การขึ้นรูปโลหะไทเทเนียมด้วยการฉีด (TiMIM)

เหล็กกล้าไร้สนิม โลหะผสม และเซรามิก เป็นหนึ่งในวัสดุที่อยู่ในกลุ่มผลิตภัณฑ์การขึ้นรูป MIM ที่ การขึ้นรูปโลหะไทเทเนียมด้วยการฉีด (TiMIM) สามารถขึ้นรูปได้

เพื่อสร้างวัตถุดิบที่สามารถนำไปแปรรูปด้วยเครื่องฉีดขึ้นรูปได้ กระบวนการ TiMIM จึงเกี่ยวข้องกับการผสมผงโลหะไทเทเนียมเข้ากับสารยึดเกาะ ซึ่งแตกต่างจากกระบวนการแบบดั้งเดิม ชิ้นส่วนโลหะกลึงไทเทเนียมการขึ้นรูปโลหะด้วยการฉีดช่วยให้สามารถผลิตชิ้นงานที่ซับซ้อนได้ ชิ้นส่วนไทเทเนียม สามารถขึ้นรูปได้อย่างแม่นยำในขั้นตอนเดียวและในปริมาณมาก

ชิ้นส่วน TiMIM มีลักษณะเด่นคือ ร่องเว้าและผนังที่มีความหนาแตกต่างกันได้ถึง 0.125 นิ้ว หรือ 3 มิลลิเมตร นอกจากนี้ ชิ้นส่วน TiMIM ยังสามารถผ่านกระบวนการกลึงตกแต่งขั้นสุดท้ายได้หากต้องการ และสามารถทำการตกแต่งพื้นผิวได้หลากหลายวิธี เช่น การชุบอะโนไดซ์และการขัดเงาด้วยไฟฟ้า

 ชิ้นส่วนขึ้นรูปโลหะไทเทเนียมแบบฉีดขึ้นรูป ผลิตโดย JHMIM

โลหะผสมไทเทเนียมเป็นโลหะสำคัญที่ได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เนื่องจากคุณสมบัติของมัน ความหนาแน่นต่ำ, ความแข็งแรงจำเพาะสูง, ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี, ทนความร้อนสูง, ไม่มีแม่เหล็ก, ประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดี และมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมอื่นๆ อีกมากมาย จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ วิศวกรรมชีวภาพ (มีความเข้ากันได้ดี) นาฬิกา อุปกรณ์กีฬา การรักษาสิ่งแวดล้อม และสาขาอื่นๆ แต่ประสิทธิภาพในการขึ้นรูปของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมนั้นต่ำ และต้นทุนการผลิตสูง ทำให้การนำไปใช้ในอุตสาหกรรมมีข้อจำกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในชิ้นส่วนที่ซับซ้อน

การขึ้นรูปด้วยการฉีดผง เทคโนโลยี PIM เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาเร็วที่สุดในด้านโลหะวิทยาผง และได้รับการยกย่องว่าเป็นเทคโนโลยีการผลิตชิ้นส่วนที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เทคโนโลยีนี้เป็นการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีการขึ้นรูปโลหะผงแบบดั้งเดิมและเทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปพลาสติก ซึ่งไม่เพียงแต่มีข้อดีของกระบวนการโลหะผงแบบดั้งเดิม เช่น กระบวนการน้อยลง ไม่ต้องตัดหรือตัดน้อย ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจสูง แต่ยังสามารถเอาชนะข้อเสียของกระบวนการโลหะผงแบบดั้งเดิม เช่น ความหนาแน่นของวัสดุต่ำ วัสดุไม่สม่ำเสมอ คุณสมบัติทางกลต่ำ ขึ้นรูปผนังบางได้ยาก และโครงสร้างชิ้นส่วน MIM ที่ซับซ้อน

กระบวนการนี้มีข้อได้เปรียบอย่างยิ่งในการเตรียมผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปที่เกือบสะอาดหมดจดที่มีรูปทรงเรขาคณิตซับซ้อน โครงสร้างสม่ำเสมอ และประสิทธิภาพสูง สามารถบรรลุรูปทรงเรขาคณิต คุณสมบัติทางกล และความแม่นยำของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการฉีดขึ้นรูปผงโลหะผสมไทเทเนียม ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยกระบวนการแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม โลหะไทเทเนียมมีความว่องไวสูงและทำปฏิกิริยากับคาร์บอน ออกซิเจน และไนโตรเจนได้ง่าย ทำให้เกิดสารประกอบ TiC, TiO2, TiN และสารประกอบอื่นๆ ซึ่งทำให้ยากต่อการปรับปรุงความหนาแน่นของการเผาผนึกและคุณสมบัติทางกล

โดยทั่วไป ส่วนประกอบ MIM ไม่ผ่านกระบวนการหลังการผลิต และการเผาผนึกมักใช้เป็นกระบวนการสุดท้ายของ กระบวนการ MIMซึ่งมีผลทำให้มีความหนาแน่นมากขึ้นและมีคุณสมบัติทางเคมีที่สม่ำเสมอของธาตุผสม ตัวอย่างเช่น เมื่อทำการเผาผนึกโอบาซี ตัวอย่าง Ti-6AI-4Vอุณหภูมิการเผาผนึกอยู่ที่ 1520-1680 องศาเซลเซียส

เครื่องขึ้นรูปไทเทเนียม JHMIM

ปัจจุบัน การขึ้นรูปด้วยการฉีดโลหะผสมไทเทเนียมมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เรือรบ ยานยนต์ เคมี และปิโตรเคมี และการขึ้นรูปด้วยการฉีดโลหะผสมไทเทเนียมมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวาง สหรัฐอเมริกาได้นำชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะผสมไทเทเนียมจำนวนมากมาใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

ตัวอย่างเช่น โลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้ในเครื่องบินขับไล่ F-22 ซึ่งเป็นเครื่องบินขับไล่ยุคที่สี่ของสหรัฐอเมริกา คิดเป็น 38.8% ของโครงสร้างเครื่องบินทั้งหมด การใช้ไทเทเนียมในเฮลิคอปเตอร์โจมตี Rah-66 คิดเป็น 12.7% และการใช้ไทเทเนียมในเครื่องยนต์อากาศยาน TF31 และยานอวกาศ Apollo รวมกันแล้วสูงถึง 1180 กิโลกรัม ในแง่ของศักยภาพ โลหะผสมไทเทเนียมจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในอุตสาหกรรมพลเรือน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในชิ้นส่วนยานยนต์ ชิ้นส่วนอุปกรณ์ทางการแพทย์ และชิ้นส่วนปลูกถ่ายทางชีวภาพ

โลหะผสมไทเทเนียมถูกนำมาใช้ในวาล์วเครื่องยนต์ ก้านลูกสูบ เพลาข้อเหวี่ยง และสปริง ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดน้ำหนักของรถยนต์ ยืดอายุการใช้งานของรถยนต์ แต่ยังช่วยเพิ่มความเร็วอีกด้วย สำหรับภาคพลเรือน ราคาของโลหะผสมไทเทเนียมต้องเป็นสิ่งที่ต้องพิจารณาเป็นอันดับแรก ต้นทุนการผลิต และวิธีการผลิตชิ้นส่วนฉีดขึ้นรูปจากโลหะผสมไทเทเนียมที่มีประสิทธิภาพสูง มีดังนี้:

1. ศึกษาโลหะผสมไทเทเนียมที่เหมาะสมกับข้อกำหนดพิเศษของ TiMIM
2. พัฒนาเทคโนโลยีการผลิตผงต้นทุนต่ำแบบใหม่สำหรับวัตถุดิบ Ti-MIM
3. ปรับพารามิเตอร์กระบวนการ Ti-MIM ให้เหมาะสมเพื่อควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์
4. พัฒนาระบบการเชื่อมต่อ Ti-MIM แบบใหม่ที่สนุกสนาน
5. พัฒนามาตรฐาน Ti-MIM สำหรับรถยนต์ เรือ และสาขาอื่นๆ และส่งเสริมการใช้งานการขึ้นรูปด้วยการฉีดผงไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมในวงกว้าง

เครื่องขึ้นรูปไฟฟ้าที่ทันสมัย, เตาเผาขจัดสารยึดเกาะและเผาผนึกแบบต่อเนื่องและแบบเป็นชุด, ระบบขจัดสารยึดเกาะด้วยตัวทำละลาย, เครื่องจักร 5 แกน การตัดเฉือนด้วยเครื่อง CNC และศูนย์เจียระไน เตาเผาเซรามิก การผลิตเหรียญ การแกะสลักด้วยเลเซอร์ และห้องปฏิบัติการตรวจสอบ ล้วนดำเนินการโดยบริษัท JH MIM

นอกจากนี้ ทางบริษัทยังนำเสนอบริการเสริมมูลค่าครบวงจรอีกด้วย เจเอช เอ็มไอเอ็ม รวมถึงการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว การชุบ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ การอบชุบด้วยความร้อน การตกแต่งและขัดเงาพื้นผิว การประกอบ การบรรจุหีบห่อขั้นสุดท้าย และอื่นๆ อีกมากมาย ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของค่านิยมหลักของ JH MIM บริษัทจึงให้ความช่วยเหลือด้านความสามารถในการออกแบบเพื่อการผลิตโดยไม่คิดค่าใช้จ่าย ธุรกิจนี้ดูแลการออกแบบและการสร้างแม่พิมพ์แบบช่องเดียวและหลายช่อง แม่พิมพ์แบบใช้ความร้อน และแม่พิมพ์แบบคลายเกลียวที่โรงงานผลิตเครื่องมือในประเทศใกล้เคียง