Trong những năm gần đây,quá trình đúc phun kim loại siêu nhỏ (μ-MIM)đã được phát triển với mục tiêu sản xuất kim loại và hợp kim có thể được sử dụng để sản xuất hàng loạt các bộ phận vi mô và bề mặt cấu trúc vi mô. μ-MIM làm tăng đáng kể tính khả dụng của kim loại và hợp kim cho các ứng dụng vi mô, chẳng hạn như vật liệu mới có độ ổn định nhiệt độ cao, độ bền và độ dẻo dai, cũng như độ dẫn nhiệt và từ tính.

Ngoài ra, so với phương pháp ép phun nhựa vi mô, quy trình sản xuất kim loại kép do μ-MIM phát triển cho phép kết nối hai vật liệu kim loại khác nhau với nhau (phun kim loại kép đồng thời) trong quá trình ép phun.

1. MIM hai thành phần (2C-MIM)

Bề mặt xốp và lõi bên trong dày đặc

Là một phương pháp chế tạo các bộ phận kim loại kép, người ta đã phát triển quy trình 2C-MIM (Two-Component MIM). Ưu điểm chính của quy trình 2C-MIM là hai vật liệu có tính chất khác nhau có thể được kết hợp trực tiếp trong một quy trình sản xuất duy nhất, do đó giảm các hoạt động ghép nối tiếp theo (như hàn, tán đinh, lắp ráp cố định, v.v.).

Các bộ phận mà 2C-MIM có thể sản xuất bao gồm từ các bộ phận rỗng có cấu trúc bên trong phức tạp đến các thành phần linh hoạt có thể tháo rời.

Mục đích của mọi nghiên cứu là sản xuất các bộ phận kỹ thuật nâng cao chức năng với chi phí thuận lợi. Đối với các bộ phận dễ bị mài mòn, bạn chỉ có thể gia cố cục bộ các bộ phận chính như bề mặt ma sát bằng vật liệu cứng hơn hoặc chống mài mòn hơn và các bộ phận kết cấu khác bằng vật liệu có chi phí tương đối thấp.

Để sản xuất các bộ phận kim loại kép, chỉ hiểu hình dạng đúc phun của hai vật liệu phun là không đủ, điều quan trọng là hai vật liệu phải có thể thiêu kết trong cùng một lò và trong cùng một bầu không khí thiêu kết. Vì tốc độ co ngót của hai bộ phận không giống nhau trong quá trình thiêu kết, nên có thể dẫn đến tách lớp hoặc nứt. Và khi hình thành pha có hại, các nguyên tố hợp kim cũng có thể lan truyền dọc theo ranh giới, làm giảm các đặc tính của vật liệu.

Hình 17-4PH/316L mẫu kéo composite được chuẩn bị bằng cách đồng tiêm

Bằng cách phối hợp các yếu tố gia công, chất lượng của các bộ phận 2C-MIM được tối ưu hóa. Do khả năng độc đáo của nó để tạo ra một bộ phận với các đặc tính vật liệu khác nhau mà không cần bất kỳ công việc lắp ráp nào, quy trình 2C-MIM chắc chắn sẽ mở rộng thị trường ứng dụng của Ngành công nghiệp MIM.

Nếu phạm vi kích thước hạt của bột dưới 1um, nên sử dụng vật liệu phun đặc biệt để thích ứng với các vấn đề do diện tích bề mặt lớn củaép phun bột và tẩy dầu mỡ.

2. Quy trình ép phun kim loại siêu nhỏ (μ-MIM)

Đĩa phản ứng bằng thép không gỉ vi tiêm

Các sản phẩm và hệ thống đang trở nên thu nhỏ hơn, có nghĩa là các bộ phận cấu trúc và chức năng trong các hệ thống phức tạp đang ngày càng nhỏ hơn.

Điều này không chỉ đòi hỏi phải sử dụng các vật liệu tiên tiến có tính chất vật lý phù hợp mà còn phải có các đặc điểm hình học siêu nhỏ để tăng số lượng các chức năng tích hợp.

Do đó, cần phải phát triển các phương pháp có hiệu quả cao và đáng tin cậy để sản xuất các chi tiết vi mô hoặc chi tiết cấu trúc vi mô, và các chi tiết cấu trúc vi mô được sản xuất bằng μ-MIM có thể được sử dụng để thay thế các chi tiết nhựa để có được các ưu điểm về tính chất cơ học, khả năng chống ăn mòn hoặc tính chất nhiệt độ cao của vật liệu kim loại.

Sự thành công của quy trình sản xuất mới này dựa trên thực tế là quy trình cạnh tranh của nó bị hạn chế bởi vật liệu gia công hoặc năng lực sản xuất hàng loạt và không có giải pháp thay thế nào cho μ-MIM.

Công nghệ LIGA (kết hợp giữa quang khắc và mạ điện) thường chỉ phù hợp với hình học 2D và bị hạn chế bởi mạ điện về mặt lựa chọn vật liệu.

Các kỹ thuật khác, chẳng hạn như phương pháp sản xuất vi điện hóa, phay vi mô và mài vi mô, xuất phát từ ngành công nghiệp vi điện tử dựa trên silicon và có khả năng giải quyết các tính năng nhỏ tới 1μm, nhưng chúng không phù hợp để sản xuất hàng loạt.Các bộ phận 3D.

Hiện nay, các chi tiết siêu nhỏ được sản xuất bằng μ-MIM có thể có kích thước nhỏ tới 5μm. Tuy nhiên, để tối ưu hóa hiệu suất, chẳng hạn như duy trì hình dạng theo đặc điểm dòng chảy hoặc các chi tiết, các vật liệu phun đặc biệt đã được phát triển, hoàn toàn có thể thực hiện được đối với các chi tiết dưới micron hoặc nanomet cần thiết cho μ-MIM.

Nhìn chung, đối với các chi tiết siêu nhỏ, MIM có thể sao chép các đặc điểm có kích thước hạt trung bình khoảng 10 lần, đặc biệt phù hợp với các chi tiết siêu nhỏ, nếu bạn muốn tạo ra các đặc điểm nhỏ hơn, bạn cần áp dụng loại bột nhỏ hơn. Hiện tại, loại bột kim loại có sẵn là 1μm. Một số loại bột quá phản ứng để tạo ra bột trong phạm vi kích thước hạt này (ví dụ: Ti), trong khi các loại bột kim loại khác dễ sản xuất hơn bằng phương pháp bốc hơi khí dung đặc biệt (ví dụ: thép không gỉ).

Nếu phạm vi kích thước hạt của bột dưới 1um, cần sử dụng vật liệu phun đặc biệt để giải quyết các vấn đề do diện tích bề mặt lớn của quá trình ép phun bột và tẩy dầu mỡ gây ra.

Hình ảnh bánh răng và cánh quạt bằng thép không gỉ vi tiêm

Hiện tại, μ-MIM vẫn đang trong giai đoạn ủ và phần lớn đang phát triển song song với quy trình 2C-MIM. Đầu tiên, cả hai quy trình hiện đang được sản xuất, nhưng cả hai đều đang trong quá trình triển khai công nghệ và nghiên cứu khả thi cho nhiều loại bộ phận vi mô hoặc bộ phận cấu trúc vi mô.

Các mục tiêu nghiên cứu và phát triển cạnh tranh ban đầu rất quan trọng trên con đường đi đến thành công trên thị trường, nhưng chỉ thông qua việc phát triển vật liệu và quy trình sản xuất xung quanh khả năng của 2C-μ-MIM trong ngành, cùng với việc đào tạo các kỹ sư và kỹ thuật viên, thì mới có thể đạt được những đột phá thực sự.

Trong sáu tháng qua, với việc ứng dụng gốm và kính 3D trong điện thoại di động ngày càng được chú ý, cũng có nhiều mô hình cấu trúc gốm và kính 3D hai mặt. Ngày càng có nhiều doanh nghiệp có ngành này, cho thấy sự phát triển của một trăm bông hoa, một số công nghệ mới, quy trình mới, vật liệu mới đã được phát triển, chẳng hạn như: thép không gỉ, hợp kim titan, khung MIM, nắp lưng gốm, các khía cạnh quy trình như, phát triển kết cấu quy trình trang trí kính, quy trình phun mực mới, in ấn và hợp nhất ăng-ten; Làm thế nào để cải thiện tỷ lệ vượt qua kính 3D, giảm mức tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu quả đã trở thành một vấn đề khó khăn đối với toàn bộ ngành.

  Đúc phun kim loại⎮Luyện kim bột⎮Giới thiệu về chúng tôi