بیایید در مورد MIM صحبت کنیم. قالب گیری تزریق فلز. اگر به اندازه کافی در زمینه تولید بوده اید، این جمله را شنیده اید: این مانند قالب گیری تزریق پلاستیک است، اما برای فلز! این خط بروشور براق است که ماشین ها را می فروشد و مدیریت را هیجان زده می کند. واقعیت، تلطیف روزمره آن، بسیار آشفته‌تر، ظریف‌تر، و صادقانه‌تر، جالب‌تر است. این جادو نیست. این یک رقص دقیق از پودر، پلیمر، گرما و فشار است، و شکاف بین یک نمونه اولیه قابل دوام و یک دوره تولید با بازده بالا جایی است که شما راه راه های خود را به دست می آورید. بسیاری از مغازه ها به این فکر می افتند که این یک مبادله مستقیم برای ریخته گری سرمایه گذاری یا ماشینکاری CNC است و اولین دسته ضایعات گران قیمت و متخلخل از آنجا می آید.
معمای Feedstock: همه چیز با یک گرانول شروع می شود
قلب MIM دستگاه قالب گیری نیست. این ماده اولیه است. ترکیبی همگن از پودر فلز بسیار ریز و یک سیستم بایندر چند جزئی. من دیده ام که پروژه ها در اینجا متوقف شده اند. شما نمی توانید فقط پودر 316 لیتری و بایندر موم پلیمری عمومی را بگیرید و منتظر موفقیت باشید. توزیع اندازه ذرات، شکل، محتوای اکسیژن - چگالی متخلخل نهایی و پایداری ابعادی را دیکته می کند. شریکی مانند فناوری Qingdao Qiangsenyuan (QSY) این را دریافت می کند. آنها با پیشینه عمیق خود در ریخته گری و آلیاژهای سرمایه گذاری، رفتار مواد را تحت گرما درک می کنند. هنگامی که آنها مواد اولیه یک بخش پزشکی کبالت کروم را تامین می کنند، فقط یک کالا را خریداری نمی کنند. آنها در حال ارزیابی پاسخ جداشدگی و تف جوشی آن بر اساس دهه ها کار با آلیاژهای خاص مشابه هستند.
و کلاسور؟ این یک داربست موقت است. وظیفه آن این است که در حین تزریق به زیبایی روان شود، سپس به طور کامل بدون ایجاد اعوجاج در قسمت قهوه ای شکننده ناپدید شود. انتخاب اشتباه منجر به نقص های فاجعه آمیز می شود: تاول زدن، افتادن یا ترک خوردن فاجعه بار در حین جداسازی حرارتی. این دستور العملی است که شما در طول سالها آن را تغییر می دهید. را MIM فرآیند در اینجا نابخشودنی است - یک انحراف 0.5٪ در فرمول بندی بایندر می تواند بار کامل کوره را از بین ببرد.
ما این را به سختی در محفظه حسگر هوافضا اولیه یاد گرفتیم. هندسه پیچیده و دیواره نازک بود. تامین کننده اولیه مواد اولیه ما به ما اطمینان داد که کلاسور استاندارد آنها جهانی است. قطعات قالب گیری شده کامل به نظر می رسید. سپس در مرحله جداسازی کاتالیزوری، مانند ذرت بو داده متورم شدند. سینتیک حذف بایندر برای سطح مقطع قطعه ما اشتباه بود. ما مجبور شدیم برگردیم، با یک متخصص کار کنیم تا یک سیستم را طراحی کنیم. این هزینه پنهان است. واقعی MIM تخصص اغلب در این نکات ظریف علم مواد زندگی می کند، نه در کار مطبوعات.
قالب‌گیری: جایی که پلاستیک با فلز برخورد می‌کند (و مشکلات شروع می‌شوند)
خوب، شما خوراک خود را دارید. حالا شما تزریق کنید. این برای هر قالب پلاستیکی آشنا به نظر می رسد، اما با تفاوت های اساسی. ویسکوزیته مذاب بالاتر است و به دما حساس تر است. اگر پارامترها خاموش باشند، در حال مبارزه با جداسازی پودر بایندر هستید (کابوسی به نام فرورفتن). این ابزار باید بعداً انقباض بسیار بالاتر و غیر یکنواختی را در نظر بگیرد - اغلب 15 تا 20 درصد، نه 0.5 درصدی که برای پلاستیک یا ماشینکاری برنامه ریزی کرده اید.
طراحی دروازه بسیار مهم است. شما نیاز به یک شکستگی تمیز دارید، اما مواد ساینده است. من دیده ام که قالب های فولادی زودتر فرسوده می شوند MIM مواد اولیه نسبت به نایلون پر از شیشه. هواگیری جانور دیگری است. هوای به دام افتاده فقط باعث نقص زیبایی نمی شود. می تواند یک گرادیان چگالی ایجاد کند که پس از پخت به نقطه شروع ترک تبدیل می شود. این انتقال فرآیندهای کوچک است که همه چیز از هم می پاشد. یک قسمت کاملاً قالب گیری شده فقط یک قسمت سبز رنگ است که پر از کلاسور است. قدرت پنیر سفت را دارد. رسیدگی به آن نیاز به قفسه ها و سینی های خاصی دارد. با یک انتقال ناشیانه، نقصی به شکل اثر انگشت خواهید داشت که فقط پس از سینتر خود را نشان می دهد.
اینجاست که مغازه های یکپارچه برتری دارند. به تنظیمات QSY نگاه کنید (https://www.tsingtaocnc.com). آنها فقط یک نیستند MIM خانه آنها دارای ماشینکاری ریخته گری و CNC در داخل هستند. چرا این مهم است؟ زیرا آنها می توانند قالب را با در نظر گرفتن اعوجاج تف جوشی و هدف نهایی شکل شبکه از همان روز اول طراحی کنند. آنها زوایای کشش، انتقال ضخامت دیوار، و غلظت تنش را از منظر شکل‌دهی فلز، نه فقط از منظر قالب‌گیری پلاستیک، درک می‌کنند. تیم CNC آنها همچنین می‌تواند درج‌های قالب را با تلورانس‌های شدید مورد نیاز ماشینکاری کند و بعداً در صورت نیاز به یک ویژگی حیاتی، ماشینکاری ثانویه را روی قسمت زینتر شده انجام دهد. این یکپارچگی عمودی باعث کاهش بازی سرزنش بین فروشندگان قالب‌گیری، پخت و پز و ماشینکاری می‌شود.
پیاده روی طولانی و آهسته از طریق کوره
تف جوشی. مرحله ساختن یا شکستن. اینجاست که بایندر جدا می شود و ذرات فلزی جوش می خورند. این یک چرخه حرارتی چند روزه است، نه یک پخت سریع. برای جلوگیری از ایجاد فشار در داخل قطعه، ابتدا به آرامی جدا کنید. سپس دما تا نزدیک نقطه ذوب فلز افزایش می یابد. کنترل جو همه چیز است. یک نشتی کوچک که اکسیژن وارد می کند می تواند قسمت فولاد ضد زنگ شما را اکسید کند و مقاومت در برابر خوردگی آن را از بین ببرد. برای آلیاژهای واکنش پذیر مانند تیتانیوم یا برخی از سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل، جو کوره باید خلاء بکر یا آرگون بسیار کنترل شده باشد.
قطعات روی ستر سرامیکی قرار می گیرند که باید کاملاً صاف و از نظر شیمیایی سازگار باشند. دسته‌ای از دستگاه‌های آلومینا را به یاد می‌آورم که سطح کمی آلودگی داشتند. در دمای بالا، آنها با قطعات Inconel واکنش نشان دادند و آنها را به ستتر جوش دادند. ضرر کل مشخصات کوره - نرخ شیب دار، زمان خیساندن - باید برای هندسه و آلیاژ هر قطعه ایجاد شود. یک بخش ضخیم و یک بخش نازک در یک قسمت با سرعت های مختلف متخلخل می شوند و باعث تاب خوردگی می شوند. گاهی اوقات با نصب هوشمندانه یا با طراحی قطعه به گونه ای که ضخامت دیواره یکنواختی داشته باشد، با این مشکل مقابله می کنید، که همیشه امکان پذیر نیست.
این مرحله ای است که 30 سال QSY در بازیگری سود می دهد. آنها تحولات متالورژیکی، رشد دانه و نحوه مدیریت گرما را برای به حداقل رساندن تنش پسماند درک می کنند. اصول قابل انتقال بین ریخته گری سرمایه گذاری و MIM تف جوشی آنها می دانند چه اتفاقی برای کبالت کروم در دمای 1300 درجه سانتی گراد می افتد. این دانش نهادی از بسیاری از آتش سوزی های آزمون و خطا جلوگیری می کند.
بررسی واقعیت: پس از پردازش و اسطوره شکل شبکه
راز کثیف MIM اینجاست: شکل شبکه یک اصطلاح بازاریابی است. برای بسیاری از بخش‌های کاربردی، تقریباً به شکل شبکه است. پس از پخت، تقریباً همیشه به مقداری پس پردازش نیاز دارید. اغلب فلاش نور برای خاموش شدن وجود دارد. تحمل ابعاد ممکن است +/-0.3٪ در بعد متخلخل باشد، اما برای سوراخی که باید H7 مناسب باشد؟ به احتمال زیاد آن را ماشین کاری می کنید. EDM ممکن است برای ویژگی های کوچک و دقیقی که تحریف شده اند مورد نیاز باشد.
پوشش سطحی که مستقیماً از کوره خارج می شود، بافتی مات و دانه دانه است. برای بسیاری از برنامه ها، این خوب است. برای یک جزء جابجایی سیال که نیاز به مسیر جریان صاف دارد، باید پولیش یا برقی بزنید. این باعث افزایش هزینه و زمان می شود. هنگام ارزیابی MIM، برای این کار ثانویه باید بودجه داشته باشید. این یک ضعف فرآیند نیست. این یک واقعیت مهندسی است. هدف این است که آن را به حداقل برسانید، تا 95٪ از هندسه را مستقیماً از قالب بگیرید، بنابراین زمان (و هزینه) ماشینکاری CNC شما در قسمت زینتر شده گران قیمت حداقل است.
این هم افزایی اهرم های QSY است. قسمتی از کوره تف جوشی خارج می شود. QC آنها آن را بررسی می کند. اگر تعدادی از ویژگی‌های اساسی مهم نیاز به سفت کردن داشته باشند، مستقیماً به بخش CNC آنها می‌رود. هیچ تاخیر حمل و نقل، سفارش خرید جدید، خطر خطاهای ارتباطی وجود ندارد. آنها قطعه زینتر شده را به عنوان یک پیش‌فرم در نظر می‌گیرند و تخصص ماشینکاری آنها از بخش‌های دیگر به طور مستقیم اعمال می‌شود. این اسطوره شکل شبکه را به یک استراتژی تولید دو مرحله ای کنترل شده و کارآمد تبدیل می کند.
زمانی که MIM منطقی است (و زمانی که معنی ندارد)
بنابراین، پس از این همه، MIM کجا می درخشد؟ برای همه چیز نیست. برای قطعات فلزی با حجم بالا، پیچیده و کوچک تا متوسط بسیار عالی است. اجزای سلاح گرم، فک ابزار جراحی، گیربکس هواپیمای بدون سرنشین، بست های پیچیده را در نظر بگیرید. قطعاتی که برای ماشینکاری از جامد کابوس خواهند بود، یا در آنها ریخته‌گری سرمایه‌گذاری نمی‌تواند جزئیات ظریف یا دیواره‌های نازک را نگه دارد. اقتصاد زمانی کار می‌کند که به دلیل هزینه‌های اولیه ابزار و توسعه فرآیند، هزاران، نه صدها، درآمد کسب کنید.
با قطعات بسیار بزرگ (محدودیت اندازه کوره)، اشکال بسیار ساده (فقط آنها را ماشین کاری کنید)، یا با آلیاژهای خاصی که تف جوشی تا چگالی بالا بسیار دشوار است، مبارزه می کند. همچنین اگر جنس شما از فولاد کم کربن استاندارد باشد و فقط به 500 قطعه نیاز دارید، ممکن است بهترین انتخاب نباشد. برش لیزری و جوشکاری ممکن است ارزان تر باشد.
نکته کلیدی این است که زودتر درگیر شوید. فقط یک طراحی قطعه ماشینکاری شده تمام شده را ارسال نکنید و درخواست کنید MIM نقل قول طراحی باید برای فرآیند بهینه سازی شود - دیوارهای یکنواخت، شعاع های سخاوتمندانه، توجه به مکان های دروازه و پین اجکتور. یک شریک خوب یک بررسی طراحی برای MIM (DFM) انجام خواهد داد. با توجه به آنچه من در مورد عملیاتی مانند QSY دیده ام، این بررسی با قابلیت فلزکاری تمام طیف آنها مشخص شده است. آنها ممکن است یک رویکرد ترکیبی را پیشنهاد کنند: MIM هسته فوق‌العاده پیچیده یک قطعه، سپس یک رابط جفت‌گیری را از یک میله فرفورژه ماشینکاری کنید و آن را بر روی آن لحیم کاری کنید یا جوش دهید. این یک تفکر عملی و با تجربه است.
MIM انقلابی نیست که جایگزین همه چیز شود. این ابزار قدرتمند دیگری در جعبه ابزار تولید است. ارزش آن نه با تلقی آن به عنوان یک معجزه مستقل، بلکه با ادغام آن در درک وسیع تری از فلزات، نحوه رفتار آنها و نحوه شکل دادن به آنها آشکار می شود. مغازه‌هایی که این کار را درست انجام می‌دهند، فروشگاه‌هایی هستند، مانند QSY، که به کل سفر از پودر تا محصول نهایی احترام می‌گذارند، و زخم‌ها و موفقیت‌های حاصل از پیمودن آن مسیر واقعی را دارند.
