در سال‌های اخیر، فرآیند قالب‌گیری تزریقی میکروفلز (μ-MIM) با هدف تولید فلزات و آلیاژهایی که می‌توانند برای تولید انبوه قطعات ریز و سطوح ریزساختاری مورد استفاده قرار گیرند، توسعه داده شده است. μ-MIM به میزان قابل توجهی دسترسی به فلزات و آلیاژها را برای کاربردهای ریز، مانند مواد جدید با پایداری دمایی بالا، استحکام و چقرمگی و همچنین رسانایی حرارتی و مغناطیس، افزایش می‌دهد.

علاوه بر این، در مقایسه با قالب‌گیری تزریقی میکرو پلاستیک، فرآیند تولید دو فلزی توسعه‌یافته توسط μ-MIM امکان اتصال دو ماده فلزی مختلف (تزریق همزمان دو فلزی) را در طول فرآیند قالب‌گیری تزریقی فراهم می‌کند.

۱. MIM دو جزئی (2C-MIM)

سطح متخلخل و هسته داخلی متراکم است

به عنوان روشی برای تولید قطعات دو فلزی، فرآیند 2C-MIM (MIM دو جزئی) توسعه یافته است. مزیت اصلی فرآیند 2C-MIM این است که دو ماده با خواص مختلف می‌توانند مستقیماً در یک فرآیند تولید واحد ترکیب شوند و در نتیجه عملیات اتصال بعدی (مانند جوشکاری، پرچ کاری، مونتاژ بست و غیره) کاهش می‌یابد.

قطعاتی که 2C-MIM می‌تواند تولید کند، از قطعات توخالی با ساختارهای داخلی پیچیده تا اجزای انعطاف‌پذیر و قابل جدا شدن را شامل می‌شود.

هدف تمام تحقیقات، تولید قطعات مهندسی پیشرفته با عملکرد بالا و هزینه مناسب است. برای قطعاتی که به راحتی ساییده می‌شوند، فقط می‌توانید قطعات کلیدی مانند سطح اصطکاک را با مواد سخت‌تر یا مقاوم‌تر در برابر سایش و سایر قطعات ساختاری را با مواد نسبتاً کم‌هزینه تقویت کنید.

برای ساخت قطعات دوفلزی، صرفاً درک شکل قالب‌گیری تزریقی دو ماده تزریقی کافی نیست، نکته کلیدی این است که دو ماده باید بتوانند در یک کوره و در یک اتمسفر پخت، تفجوشی شوند. از آنجا که میزان انقباض دو قطعه در طول پخت یکسان نیست، ممکن است منجر به لایه لایه شدن یا ترک خوردگی شود. و هنگامی که یک فاز مضر تشکیل می‌شود، عناصر آلیاژی نیز می‌توانند در امتداد مرز پخش شوند که باعث کاهش خواص ماده می‌شود.

شکل 17-4 نمونه کششی کامپوزیت PH/316L تهیه شده با تزریق همزمان

با هماهنگ کردن عوامل ماشینکاری، کیفیت قطعات 2C-MIM بهینه می‌شود. با توجه به توانایی منحصر به فرد آن در ساخت قطعه‌ای با خواص مواد مختلف بدون هیچ گونه کار مونتاژ، فرآیند 2C-MIM مطمئناً بازار کاربرد این فرآیند را گسترش خواهد داد. صنعت MIM.

اگر محدوده اندازه ذرات پودر کمتر از 1 میکرومتر باشد، باید از مواد تزریقی مخصوصی برای سازگاری با مشکلات ناشی از مساحت سطح زیاد پودر استفاده شود. قالب گیری تزریقی پودر و چربی زدایی.

۲. فرآیند قالب‌گیری تزریقی فلز میکرو (μ-MIM)

ظرف واکنش از جنس استیل ضد زنگ میکرواینجکشن

محصولات و سیستم‌ها در حال کوچک شدن هستند، به این معنی که قطعات ساختاری و عملکردی در سیستم‌های پیچیده کوچک و کوچک‌تر می‌شوند.

این امر نه تنها مستلزم استفاده از مواد پیشرفته با خواص فیزیکی مناسب است، بلکه ویژگی‌های هندسی در مقیاس میکرو نیز به منظور افزایش تعداد عملکردهای یکپارچه مورد نیاز است.

بنابراین، توسعه روش‌های بسیار مؤثر و قابل اعتماد برای ساخت قطعات میکرو یا قطعات ریزساختار ضروری است و قطعات ریزساختار تولید شده با μ-MIM می‌توانند برای جایگزینی قطعات پلاستیکی استفاده شوند تا مزایای خواص مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی یا خواص دمای بالای مواد فلزی به دست آید.

موفقیت این فرآیند تولید جدید مبتنی بر این واقعیت است که فرآیند رقابتی آن توسط مواد قابل ماشینکاری یا ظرفیت تولید انبوه محدود شده است و هیچ جایگزینی برای μ-MIM وجود ندارد.

فناوری LIGA (ترکیبی از لیتوگرافی و الکتروفرمینگ) معمولاً فقط برای هندسه دوبعدی مناسب است و از نظر انتخاب مواد، الکتروفرمینگ با محدودیت‌هایی مواجه است.

تکنیک‌های دیگر، مانند روش‌های میکروساخت الکتروشیمیایی، میکروفرزکاری و میکروگراندینگ، از صنعت میکروالکترونیک مبتنی بر سیلیکون می‌آیند و توانایی حل ویژگی‌هایی به کوچکی ۱ میکرومتر را دارند، اما برای تولید انبوه مناسب نیستند. قطعات سه بعدی.

اکنون، قطعات میکرو تولید شده با μ-MIM می‌توانند از نظر اندازه به کوچکی 5 میکرومتر باشند. با این حال، برای بهینه‌سازی عملکرد، مانند حفظ شکل مطابق با ویژگی‌های جریان یا قطعات، مواد تزریقی ویژه‌ای توسعه یافته‌اند که برای زیرمیکرون یا نانومتر مورد نیاز برای μ-MIM کاملاً امکان‌پذیر هستند.

به طور کلی، برای قطعات میکرو، MIM می‌تواند ویژگی‌هایی حدود ۱۰ برابر اندازه متوسط ​​ذرات را تکرار کند، که به ویژه برای قطعات میکرو مناسب است، اگر می‌خواهید ویژگی‌های کوچکتری ایجاد کنید، باید پودر کوچکتری اعمال کنید. اکنون، پودر فلز موجود ۱ میکرومتر است. برخی از پودرها برای تولید پودر در این محدوده اندازه ذرات بسیار واکنش‌پذیر هستند (به عنوان مثال، تیتانیوم)، در حالی که تولید پودرهای فلزی دیگر با تبخیر آئروسل ویژه آسان‌تر است (به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ).

اگر محدوده اندازه ذرات پودر کمتر از 1um باشد، باید از مواد تزریقی مخصوصی برای سازگاری با مشکلات ناشی از مساحت سطح زیاد قالب‌گیری تزریقی پودر و چربی‌زدایی استفاده شود.

تصویر چرخ دنده و پروانه از جنس استیل ضد زنگ با تزریق میکرو

در حال حاضر، μ-MIM هنوز در مرحله‌ی رشد و توسعه است و تا حد زیادی به موازات فرآیند 2C-MIM در حال توسعه است. اولاً، هر دو فرآیند اکنون در مرحله‌ی تولید هستند، اما هر دو در حال گذراندن مطالعات امکان‌سنجی و توسعه‌ی فناوری برای طیف گسترده‌ای از قطعات ریز یا قطعات ریزساختاری هستند.

اهداف اولیه تحقیق و توسعه رقابتی در مسیر موفقیت در بازار بسیار مهم هستند، اما تنها از طریق توسعه مواد و فرآیندهای تولید پیرامون امکانات 2C-μ-MIM در صنعت، همراه با آموزش مهندسان و تکنسین‌ها، می‌توان به پیشرفت‌های واقعی دست یافت.

در شش ماه گذشته، با توجه بیشتر به کاربرد سرامیک و شیشه سه‌بعدی در تلفن‌های همراه، مدل‌های شیشه سه‌بعدی دوطرفه و سازه‌های سرامیکی زیادی نیز وجود دارد. شرکت‌های بیشتری در این صنعت فعالیت می‌کنند که نشان از شکوفایی صدها گل دارد، برخی فناوری‌های جدید، فرآیندهای جدید و مواد جدید توسعه یافته‌اند، مانند: فولاد ضد زنگ، آلیاژ تیتانیوم، قاب MIM، قاب پشتی سرامیکی، جنبه‌های فرآیندی مانند فرآیند تزئین شیشه، توسعه بافت، فرآیند جدید اسپری جوهر، چاپ و ادغام آنتن؛ چگونگی بهبود نرخ عبور شیشه سه‌بعدی، کاهش مصرف انرژی و بهبود بهره‌وری به یک مشکل دشوار برای کل صنعت تبدیل شده است.

  قالب گیری تزریقی فلزی⎮متالورژی پودر⎮درباره ما