В последние годы Процесс микролитья под давлением металла (μ-MIM) Технология μ-MIM была разработана с целью производства металлов и сплавов, пригодных для массового производства микродеталей и микроструктурированных поверхностей. μ-MIM значительно расширяет возможности применения металлов и сплавов в микротехнологиях, таких как новые материалы с высокой термостойкостью, прочностью и ударной вязкостью, а также теплопроводностью и магнетизмом.

Кроме того, по сравнению с микролитьевым формованием пластмасс, разработанный с помощью технологии μ-MIM процесс производства биметаллических изделий позволяет соединять два разных металлических материала (биметаллическое совместное литье) в процессе литья под давлением.

1. Двухкомпонентный MIM (2C-MIM)

Поверхность пористая, а внутреннее ядро ​​плотное.

В качестве метода изготовления биметаллических деталей был разработан двухкомпонентный литьевой метод (2C-MIM). Главное преимущество метода 2C-MIM заключается в том, что два материала с различными свойствами могут быть непосредственно соединены в одном производственном процессе, что сокращает количество последующих операций соединения (таких как сварка, клепка, заклепка и т. д.).

Технология 2C-MIM позволяет изготавливать самые разнообразные детали, от полых элементов со сложной внутренней структурой до гибких съемных компонентов.

Цель всех исследований — создание функциональных, улучшенных инженерных деталей по выгодной цене. Для деталей, подверженных износу, можно лишь локально упрочнить ключевые участки, такие как поверхность трения, более твердыми или износостойкими материалами, а другие конструкционные элементы — относительно недорогими материалами.

Для изготовления биметаллических деталей недостаточно просто понимать форму литья под давлением двух материалов; ключевым моментом является возможность спекания обоих материалов в одной и той же печи и в одной и той же атмосфере. Поскольку степень усадки двух деталей во время спекания различна, это может привести к расслоению или растрескиванию. Кроме того, при образовании вредной фазы легирующие элементы могут распространяться вдоль границ, что снижает свойства материала.

Рисунок 17-4PH/316L композитный образец для испытаний на растяжение, изготовленный методом соинъекции

Благодаря координации факторов обработки, оптимизируется качество деталей, изготовленных методом 2C-MIM. Благодаря уникальной возможности изготовления деталей с различными свойствами материала без каких-либо сборочных работ, процесс 2C-MIM, несомненно, расширит рынок применения данной технологии. MIM-индустрия.

Если диапазон размеров частиц порошка составляет менее 1 мкм, следует использовать специальные инъекционные материалы для решения проблем, вызванных большой площадью поверхности. литье порошковых материалов под давлением и обезжиривание.

2. Процесс микролитья металлов под давлением (μ-MIM)

Реакционная чашка из нержавеющей стали для микроинъекций

Изделия и системы становятся миниатюрными, а это значит, что структурные и функциональные элементы сложных систем становятся все меньше и меньше.

Для этого требуется не только использование современных материалов с соответствующими физическими свойствами, но и микроминиатюрные геометрические элементы для увеличения количества интегрированных функций.

Следовательно, необходимо разработать высокоэффективные и надежные методы изготовления микродеталей или микроструктурных деталей, а микроструктурные детали, изготовленные методом μ-MIM, могут заменить пластиковые детали, обеспечивая преимущества металлических материалов в плане механических свойств, коррозионной стойкости или высокотемпературных характеристик.

Успех этого нового производственного процесса основан на том, что его конкурентоспособность ограничена обрабатываемостью материалов или возможностями массового производства, и альтернативы μ-MIM не существует.

Технология LIGA (комбинация литографии и электроформования) обычно подходит только для двумерной геометрии и ограничена возможностями электроформования в плане выбора материалов.

Другие методы, такие как электрохимические методы микропроизводства, микрофрезерование и микрошлифование, заимствованы из кремниевой микроэлектронной промышленности и позволяют создавать элементы размером до 1 мкм, но они не подходят для массового производства. 3D-детали.

В настоящее время микродетали, изготовленные методом μ-MIM, могут иметь размеры всего 5 мкм. Однако для оптимизации характеристик, таких как сохранение формы в соответствии с характеристиками потока или особенностями деталей, были разработаны специальные литьевые материалы, которые позволяют получать детали субмикронного или нанометрового размера, необходимого для μ-MIM.

В целом, для микродеталей технология MIM позволяет воспроизводить элементы размером примерно в 10 раз превышающим средний размер частиц, что особенно подходит для микродеталей. Если же требуется создать более мелкие элементы, необходимо использовать порошок меньшего размера. В настоящее время доступен металлический порошок с размером частиц 1 мкм. Некоторые порошки слишком реактивны для получения порошков такого размера (например, титан), в то время как другие металлические порошки проще производить с помощью специальной аэрозольной испарительной обработки (например, нержавеющая сталь).

Если диапазон размеров частиц порошка составляет менее 1 мкм, следует использовать специальные литьевые материалы для решения проблем, связанных с большой площадью поверхности порошка при литье под давлением и обезжиривании.

Изображение шестерни и импеллера из нержавеющей стали, изготовленных методом микроинъекции.

В настоящее время технология μ-MIM находится на стадии разработки и в значительной степени развивается параллельно с технологией 2C-MIM. Во-первых, обе технологии уже запущены в производство, но обе проходят этапы внедрения и исследования осуществимости для широкого спектра микродеталей или микроструктурных элементов.

Первоначальные конкурентные цели в области исследований и разработок имеют решающее значение на пути к успеху на рынке, но реальные прорывы могут быть достигнуты только благодаря разработке материалов и производственных процессов, основанных на возможностях 2C-μ-MIM в промышленности, в сочетании с обучением инженеров и техников.

За последние полгода, с ростом интереса к применению керамики и 3D-стекла в мобильных телефонах, появилось множество моделей с двухсторонней 3D-структурой из стекла и керамики. Всё больше предприятий работают в этой отрасли, демонстрируя расцвет, разрабатываются новые технологии, процессы и материалы, такие как: нержавеющая сталь, титановый сплав, MIM-рамка, керамическая задняя крышка, а также технологические аспекты, такие как разработка текстуры при декорировании стекла, новые процессы распыления чернил, печать и слияние антенн. Вопрос повышения процента успешного нанесения 3D-стекла, снижения энергопотребления и повышения эффективности стал сложной задачей для всей отрасли.

  Литье металла под давлением⎮Порошковая металлургия⎮О нас