De afgelopen jaren is de micro-metaalspuitgietproces (μ-MIM) μ-MIM is ontwikkeld met als doel metalen en legeringen te produceren die gebruikt kunnen worden voor de massaproductie van micro-onderdelen en microstructuuroppervlakken. μ-MIM vergroot de beschikbaarheid van metalen en legeringen voor microtoepassingen aanzienlijk, zoals nieuwe materialen met een hoge temperatuurstabiliteit, sterkte en taaiheid, evenals thermische geleidbaarheid en magnetisme.

Daarnaast maakt het door μ-MIM ontwikkelde bimetaalproductieproces, in vergelijking met micro-spuitgieten van kunststof, het mogelijk om twee verschillende metalen materialen met elkaar te verbinden (bimetaal co-injectie) tijdens het spuitgietproces.

1. Tweecomponenten MIM (2C-MIM)

Het oppervlak is poreus en de binnenkern is dicht.

Voor de productie van bimetaalonderdelen is het 2C-MIM-proces (Two-Component MIM) ontwikkeld. Het belangrijkste voordeel van het 2C-MIM-proces is dat twee materialen met verschillende eigenschappen direct in één productieproces kunnen worden gecombineerd, waardoor latere verbindingsbewerkingen (zoals lassen, klinken, monteren, enz.) worden verminderd.

De onderdelen die met 2C-MIM kunnen worden geproduceerd, variëren van holle onderdelen met complexe interne structuren tot flexibele, afneembare componenten.

Het doel van al het onderzoek is het produceren van functioneel verbeterde technische onderdelen tegen een gunstige prijs. Voor onderdelen die gemakkelijk slijten, kan men alleen de cruciale delen, zoals het wrijvingsvlak, plaatselijk versterken met hardere of slijtvastere materialen, terwijl andere structurele onderdelen met relatief goedkope materialen worden vervaardigd.

Voor de productie van bimetaalonderdelen is het niet voldoende om alleen de spuitgietvorm van de twee materialen te begrijpen. De sleutel is dat de twee materialen in dezelfde oven en onder dezelfde sinteratmosfeer gesinterd moeten kunnen worden. Omdat de krimp van de twee onderdelen tijdens het sinteren niet gelijk is, kan dit leiden tot delaminatie of scheurvorming. Bovendien kunnen legeringselementen zich langs de grens verspreiden wanneer een schadelijke fase ontstaat, wat de materiaaleigenschappen vermindert.

Figuur 17-4PH/316L composiet trekproefmonster bereid door co-injectie

Door de bewerkingsfactoren op elkaar af te stemmen, wordt de kwaliteit van 2C-MIM-onderdelen geoptimaliseerd. Dankzij het unieke vermogen om een ​​onderdeel met verschillende materiaaleigenschappen te produceren zonder assemblage, zal het 2C-MIM-proces de toepassingsmarkt van de industrie zeker uitbreiden. MIM-industrie.

Als de deeltjesgrootte van het poeder kleiner is dan 1 µm, moeten speciale injectiematerialen worden gebruikt om de problemen te ondervangen die worden veroorzaakt door het grote oppervlak. poederinjectievormen en ontvetten.

2. Micro-metaalspuitgietproces (μ-MIM)

Micro-injectie reactieschaal van roestvrij staal

Producten en systemen worden steeds kleiner, wat betekent dat structurele en functionele onderdelen in complexe systemen steeds kleiner worden.

Dit vereist niet alleen het gebruik van geavanceerde materialen met geschikte fysische eigenschappen, maar ook micro-geminiaturiseerde geometrische kenmerken om het aantal geïntegreerde functies te vergroten.

Daarom is het noodzakelijk om zeer effectieve en betrouwbare methoden te ontwikkelen voor de productie van micro-onderdelen of microstructuuronderdelen. Microstructuuronderdelen die met μ-MIM worden vervaardigd, kunnen worden gebruikt ter vervanging van kunststofonderdelen om de voordelen van metalen materialen op het gebied van mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid en hoge temperatuurbestendigheid te verkrijgen.

Het succes van dit nieuwe productieproces is gebaseerd op het feit dat het concurrerende proces beperkt wordt door bewerkbare materialen of massaproductiecapaciteit, en dat er geen alternatief is voor μ-MIM.

LIGA-technologie (een combinatie van lithografie en elektroforming) is doorgaans alleen geschikt voor 2D-geometrie en wordt door elektroforming beperkt in de materiaalkeuze.

Andere technieken, zoals elektrochemische microfabricagemethoden, microfrezen en microslijpen, komen uit de siliciumgebaseerde micro-elektronica-industrie en kunnen structuren zo klein als 1 μm realiseren, maar ze zijn niet geschikt voor massaproductie. 3D-onderdelen.

Met μ-MIM kunnen micro-onderdelen nu al een afmeting van slechts 5 μm hebben. Om de prestaties te optimaliseren, bijvoorbeeld door de vorm te behouden afhankelijk van de stromingseigenschappen of de vorm van het onderdeel, zijn speciale spuitgietmaterialen ontwikkeld die volledig geschikt zijn voor de submicron- of nanometerafmetingen die voor μ-MIM vereist zijn.

Over het algemeen kan MIM voor micro-onderdelen structuren repliceren die ongeveer tien keer zo groot zijn als de gemiddelde deeltjesgrootte. Dit is met name geschikt voor micro-onderdelen. Om nog kleinere structuren te creëren, is een fijner poeder nodig. Momenteel is metaalpoeder met een deeltjesgrootte van 1 μm verkrijgbaar. Sommige poeders zijn te reactief om in dit deeltjesgroottebereik te produceren (bijvoorbeeld titanium), terwijl andere metaalpoeders gemakkelijker te produceren zijn met speciale vernevelingstechnieken (bijvoorbeeld roestvrij staal).

Als de deeltjesgrootte van het poeder kleiner is dan 1 µm, moeten speciale spuitgietmaterialen worden gebruikt om de problemen te ondervangen die ontstaan ​​door het grote oppervlak van het poeder tijdens spuitgieten en ontvetten.

Afbeelding van een roestvrijstalen tandwiel en waaier voor micro-injectie.

Momenteel bevindt μ-MIM zich nog in de incubatiefase en ontwikkelt het zich grotendeels parallel aan het 2C-MIM-proces. Beide processen zijn inmiddels in productie, maar er vinden nog steeds technologie-uitrol- en haalbaarheidsstudies plaats voor een breed scala aan micro-onderdelen of microstructurele onderdelen.

De initiële doelstellingen voor concurrentiegericht onderzoek en ontwikkeling zijn cruciaal op weg naar marktsucces, maar echte doorbraken kunnen alleen worden bereikt door de ontwikkeling van materialen en productieprocessen rond de mogelijkheden van 2C-μ-MIM in de industrie, in combinatie met de opleiding van ingenieurs en technici.

De afgelopen zes maanden is de toepassing van keramiek en 3D-glas in mobiele telefoons steeds meer in de belangstelling komen te staan, waardoor er ook veel modellen met een dubbelzijdige 3D-glas- en keramische structuur op de markt zijn verschenen. Steeds meer bedrijven stappen in deze sector, wat wijst op een bloeiperiode. Er zijn nieuwe technologieën, processen en materialen ontwikkeld, zoals roestvrij staal, titaniumlegeringen, MIM-frames, keramische achterkanten, en procesaspecten zoals de ontwikkeling van texturen voor glasdecoratie, nieuwe inktspuittechnieken, printtechnieken en antennefusie. Hoe de productie van 3D-glas te verbeteren, het energieverbruik te verlagen en de efficiëntie te verhogen, is een grote uitdaging geworden voor de hele industrie.

  Metaalspuitgieten⎮Poedermetallurgie⎮Over ons