ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมากระบวนการฉีดขึ้นรูปโลหะขนาดเล็ก (μ-MIM) ได้รับการพัฒนาโดยมีเป้าหมายในการผลิตโลหะและโลหะผสมที่สามารถใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กและพื้นผิวโครงสร้างจุลภาคจำนวนมาก μ-MIM เพิ่มความพร้อมใช้ของโลหะและโลหะผสมอย่างมากสำหรับการใช้งานระดับไมโคร เช่น วัสดุใหม่ที่มีความคงตัวที่อุณหภูมิสูง ความแข็งแรงและความเหนียว ตลอดจนการนำความร้อนและอำนาจแม่เหล็ก

นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับการฉีดขึ้นรูปไมโครพลาสติกแล้ว กระบวนการผลิตโลหะคู่ที่พัฒนาโดย μ-MIM ช่วยให้วัสดุโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันสามารถเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน (การฉีดร่วมของโลหะคู่) ในระหว่างกระบวนการฉีดขึ้นรูป

1. MIM สององค์ประกอบ (2C-MIM)

พื้นผิวมีรูพรุนและแกนในมีความหนาแน่น

เป็นวิธีการผลิตชิ้นส่วนโลหะคู่ ผู้คนได้พัฒนากระบวนการ 2C-MIM (Two-Component MIM) ข้อได้เปรียบหลักของกระบวนการ 2C-MIM ก็คือ วัสดุสองชนิดที่มีคุณสมบัติต่างกันสามารถนำมารวมกันได้โดยตรงในกระบวนการผลิตเดียว ซึ่งช่วยลดการดำเนินการร่วมกันในภายหลัง (เช่น การเชื่อม การตอกหมุด การยึดติด ฯลฯ)

ชิ้นส่วนที่ 2C-MIM สามารถผลิตได้มีตั้งแต่ชิ้นส่วนกลวงที่มีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนไปจนถึงส่วนประกอบที่ถอดออกได้อย่างยืดหยุ่น

จุดมุ่งหมายของการวิจัยทั้งหมดคือการผลิตชิ้นส่วนทางวิศวกรรมที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานด้วยต้นทุนที่เหมาะสม สำหรับชิ้นส่วนที่สวมใส่ง่าย คุณสามารถเสริมความแข็งแกร่งให้กับชิ้นส่วนหลักได้เฉพาะในพื้นที่เท่านั้น เช่น พื้นผิวเสียดสีด้วยวัสดุที่แข็งกว่าหรือทนทานต่อการสึกหรอมากกว่า และชิ้นส่วนโครงสร้างอื่นๆ ด้วยวัสดุที่มีราคาค่อนข้างต่ำ

ในการผลิตชิ้นส่วนโลหะคู่ เพียงแค่เข้าใจรูปร่างการฉีดขึ้นรูปของวัสดุฉีดทั้งสองนั้นไม่เพียงพอ สิ่งสำคัญคือ วัสดุทั้งสองจะต้องสามารถเผาในเตาเผาเดียวกันและในบรรยากาศเผาผนึกเดียวกันได้ เนื่องจากอัตราการหดตัวของทั้งสองส่วนไม่เท่ากันในระหว่างการเผาผนึก จึงอาจทำให้เกิดการหลุดร่อนหรือแตกร้าวได้ และเมื่อเกิดเฟสที่เป็นอันตราย องค์ประกอบที่เป็นอัลลอยด์ก็สามารถแพร่กระจายไปตามขอบเขตได้ ซึ่งจะลดคุณสมบัติของวัสดุลง

รูปที่ 17-4PH/316L ตัวอย่างแรงดึงคอมโพสิตที่เตรียมโดยการฉีดร่วม

ด้วยการประสานงานปัจจัยการตัดเฉือน คุณภาพของชิ้นส่วน 2C-MIM จึงได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสม เนื่องจากความสามารถเฉพาะตัวในการสร้างชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติวัสดุที่แตกต่างกันโดยไม่ต้องมีงานประกอบใดๆ กระบวนการ 2C-MIM จึงมั่นใจได้ว่าจะขยายตลาดการใช้งานของ อุตสาหกรรมเอ็มไอเอ็ม.

หากช่วงขนาดอนุภาคของผงต่ำกว่า 1um ควรใช้วัสดุฉีดพิเศษเพื่อปรับให้เข้ากับปัญหาที่เกิดจากพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ของการฉีดขึ้นรูปผง และลดไขมัน

2.กระบวนการฉีดขึ้นรูปโลหะไมโคร (μ-MIM)

จานปฏิกิริยาสแตนเลสแบบไมโครอินเจคชั่น

ผลิตภัณฑ์และระบบกำลังมีขนาดเล็กลง ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนโครงสร้างและฟังก์ชันในระบบที่ซับซ้อนมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ

ซึ่งไม่เพียงแต่ต้องใช้วัสดุขั้นสูงที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่เหมาะสมเท่านั้น แต่ยังต้องมีคุณลักษณะทางเรขาคณิตที่ย่อส่วนขนาดเล็กด้วย เพื่อเพิ่มจำนวนฟังก์ชันที่บูรณาการกัน

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพัฒนาวิธีการที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กหรือชิ้นส่วนโครงสร้างจุลภาค และชิ้นส่วนโครงสร้างจุลภาคที่ผลิตด้วย μ-MIM สามารถใช้แทนชิ้นส่วนพลาสติกได้เพื่อให้ได้ข้อดีของคุณสมบัติทางกล ความต้านทานการกัดกร่อน หรือคุณสมบัติอุณหภูมิสูงของวัสดุโลหะ

ความสำเร็จของกระบวนการผลิตใหม่นี้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่ากระบวนการแข่งขันนั้นถูกจำกัดด้วยวัสดุที่สามารถแปรรูปได้หรือกำลังการผลิตจำนวนมาก และไม่มีทางเลือกอื่นนอกจาก μ-MIM

เทคโนโลยี LIGA (การผสมผสานระหว่างการพิมพ์หินและการขึ้นรูปด้วยไฟฟ้า) มักจะเหมาะสำหรับเรขาคณิต 2 มิติเท่านั้น และถูกจำกัดด้วยการขึ้นรูปด้วยไฟฟ้าในแง่ของการเลือกวัสดุ

เทคนิคอื่นๆ เช่น วิธีการผลิตระดับจุลภาคเคมีไฟฟ้า การกัดระดับไมโคร และการบดระดับไมโคร มาจากอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ซิลิคอน และมีความสามารถในการแก้ปัญหาคุณสมบัติที่มีขนาดเล็กถึง 1μm แต่ไม่เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมากส่วนสามมิติ.

ปัจจุบัน ชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ผลิตด้วย μ-MIM สามารถมีขนาดเล็กได้ถึง 5μm ในขนาดคุณสมบัติ อย่างไรก็ตาม เพื่อที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน เช่น การรักษารูปร่างตามลักษณะการไหลหรือชิ้นส่วน จึงได้มีการพัฒนาวัสดุการฉีดพิเศษที่เป็นไปได้อย่างเต็มที่สำหรับซับไมครอนหรือนาโนเมตรที่จำเป็นสำหรับ μ-MIM

โดยทั่วไป สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก MIM สามารถจำลองคุณสมบัติที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ยประมาณ 10 เท่า ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก หากคุณต้องการสร้างคุณสมบัติที่มีขนาดเล็กลง คุณจะต้องทาแป้งที่มีขนาดเล็กกว่า ขณะนี้ผงโลหะที่มีอยู่คือ 1μm ผงบางชนิดมีปฏิกิริยาเกินกว่าที่จะผลิตผงในช่วงขนาดอนุภาคนี้ (เช่น Ti) ในขณะที่ผงโลหะอื่นๆ ผลิตได้ง่ายกว่าด้วยการระเหยของละอองลอยแบบพิเศษ (เช่น สแตนเลส)

หากช่วงขนาดอนุภาคของผงต่ำกว่า 1um ควรใช้วัสดุฉีดพิเศษเพื่อปรับให้เข้ากับปัญหาที่เกิดจากพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ของการฉีดขึ้นรูปผงและการขจัดไขมัน

รูปภาพ เกียร์และใบพัดสแตนเลสแบบไมโครอินเจคชั่น

ปัจจุบัน μ-MIM ยังอยู่ในระยะฟักตัว และส่วนใหญ่กำลังพัฒนาควบคู่ไปกับกระบวนการ 2C-MIM ประการแรก ขณะนี้ทั้งสองกระบวนการอยู่ในการผลิต แต่ทั้งสองกระบวนการอยู่ระหว่างการเปิดตัวเทคโนโลยีและการศึกษาความเป็นไปได้สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กหรือชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดเล็กที่หลากหลาย

เป้าหมายการวิจัยและพัฒนาเชิงแข่งขันเบื้องต้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จในตลาด แต่โดยการพัฒนาวัสดุและกระบวนการผลิตรอบความเป็นไปได้ของ 2C-μ-MIM ในอุตสาหกรรม ควบคู่ไปกับการศึกษาของวิศวกรและช่างเทคนิคเท่านั้นที่จะสามารถค้นพบความก้าวหน้าได้อย่างแท้จริง สามารถทำได้

ในช่วงหกเดือนที่ผ่านมา การใช้เซรามิกและกระจก 3 มิติในโทรศัพท์มือถือได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้ยังมีกระจก 3 มิติสองด้านและโมเดลโครงสร้างเซรามิกอีกมากมาย องค์กรต่างๆ จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ มีอุตสาหกรรมนี้ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเจริญรุ่งเรืองของดอกไม้ร้อยดอก เทคโนโลยีใหม่ กระบวนการใหม่ วัสดุใหม่ได้รับการพัฒนา เช่น: สแตนเลส, โลหะผสมไทเทเนียม, กรอบ MIM, ฝาหลังเซรามิก, ลักษณะกระบวนการต่างๆ เช่น การพัฒนาพื้นผิวกระบวนการตกแต่งกระจก กระบวนการใหม่ในการพ่นหมึก การพิมพ์และการหลอมรวมเสาอากาศ วิธีปรับปรุงอัตราการส่งผ่านกระจก 3 มิติ ลดการใช้พลังงาน และปรับปรุงประสิทธิภาพ กลายเป็นปัญหาที่ยากสำหรับทั้งอุตสาหกรรม

  การฉีดขึ้นรูปโลหะ⎮ผงโลหะวิทยา⎮เกี่ยวกับเรา