최근 몇 년 동안, 마이크로 금속 사출 성형 공정(μ-MIM) 마이크로 부품 및 마이크로 구조 표면의 대량 생산에 사용될 수 있는 금속 및 합금을 제조한다는 목표로 개발되었습니다. μ-MIM은 고온 안정성, 강도 및 인성, 열전도도 및 자성을 갖춘 새로운 소재와 같은 마이크로 응용 분야에서 금속 및 합금의 가용성을 크게 높입니다.
또한, μ-MIM이 개발한 바이메탈 생산 공정은 플라스틱 미세 사출 성형과 비교하여 사출 성형 공정 중에 두 가지 다른 금속 재료를 연결하는 것(바이메탈 공동 사출)이 가능합니다.
1. 2성분 MIM(2C-MIM)
표면은 다공성이고 내부 코어는 밀도가 높습니다.
바이메탈 부품 제조 방법으로 2C-MIM(Two-Component MIM) 공정이 개발되었습니다. 2C-MIM 공정의 주요 장점은 서로 다른 특성을 가진 두 가지 소재를 단일 생산 공정에서 직접 결합할 수 있어 후속 접합 작업(용접, 리벳, 체결 조립 등)을 줄일 수 있다는 것입니다.
2C-MIM이 제조할 수 있는 부품은 복잡한 내부 구조를 가진 중공 부품부터 유연하게 분리 가능한 구성품까지 다양합니다.
모든 연구의 목표는 기능성이 강화된 엔지니어링 부품을 유리한 비용으로 생산하는 것입니다. 마모가 쉬운 부품의 경우, 마찰 표면과 같은 핵심 부품은 더 단단하거나 내마모성이 더 높은 재료로 국부적으로 강화하고, 다른 구조 부품은 비교적 저렴한 재료로 강화하는 것이 가능합니다.
바이메탈 부품을 제조하려면 두 사출 재료의 사출 성형 형상을 이해하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 핵심은 두 재료가 동일한 소결로와 동일한 소결 분위기에서 소결될 수 있어야 한다는 것입니다. 소결 중 두 부품의 수축률이 같지 않아 박리 또는 균열이 발생할 수 있습니다. 또한 유해한 상이 형성될 경우, 합금 원소가 경계면을 따라 확산되어 재료의 특성을 저하시킬 수 있습니다.
그림 17-공동사출법으로 제조된 4PH/316L 복합 인장 샘플
가공 요소를 조정함으로써 2C-MIM 부품의 품질이 최적화됩니다. 조립 작업 없이 다양한 재료 특성을 가진 부품을 제작할 수 있는 독보적인 능력 덕분에 2C-MIM 공정은 해당 분야의 적용 시장을 확실히 확대할 것입니다. MIM 산업.
분말의 입자 크기 범위가 1um 미만인 경우, 분말의 넓은 표면적에 의해 발생하는 문제에 적응하기 위해 특수 주입 재료를 사용해야 합니다. 분말 사출 성형 그리고 탈지.
2. 마이크로 금속 사출 성형 공정(μ-MIM)
마이크로인젝션 스테인리스 스틸 반응 접시
제품과 시스템이 소형화되고 있으며, 이는 복잡한 시스템의 구조적, 기능적 부분이 점점 더 작아지고 있음을 의미합니다.
이를 위해서는 적절한 물리적 특성을 지닌 첨단 소재를 사용해야 할 뿐만 아니라, 통합 기능의 수를 늘리기 위해 미세화된 기하학적 특징도 필요합니다.
따라서 미세 부품이나 미세 구조 부품을 제조하기 위한 효과적이고 신뢰성 있는 방법을 개발하는 것이 필요하며, μ-MIM으로 제조된 미세 구조 부품은 플라스틱 부품을 대체하여 금속 재료의 기계적 특성, 내식성 또는 고온 특성과 같은 장점을 얻을 수 있습니다.
이 새로운 제조 공정의 성공은 기계 가공 가능한 소재나 대량 생산 능력에 의해 경쟁 공정이 제한을 받고 있으며, μ-MIM을 대체할 수 있는 공정이 없다는 사실에 기초합니다.
LIGA 기술(리소그래피와 전기도금의 조합)은 일반적으로 2D 형상에만 적합하며, 재료 선택 측면에서 전기도금의 제한을 받습니다.
전기화학적 미세 제조 방법, 미세 밀링 및 미세 연삭과 같은 기타 기술은 실리콘 기반 마이크로 전자 산업에서 유래되었으며 1μm만큼 작은 기능을 해결할 수 있는 능력이 있지만 대량 생산에는 적합하지 않습니다. 3D 부품.
현재 μ-MIM으로 제작된 마이크로 부품은 최소 5μm의 미세 형상을 가질 수 있습니다. 그러나 유동 특성이나 부품에 따라 형상을 유지하는 등 성능 최적화를 위해, μ-MIM에 필요한 서브마이크론 또는 나노미터 크기의 부품에도 충분히 적용 가능한 특수 사출 재료가 개발되었습니다.
일반적으로 미세 부품의 경우, MIM은 평균 입자 크기의 약 10배에 달하는 형상을 재현할 수 있으며, 이는 미세 부품에 특히 적합합니다. 더 작은 형상을 만들려면 더 작은 분말을 사용해야 합니다. 현재 사용 가능한 금속 분말은 1μm입니다. 일부 분말은 이 입자 크기 범위의 분말을 생성하기에는 반응성이 너무 높은 반면(예: Ti), 다른 금속 분말은 특수 에어로졸 기화법을 사용하여 생성하기가 더 쉽습니다(예: 스테인리스강).
분말의 입자 크기 범위가 1um 이하인 경우, 분말 사출 성형의 넓은 표면적과 탈지로 인해 발생하는 문제에 적응하기 위해 특수 사출 재료를 사용해야 합니다.
사진 마이크로인젝션 스테인리스 스틸 기어 및 임펠러
현재 μ-MIM은 아직 초기 단계에 있으며, 2C-MIM 공정과 함께 크게 발전하고 있습니다. 두 공정 모두 현재 생산 중이지만, 다양한 미세 부품 또는 미세 구조 부품에 대한 기술 출시 및 타당성 조사가 진행 중입니다.
초기 경쟁 연구 및 개발 목표는 시장에서 성공하는 데 매우 중요하지만, 업계에서 2C-μ-MIM의 가능성을 중심으로 재료 및 생산 공정을 개발하고 엔지니어와 기술자를 교육해야만 진정한 혁신을 이룰 수 있습니다.
지난 6개월 동안 휴대폰에 세라믹과 3D 유리를 적용하는 것이 점점 더 주목받으면서 양면 3D 유리 및 세라믹 구조 모델도 많이 출시되었습니다. 점점 더 많은 기업이 이 산업에 뛰어들어 백화 현상을 보이고 있으며, 스테인리스 스틸, 티타늄 합금, MIM 프레임, 세라믹 백커버 등 새로운 기술, 새로운 공정, 새로운 소재가 개발되었습니다. 유리 장식 공정, 질감 개발, 잉크 분사 신공법, 인쇄 및 안테나 융합 등의 공정 측면도 고려되었습니다. 3D 유리 통과율을 높이고 에너지 소비를 줄이며 효율을 개선하는 것은 업계 전체의 난제로 떠올랐습니다.
게시 시간: 2023년 11월 10일