för att uppnå full densitet.

MIM utnyttjar den geometriska flexibiliteten hos formsprutning och grönformning av polymerer med prestanda hos metallegeringar. Med additiva tillverkningsprocesser som utökar alternativen täcker denna guide MIM-kompositioner, egenskaper, applikationer, specifikationer, processflöden, leverantörer, kompromisser och vanliga frågor.

mim additiv tillverkning

Sammansättning av MIM-legeringar

Många sammansättningar finns tillgängliga som MIM-råvaror:

MaterialVanliga legeringarÖversikt
Rostfritt stål316L, 17-4PH, 420Korrosionsbeständig, hög hårdhet, för medicinsk användning
VerktygsstålH13, P20Hög hållfasthet, värmebeständighet, för gjutna verktyg
Aluminiumlegering2024, 6061, 7075Låg vikt, högt förhållande mellan styrka och vikt
TitanlegeringTi-6Al-4VLättvikt med korrosionsbeständighet och hög hållfasthet för användning inom flyg- och rymdindustrin
NickellegeringInconel 625 och 718Värme- och korrosionsbeständighet lämpad för turbomaskiner
VolframWHA, WCExtremt hög densitet, perfekt för balanseringsapplikationer

Både standardformuleringar och anpassade formuleringar finns tillgängliga beroende på behov.

Egenskaper för mim additiv tillverkning

Förutom en sammansättning som är skräddarsydd för prestandakraven, är de viktigaste egenskaperna hos resultatet

FastighetBeskrivning
TäthetOmfattar från nästan ren metalldensitet till mer än 95% teoretisk densitet
Draghållfasthet250 MPa till över 1300 MPa beroende på armeringsstrategi
HårdhetUpp till 70 HRC uppnås beroende på val av legering
KorrosionsbeständighetVarierande motståndsnivåer möjliga baserat på valda kompositioner
YtjämnhetSom gjuten <6 μm Ra upp till <0,2 μm Ra efter plätering/polering
Komplex geometriGjutning möjliggör intrikata former som inte kan uppnås med andra processer
FunktionsupplösningSmå slitsar, hål och gängor ner till ~100 μm " möjliga
VäggtjocklekSå låga som ~0,25 mm väggar gjutna baserat på geometri
ToleranserSnävare toleranser än AM i metall, typiskt ±0,3% av måtten

Dessa egenskaper gör MIM lämplig för precisionskomponenter för slutanvändning.

Tillämpningar av additiv tillverkning med MIM

MIM:s geometriska flexibilitet och skräddarsydda sammansättning passar olika branscher:

IndustriExempel på komponenter
FordonKugghjul, vipparmar, komponenter till turboladdare
Flyg- och rymdindustrinTurbinblad, impellrar, ledskenor för munstycken
SkjutvapenAvtryckare, säkringar, slider, ejektorer, munstycken
Medicin/DentalSkalpellhandtag, tänger, skallplattor, kronor
Olja och gasVentildelar inklusive kroppar, spindlar, ställdon
MikroelektronikSköldar, kontakter, stift, distanser, ställdon

MIM hjälper också till att skapa verktygsinsatser som kan användas för gjutning/formning i massproduktion.

Specifikationer för MIM-råvaror

Råmaterialets egenskaper kräver noggrann kontroll av tolerans och funktionsförmåga:

ParameterTypisk specifikationTestmetod
Partikelstorlek för pulver3 - 20 μmLaserdiffraktion
Pulverladdning55 volymprocentTermogravimetrisk analys
Pulver skenbar densitet2.5 - 4 g/cm3Hall-flödesmätare
Tappdensitet>4 g/cm3Tappvolymeter
Kurva för viskositetBeroende av skjuvhastighetenKapillär reometri
Fördelning av pelletsstorlek2 - 4 g känslig för formSiktning

Dessa specifikationer främjar formflödet samtidigt som de säkerställer hållfasthet i grönkropp och sintring.

Översikt över tillverkningsprocessen för MIM

  1. Utveckla kompositråvara med önskat pulver + bindemedelssystem
  2. Pelletera råmaterial för precisionsstyrning av volymetriska skott
  3. Formsprutade detaljer med snäva toleranser och ytfinish
  4. Kemisk avbindning och avlägsnande av polymerinnehåll
  5. Sinterpellets vid >92% teoretisk densitet
  6. Bearbeta funktioner efter behov om geometrin tillåter
  7. Vid behov komplettera med plätering, värmebehandling, beläggning etc
  8. Kvalitetssäkringstestning och validering för produktion

Den är fortsatt optimerad för tillförlitlighet vid höga volymer.

Leverantörer av MIM-utrustning och råmaterial

FöretagMaterialKapacitet
BASFBrett utbud av MIM-legeringarKompletta råvaror av hög kvalitet
Sandvik Osprey316L, 17-4PH, merExpertis inom atomisering överförd till MIM
MPPVerktygsstål, rostfritt stål, specialstålLedande MIM-utrustning också
CN InnovationsAnpassade legeringarSpecialister på nya kompositioner
Parmatech CorpTi-legeringar, verktygsstål, Fe-legeringar, exotiska legeringarUtrustning och råvaror

Leverantörer erbjuder kompletterande utrustning som gjutmaskiner och ugnar för att möjliggöra nyckelfärdig produktion.

Avvägningar när man överväger MIM AM

Fördelar:

  • Konsolidering av mycket komplexa geometrier och sammansättningar
  • Utmärkta mekaniska egenskaper från enhetliga fina korn
  • Bra ytfinishupplösning som gjuten
  • Bevisad skalbarhet för massproduktion efter kvalificering
  • Lågt råvaruspill i förhållande till metalltryck
  • Utnyttjar befintlig formsprutningskunskap

Nackdelar:

  • Höga initiala kostnader för råmaterialformulering och verktyg
  • Intensiv kvalificering för nya delar och applikationer
  • Begränsat storleksintervall till under flera kilo
  • Begränsad till legeringar som finns tillgängliga som pulver
  • Generellt lägre brotthållfasthet än smide
  • Styckkostnaden högre än för andra processer fram till 10k volym

MIM är ett väletablerat verktyg för små komplexa metallkomponenter.

mim additiv tillverkning

Vanliga frågor och svar

Hur små detaljer kan MIM praktiskt taget gjuta?

Typiska nedre gränser för intervallet ligger runt 100-150 mikrometer för håldiameter och formväggstjocklekar runt 0,3 mm (~12 thou), tunnare i vissa geometrier.

Vad bestämmer gränserna för storleksintervallet för MIM-komponenter?

Generella svårigheter att hantera tunnväggiga former över ca 5" flödeslängd utan att de sjunker eller förvrids. Maximal tjocklek normalt under 0,5" och vikter upp till 5 pund.

Tillåter MIM funktionellt graderade (FGM) kompositer?

Ja, avancerade gjutningsprocesser stöder nu skräddarsydda porositeter eller rumsligt graderade råmaterial med flera pulver i en enda gjuten komponent under tillverkningen.

Hur många legeringar finns kommersiellt tillgängliga som MIM-råvaror?

Det finns över 60 basformuleringar – rostfritt stål i 300-serien utgör över 50% av den totala marknaden, följt av verktygsstål, titanlegeringar och nickelsuperlegeringar som visar tillväxt.

Vilka efterbehandlingsprocesser följer vanligtvis på MIM?

Vanliga sekundära bearbetningar är tunnbearbetning/vibrationsavgradning, ytslipning, kulpening, lasermärkning, passivering, plätering, värmebehandling, sammanfogning och inspektion.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser

Dela på

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-post

MET3DP Technology Co, LTD är en ledande leverantör av lösningar för additiv tillverkning med huvudkontor i Qingdao, Kina. Vårt företag är specialiserat på 3D-utskriftsutrustning och högpresterande metallpulver för industriella tillämpningar.

Förfrågan för att få bästa pris och anpassad lösning för ditt företag!

Relaterade artiklar

Hämta Metal3DP:s
Produktbroschyr

Få de senaste produkterna och prislistan