近年来，微金属注射成型工艺（μ-MIM）μ-MIM 的开发目标是制造可用于大批量生产微型零件和微结构表面的金属和合金，大大增加了金属和合金在微型应用方面的可用性，例如具有高温稳定性、强度和韧性以及热导率和磁性的新材料。

此外，相较于塑料微注射成型，μ-MIM所研发的双金属生产工艺，可使两种不同的金属材料在注射成型过程中连接在一起（双金属共注射）。

1.双组分MIM（2C-MIM）

表面多孔，内核致密

作为制造双金属部件的方法，人们开发了2C-MIM（Two-Component MIM）工艺。2C-MIM工艺的主要优点是可以在一次生产过程中将两种不同性质的材料直接结合在一起，从而减少了后续的接头操作（例如焊接，铆接，紧固装配等）。

2C-MIM可制造的零件范围从内部结构复杂的空心零件到灵活的可拆卸组件。

所有研究的目的都是以低成本生产功能增强的工程部件。对于易磨损的部件，可以只用更硬或更耐磨的材料局部强化摩擦表面等关键部位，其他结构部件则用相对低成本的材料。

要制造双金属零件，仅仅了解两种注射材料的注射成型形状是不够的，关键是两种材料必须能够在同一炉中、在相同的烧结气氛中烧结。因为烧结时两种零件的收缩率不一样，可能会导致分层或开裂。而且当形成有害相时，合金元素也会沿边界扩散，从而降低材料的性能。

图17-共注射制备的4PH/316L复合材料拉伸试样

通过协调加工因素，优化了2C-MIM零件的质量。由于其独特的无需任何组装工作即可制造具有不同材料特性的零件的能力，2C-MIM工艺必将扩大该技术的应用市场 MIM行业。

如果粉末的粒径范围在1um以下，则应使用特殊的注射材料来适应由于粉末的表面积较大而引起的问题粉末注射成型 和脱脂。

2.微金属注射成型工艺（μ-MIM）

显微注射不锈钢反应皿

产品和系统正在变得越来越小型化，这意味着复杂系统中的结构和功能部件变得越来越小。

这不仅需要使用具有适当物理特性的先进材料，还需要微型化的几何特征以增加集成功能的数量。

因此，有必要开发高效、可靠的制造微型零件或微结构零件的方法，利用μ-MIM制造的微结构零件可用来替代塑料零件，以获得金属材料的力学性能、耐腐蚀或高温性能等优点。

这一新制造工艺的成功基于其竞争工艺受限于可加工材料或量产能力，并且没有μ-MIM的替代品。

LIGA 技术（光刻和电铸相结合）通常仅适用于二维几何形状，并且在材料选择方面受到电铸的限制。

其他技术，如电化学微制造方法、微铣削和微磨削，来自硅基微电子工业，有能力解决小至1μm的特征，但它们不适合大规模生产3D 部件。

现在，利用 μ-MIM 生产的微型部件的特征尺寸可以小至 5μm。但为了优化性能，例如根据流动特性或部件保持形状，已经开发出特殊的注射材料，这些材料完全可以实现 μ-MIM 所需的亚微米或纳米级。

一般而言，对于微型零件，MIM 可以复制约 10 倍平均粒径的特征，这特别适合微型零件，如果要创建更小的特征，则需要应用更小的粉末。现在，可用的金属粉末为 1μm。有些粉末反应性太强，无法生产此粒径范围内的粉末（例如 Ti），而其他金属粉末则更容易用特殊的气溶胶汽化法生产（例如不锈钢）。

若粉末的粒径范围在1um以下，则应采用特殊的注射材料，以适应粉末注射成型的表面积大和脱脂带来的问题。

图片微注塑不锈钢齿轮和叶轮

目前，μ-MIM 仍处于孵化阶段，与 2C-MIM 工艺基本同步发展。首先，两种工艺目前均已投入生产，但都在针对各种微型零件或微型结构零件进行技术推广和可行性研究。

最初的竞争性研发目标对于其走向市场成功至关重要，但只有通过围绕2C-μ-MIM在行业中的可能性进行材料和生产工艺的开发，再加上工程师和技术人员的教育，才能实现真正的突破。

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