Formimi i ri me injektim metalik: Procesi μ-MIM dhe procesi 2C-MIM

Në vitet e fundit,Procesi i derdhjes me injektim të mikrometalit (μ-MIM)është zhvilluar me qëllim të prodhimit të metaleve dhe lidhjeve që mund të përdoren për prodhimin masiv të mikro-pjesëve dhe sipërfaqeve mikro-strukturore. μ-MIM rrit në masë të madhe disponueshmërinë e metaleve dhe lidhjeve për mikro-aplikime, të tilla si materiale të reja me qëndrueshmëri të lartë të temperaturës, forcë dhe rezistencë, si dhe përçueshmëri termike dhe magnetizëm.

Përveç kësaj, krahasuar me derdhjen me mikro-injeksion plastik, procesi i prodhimit të bimetaleve i zhvilluar nga μ-MIM mundëson lidhjen e dy materialeve të ndryshme metalike së bashku (bashkinjektim bimetal) gjatë procesit të derdhjes me injeksion.

1. MIM me dy komponentë (2C-MIM)

 

 Sipërfaqja është poroze dhe thelbi i brendshëm është i dendur

Sipërfaqja është poroze dhe thelbi i brendshëm është i dendur

 

Si një metodë e prodhimit të pjesëve bimetalike, njerëzit kanë zhvilluar procesin 2C-MIM (MIM me dy komponentë). Avantazhi kryesor i procesit 2C-MIM është se dy materiale me veti të ndryshme mund të kombinohen drejtpërdrejt në një proces të vetëm prodhimi, duke reduktuar kështu operacionet e mëvonshme të bashkimit (si saldimi, thumba, montimi i fiksimit, etj.).

Pjesët që mund të prodhojë 2C-MIM variojnë nga pjesët e zbrazëta me struktura të brendshme komplekse deri tek komponentët fleksibël të shkëputshëm.

Qëllimi i të gjitha kërkimeve është të prodhojë pjesë inxhinierike funksionale të përmirësuara me një kosto të favorshme. Për pjesët që janë të lehta për t'u veshur, ju mund t'i forconi lokalisht vetëm pjesët kyçe si sipërfaqja e fërkimit me materiale më të forta ose më rezistente ndaj konsumit dhe pjesë të tjera strukturore me materiale relativisht me kosto të ulët.

Për të prodhuar pjesë bimetale, thjesht të kuptuarit e formës së derdhjes me injeksion të dy materialeve të injektimit nuk mjafton, gjëja kryesore është se të dy materialet duhet të jenë në gjendje të sinterohen në të njëjtën furre dhe në të njëjtën atmosferë sinterimi. Për shkak se shkalla e tkurrjes së dy pjesëve nuk është e njëjtë gjatë sinterimit, mund të çojë në delamination ose plasaritje. Dhe kur formohet një fazë e dëmshme, elementët e aliazhuar gjithashtu mund të përhapen përgjatë kufirit, gjë që zvogëlon vetitë e materialit.

 Mostra tërheqëse e përbërë 17-4PH 316L e përgatitur me injeksion bashkë

Figura 17-4PH/316L mostër elastike e përbërë e përgatitur me injektim të përbashkët

 

Duke koordinuar faktorët e përpunimit, cilësia e pjesëve 2C-MIM optimizohet. Për shkak të aftësisë së tij unike për të bërë një pjesë me karakteristika të ndryshme materiale pa asnjë punë montimi, procesi 2C-MIM është i sigurt se do të zgjerojë tregun e aplikimit të Industria MIM.

Nëse diapazoni i madhësisë së grimcave të pluhurit është nën 1um, duhet të përdoren materiale speciale për injektim për t'iu përshtatur problemeve të shkaktuara nga sipërfaqja e madhe ederdhja me injeksion pluhuri dhe degreasing.

 

2. Procesi i derdhjes me injektim mikro metal (μ-MIM)

Enë reaksioni prej çeliku inox me mikroinjektim

Enë reaksioni prej çeliku inox me mikroinjektim

 

Produktet dhe sistemet po bëhen në miniaturë, që do të thotë se pjesët strukturore dhe funksionale në sistemet komplekse po bëhen gjithnjë e më të vogla.

Kjo kërkon jo vetëm përdorimin e materialeve të avancuara me vetitë e duhura fizike, por edhe karakteristikat gjeometrike të mikrominiturizuara në mënyrë që të rritet numri i funksioneve të integruara.

Prandaj, është e nevojshme të zhvillohen metoda shumë efektive dhe të besueshme për prodhimin e mikro-pjesëve ose pjesëve të mikrostrukturës, dhe pjesët mikro-strukturore të prodhuara me μ-MIM mund të përdoren për të zëvendësuar pjesët plastike për të marrë avantazhet e vetive mekanike, rezistencës ndaj korrozionit ose vetive të temperaturës së lartë të materialeve metalike.

Suksesi i këtij procesi të ri prodhimi bazohet në faktin se procesi i tij konkurrues është i kufizuar nga materialet e përpunueshme ose kapaciteti i prodhimit në masë dhe nuk ka alternativë ndaj μ-MIM.

Teknologjia LIGA (një kombinim i litografisë dhe elektroformimit) zakonisht është e përshtatshme vetëm për gjeometrinë 2D dhe kufizohet nga elektroformimi për sa i përket përzgjedhjes së materialit.

Teknika të tjera, të tilla si metodat e mikro-prodhimit elektrokimik, mikro-frezimi dhe mikro-bluarja, vijnë nga industria e mikroelektronikës me bazë silikoni dhe kanë aftësinë për të zgjidhur veçori të vogla deri në 1μm, por ato nuk janë të përshtatshme për prodhimin në masë tëpjesë 3D.

Tani, mikro pjesët e prodhuara me μ-MIM mund të jenë deri në 5μm në madhësinë e veçorive. Megjithatë, për të optimizuar performancën, siç është ruajtja e formës sipas karakteristikave të rrjedhës ose pjesëve, janë zhvilluar materiale të veçanta injektimi që janë plotësisht të mundshme për nënmikronin ose nanometrin e kërkuar për μ-MIM.

Në përgjithësi, për mikro pjesët, MIM mund të kopjojë veçori rreth 10 herë më të mëdha se madhësia mesatare e grimcave, e cila është veçanërisht e përshtatshme për pjesët mikro, nëse doni të krijoni veçori më të vogla, duhet të aplikoni një pluhur më të vogël. Tani, pluhuri metalik i disponueshëm është 1μm. Disa pluhura janë shumë reaktive për të prodhuar pluhura në këtë gamë të madhësisë së grimcave (p.sh., Ti), ndërsa pluhurat e tjerë metalikë janë më të lehtë për t'u prodhuar me avullim special të aerosolit (p.sh., çelik inox).

Nëse diapazoni i madhësisë së grimcave të pluhurit është nën 1um, duhet të përdoren materiale speciale për injektim për t'iu përshtatur problemeve të shkaktuara nga sipërfaqja e madhe e derdhjes me injeksion pluhuri dhe degreasimit.

 

Ingranazhe dhe shtytëse prej çeliku inox me mikroinjektim

Ingranazh dhe shtytës inox me mikroinjektim

Aktualisht, μ-MIM është ende në fazën e inkubacionit dhe po zhvillohet kryesisht paralelisht me procesin 2C-MIM. Së pari, të dy proceset janë tani në prodhim, por të dy po i nënshtrohen prezantimit të teknologjisë dhe studimeve të fizibilitetit për një shumëllojshmëri të gjerë të mikro-pjesëve ose pjesëve mikro-strukturore.

Qëllimet fillestare konkurruese të kërkimit dhe zhvillimit janë kritike në rrugën e tyre drejt suksesit në treg, por vetëm nëpërmjet zhvillimit të materialeve dhe proceseve të prodhimit rreth mundësive të 2C-μ-MIM në industri, së bashku me edukimin e inxhinierëve dhe teknikëve, mund të arrihen përparime reale.

Në gjashtë muajt e fundit, me aplikimin e qeramikës dhe xhamit 3D në telefonat celularë duke marrë gjithnjë e më shumë vëmendje, ka gjithashtu shumë modele të xhamit 3D të dyanshëm dhe strukturave qeramike. Gjithnjë e më shumë ndërmarrje kanë këtë industri, duke treguar lulëzimin e njëqind luleve, disa teknologji të reja, procese të reja, janë zhvilluar materiale të reja, si: çelik inox, aliazh titani, kornizë MIM, mbulesë e pasme qeramike, aspekte të procesit si, procesi i dekorimit të xhamit zhvillimi i teksturës, procesi i ri i spërkatjes së bojës, printimi dhe shkrirja e antenës; Mënyra e përmirësimit të shkallës së kalimit të xhamit 3D, zvogëlimi i konsumit të energjisë dhe përmirësimi i efikasitetit është bërë një problem i vështirë për të gjithë industrinë.

  Derdhja me injektim të metalitMetalurgjia e pluhuritRreth Nesh


Koha e postimit: Nëntor-10-2023