મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ મશીન

જ્યારે મોટાભાગના લોકો 'મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ મશીન' સાંભળે છે, ત્યારે તેઓ એક સિંગલ, મોનોલિથિક યુનિટનું ચિત્રણ કરે છે - મેટલ માટેનું એક પ્રકારનું ઔદ્યોગિક 3D પ્રિન્ટર. તે પ્રથમ ગેરસમજ છે. વાસ્તવમાં, તે એક સિસ્ટમ છે, અને મશીન પોતે, ઈન્જેક્શન યુનિટ, માત્ર સૌથી દૃશ્યમાન ભાગ છે. વાસ્તવિક વાર્તા ફીડસ્ટોકની તૈયારી, ડિબાઈન્ડિંગ ફર્નેસ અને સિન્ટરિંગ ફર્નેસમાં થાય છે. મેં ઘણા બધા પ્રોજેક્ટ્સ અટકેલા જોયા છે કારણ કે તેઓએ ઉચ્ચ-અંતિમ માટે બજેટ ફાળવ્યું હતું મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ મશીન પરંતુ ડાઉનસ્ટ્રીમ થર્મલ પ્રક્રિયાઓ ભૂલી ગયા. મશીન એક ચોકસાઇ સિરીંજ છે; તે રસાયણશાસ્ત્ર અને ગરમીની સારવાર છે જે વાસ્તવમાં ભાગ બનાવે છે.

સિસ્ટમનો મુખ્ય ભાગ: ઇન્જેક્શન કરતાં વધુ

ચાલો ઈન્જેક્શન યુનિટ વિશે વાત કરીએ. તે પ્લાસ્ટિક ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ જેવું નથી, જ્યાં તમે માત્ર ઓગળે અને શૂટ કરો. અહીંનો ફીડસ્ટોક ઝીણા ધાતુના પાવડર અને પોલિમર બાઈન્ડરનું એકરૂપ મિશ્રણ છે. સ્નિગ્ધતા મુશ્કેલ છે. જો તમારા મશીનની બેરલ ટેમ્પરેચર પ્રોફાઈલ ઝોનમાં 10 °C થી પણ બંધ હોય, તો તમે અલગ થઈ શકો છો - સપાટી પર બાઈન્ડર રક્તસ્રાવ અથવા પાવડર સેટલિંગ. મને કેટલીક નાની, જટિલ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ સર્જિકલ માર્ગદર્શિકાઓ માટે દોડવાનું યાદ છે. અમે જર્મન ઉત્પાદકના મશીનનો ઉપયોગ કર્યો, જે કંઈપણ તરીકે મજબૂત છે, પરંતુ અમને લેમિનર ફ્લો ખામીઓ મળતી રહી. મુદ્દો મશીનના દબાણ અથવા ક્લેમ્પ બળનો ન હતો; તે સ્ક્રુ ડિઝાઇન હતી. તે ચોક્કસ ફીડસ્ટોકની શીયર સંવેદનશીલતા માટે ખૂબ આક્રમક હતું. બાઈન્ડર સિસ્ટમમાં ફેરફાર કરવા માટે અમારે સામગ્રી સપ્લાયર સાથે કામ કરવું પડ્યું. મશીનની ક્ષમતા તેની સામગ્રી સાથેની સુસંગતતા દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, માત્ર તેના ટનેજ દ્વારા જ નહીં.

ક્લેમ્પ બળ અન્ય એક છે. લોકો તેનું વળગણ કરે છે. અમને 50-ટન મશીનની જરૂર છે! મોટાભાગના MIM ભાગો માટે, તમને ભાગ્યે જ મોટા બળની જરૂર પડે છે કારણ કે તમે નાના પોલાણને ભરી રહ્યાં છો. ચોકસાઇ મીટરિંગ, શૉટ કંટ્રોલ અને જેટિંગ ટાળવા માટે સતત, ધીમી ઇન્જેક્શન ઝડપ પકડી રાખવાની ક્ષમતામાં છે. એક સામાન્ય મુશ્કેલી એ છે કે ઈન્જેક્શન ઝડપનો ઉપયોગ ખૂબ જ ઝડપી છે, જે હવાને ફસાવે છે અને ખાલી જગ્યાઓ બનાવે છે જે સિન્ટરિંગ પછી જ દેખાય છે. મશીનના કંટ્રોલ સૉફ્ટવેરને તે ધીમા, મલ્ટિ-સ્ટેજ ફિલ માટે પરવાનગી આપવાની જરૂર છે. તે એક સુંદર રમત છે.

પછી બેરલ અને સ્ક્રુ વસ્ત્રો છે. મેટલ પાવડર ઘર્ષક છે. કઠણ ઘટકો સાથે પણ, તમે એક જાળવણી શેડ્યૂલ જોઈ રહ્યાં છો જે પ્લાસ્ટિક કરતાં વધુ સખત છે. મેં 17-4 PH સ્ટેનલેસ ફીડસ્ટોક ચલાવવાના એક વર્ષ પછી સ્ક્રૂ ખેંચ્યા છે જે સેન્ડબ્લાસ્ટેડ દેખાતા હતા. તે મીટરિંગ ઝોનના વોલ્યુમમાં ફેરફાર કરે છે, જે શોટ વજનની સુસંગતતાને અસર કરે છે. તમે તે બ્રોશરમાંથી શીખતા નથી; તમે તેને દરેક શિફ્ટમાં લોગિંગ શોટ વેઈટસ અને ડ્રિફ્ટ જોઈને શીખો છો.

ધ મેક-ઓર-બ્રેક: ડિબાઇન્ડિંગ અને સિન્ટરિંગ

આ તે છે જ્યાં જાદુ અને માથાનો દુખાવો ખરેખર છે. તમારી પાસે શ્રેષ્ઠમાંથી સંપૂર્ણ લીલો ભાગ હોઈ શકે છે મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ મશીન, અને આગલા પગલાઓમાં તેને સંપૂર્ણપણે બરબાદ કરો. ઉત્પ્રેરક ડિબાઈન્ડિંગ, સોલવન્ટ ડિબાઈન્ડિંગ, થર્મલ ડિબાઈન્ડિંગ—દરેકની પોતાની ફર્નેસ જરૂરિયાતો છે અને તમે જે બાઈન્ડર સિસ્ટમમાં લૉક છો તે નક્કી કરે છે. અમે એકવાર ફાયરઆર્મ ઘટકો બનાવતા ક્લાયન્ટ માટે ખર્ચ ઘટાડવા માટે જાણીતા ફીડસ્ટોકમાંથી સસ્તા વિકલ્પ પર સ્વિચ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો. નવા ફીડસ્ટોક અલગ બાઈન્ડરનો ઉપયોગ કરે છે. અમારું નિર્ણાયક ભઠ્ઠી ચક્ર, જે અમે વર્ષોથી પૂર્ણ કર્યું હતું, તે હવે ખોટું હતું. બાઈન્ડર દૂર કરવાનો દર ખૂબ ઝડપી હોવાને કારણે ભાગોમાં ફોલ્લા અને તિરાડ પડી ગઈ હતી. આખી બેચ, કેટલાક હજાર ભાગો, સ્ક્રેપ કરેલા. મશીને તેનું કામ સંપૂર્ણ રીતે કર્યું; પ્રક્રિયા જ્ઞાન નિષ્ફળ.

સિન્ટરિંગ એ અંતિમ પરિવર્તન છે. ભઠ્ઠીનું વાતાવરણ (હાઈડ્રોજન, નાઈટ્રોજન-આર્ગોન મિક્સ, વેક્યુમ) મહત્વપૂર્ણ છે. જેવી કંપની માટે ક્વિન્ગડાઓ કિઆંગસેન્યુઆન ટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડ (QSY), કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગ સ્પેશિયલ એલોય્સમાં તેમના ઊંડા ઇતિહાસ સાથે, આ એક મુખ્ય આંતરછેદ છે. તેઓ ઉચ્ચ-તાપમાનની ધાતુવિજ્ઞાન સમજે છે. MIM દ્વારા નિકલ-આધારિત અથવા કોબાલ્ટ-આધારિત સુપરએલોય ચલાવવું એ પ્રમાણભૂત સ્ટેનલેસ કરતાં અલગ પ્રાણી છે. સિન્ટરિંગ ટેમ્પરેચર પ્રોફાઈલ, હોલ્ડ ટાઈમ અને ઠંડકનો દર સીધો અંતિમ યાંત્રિક ગુણધર્મો અને પરિમાણીય સહનશીલતા નક્કી કરે છે. સંકોચન અનુમાનિત છે, લગભગ 15-20%, પરંતુ તે સંપૂર્ણ રીતે આઇસોટ્રોપિક નથી. લાંબી, પાતળી વિશેષતા જાડા હબ કરતાં અલગ રીતે સંકોચાઈ જશે. તમે ટૂલ ડિઝાઇનમાં તેના માટે વળતર આપો છો, પરંતુ તે વળતર પર વિશ્વાસ કરવા માટે તમારે સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા રોક-સોલિડ સુસંગત હોવી જરૂરી છે.

આ તે છે જ્યાં ઊભી સંકલિત કામગીરી અર્થપૂર્ણ બને છે. રોકાણ કાસ્ટિંગ અને CNC મશીનિંગમાં QSY ની પૃષ્ઠભૂમિ તેમને એક અલગ ફાયદો આપે છે. તેઓ નજીક-નેટ-આકારની રચના અને ચોકસાઇ પૂર્ણતા સમજે છે. એક MIM ભાગ ઘણીવાર સિન્ટરિંગમાંથી બહાર આવે છે જેમાં હળવા CNC ટચની જરૂર હોય છે - એક સાચા છિદ્રને ડ્રિલિંગ, ડેટમ ફેસ મિલિંગ. ઘરની અંદર તે મશીનિંગ કુશળતા હોવાનો અર્થ છે કે તેઓ MIM પ્રક્રિયાને સિન્ટર્ડ સ્ટેટ માટે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે ડિઝાઇન કરી શકે છે, તે બરાબર જાણીને કે તે કેવી રીતે સમાપ્ત થશે. તે એક સર્વગ્રાહી દૃષ્ટિકોણ છે જે ઘણી બધી પ્યોર-પ્લે એમઆઈએમ દુકાનોમાં અભાવ છે.

ટૂલિંગ: ધ સાયલન્ટ પાર્ટનર

મોલ્ડ વિશે વાત કર્યા વિના મશીનની કોઈપણ ચર્ચા પૂર્ણ થતી નથી. MIM ટૂલિંગ ઉચ્ચ-ચોકસાઇ છે, ઘણીવાર આ નાના ભાગો માટે મલ્ટી-કેવિટી લેઆઉટ સાથે. વેન્ટિંગ નિર્ણાયક છે. કારણ કે ફીડસ્ટોક ખરેખર પ્રવાહી નથી, હવા ખાલી કરવી મુશ્કેલ છે. અમે પ્લેટ સાથે સીધા જોડાયેલા વેક્યૂમ-આસિસ્ટેડ વેન્ટિંગ સાથે મોલ્ડનો ઉપયોગ કર્યો છે. મોલ્ડ સ્ટીલને H13 ની જેમ સખત કરવાની જરૂર છે, પરંતુ મિરર પૂર્ણાહુતિ માટે પોલિશ કરવાની જરૂર છે. કોઈપણ નાનો ખંજવાળ ખેંચવાના ગુણનું કારણ બને છે અને ઇજેક્શન ફોર્સ વધારશે, સંભવિતપણે નાજુક લીલા ભાગને વિકૃત કરશે.

કૂલિંગ ચેનલો એ બીજી સૂક્ષ્મ કળા છે. તમે ચક્રના સમયને ઓછો કરવા માટે બાઈન્ડરને ઝડપથી સેટ કરવા માંગો છો, પરંતુ ખૂબ ઝડપી ઠંડક તણાવને પ્રેરિત કરી શકે છે. મેં એવા ટૂલ્સ જોયા છે જેમાં જટિલ ભાગના ભરણ અને ઠંડકને સંતુલિત કરવા માટે વિવિધ ઝોનમાં વિવિધ શીતક તાપમાન ચલાવવાનું હતું. તે પુનરાવર્તિત છે. તમે આના પર પ્રયોગોની ડિઝાઇન (DOE) ચલાવો છો મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ મશીન: મેલ્ટ ટેમ્પ, ઈન્જેક્શન સ્પીડ, હોલ્ડ પ્રેશર અને ઠંડકનો સમય સમાયોજિત કરો, પછી લીલા ભાગની ઘનતા અને પરિમાણોને માપો. પછી તમે ટૂલને ટ્વિક કરો, કદાચ છેલ્લા તબક્કાની સામગ્રી મેળવવા માટે ઓવરફ્લો વેલ ઉમેરો અને DOE ને ફરીથી ચલાવો. તે મશીન પેરામીટર્સ અને ટૂલ ભૂમિતિ વચ્ચેની વાતચીત છે.

વાસ્તવિક-વિશ્વ એપ્લિકેશન અને સામગ્રીની ઘોંઘાટ

ઉદ્યોગો જુઓ: મેડિકલ, ડેન્ટલ, ફાયરઆર્મ્સ, ઓટોમોટિવ સેન્સર, કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ. ભાગની માત્રા ટૂલિંગ અને પ્રક્રિયાના વિકાસના ઊંચા અપફ્રન્ટ ખર્ચને યોગ્ય ઠેરવે છે. લાક્ષણિક એપ્લિકેશન સ્ટેનલેસ સ્ટીલ બોન સ્ક્રૂ અથવા માઇક્રો-ડ્રોન માટે જટિલ નિકલ-એલોય ટર્બાઇન બ્લેડ હોઈ શકે છે. વિશિષ્ટ એલોય સાથે QSY ની નિપુણતા દ્વારા સંકેત આપ્યા મુજબ સામગ્રીની પસંદગી વિશાળ છે. પરંતુ દરેક સામગ્રી અલગ રીતે સિન્ટર કરે છે. ટાઇટેનિયમ MIM ને અલ્ટ્રા-હાઇ વેક્યુમ ફર્નેસની જરૂર છે. ટંગસ્ટન હેવી એલોયના પોતાના પ્રોટોકોલ હોય છે.

MIM ની સુંદરતા બહુવિધ ભાગોને એકમાં એકીકૃત કરી રહી છે. અમે ઓટોમોટિવ ફ્યુઅલ ઇન્જેક્ટર માટે એક પ્રોજેક્ટ પર કામ કર્યું - એક ભાગ જે પરંપરાગત રીતે ત્રણ અલગ અલગ ટુકડાઓમાંથી એકસાથે બ્રેઝ કરવામાં આવ્યો હતો. અમે તેને 316L સ્ટેનલેસમાં સિંગલ MIM ભાગ તરીકે ડિઝાઇન કર્યું છે. પોસ્ટ-મશીનિંગને ટાળવા માટે, સિન્ટરિંગથી સીધા જ આંતરિક ઇંધણ માર્ગોમાં જરૂરી સપાટી પૂર્ણ કરવી એ પડકાર હતો. સપાટીની છિદ્રાળુતાને સ્વીકાર્ય સ્તરે ઘટાડવા માટે ફીડસ્ટોક અને સિન્ટરિંગ વાતાવરણમાં પાવડર કદના વિતરણમાં ફેરફાર કરવામાં મહિનાઓ લાગ્યા. મશીનની ભૂમિકા સંપૂર્ણપણે આંતરિક ખાલીપો વિનાનો એક દોષરહિત લીલા ભાગ ઉત્પન્ન કરવાની હતી જે પાછળથી ખાડાઓ બની શકે.

નિષ્ફળતા એ મહાન શિક્ષક છે. શરૂઆતમાં, અમારી પાસે સિરામિક MIM (જે સમાન મશીન સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરે છે) માટે એક પ્રોજેક્ટ હતો. અમે તેને ધાતુની જેમ સારવાર આપી. ખોટું. સિરામિક બાઈન્ડર માટે બર્નઆઉટ ચક્ર સંપૂર્ણપણે અલગ હતું, અને સિન્ટરિંગ સંકોચન 25% થી વધુ હતું. ભાગો ભયંકર રીતે વિકૃત થઈ ગયા. તે અમને શીખવ્યું કે મશીન એક બહુમુખી પ્લેટફોર્મ છે, પરંતુ પ્રક્રિયાનું જ્ઞાન-ડિબાઈન્ડિંગ અને સિન્ટરિંગ રેસિપી-સામગ્રી-વિશિષ્ટ અને બિન-તબદીલીપાત્ર છે. તમે સ્ટીલની કુશળતાને એલ્યુમિના અથવા સિલિકોન કાર્બાઇડમાં અનુવાદિત કરી શકતા નથી.

એકીકરણ અને ભાવિ પરિપ્રેક્ષ્ય

તો ક્યાં કરે છે મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ મશીન આજે બેસો? તે વધુ કનેક્ટ થઈ રહ્યું છે. આધુનિક મશીનો સંકલિત પ્રક્રિયા મોનિટરિંગ ધરાવે છે, રીઅલ-ટાઇમમાં શોટ પ્રેશર પ્રોફાઇલ્સને ટ્રૅક કરે છે અને તેમને સોનેરી વળાંક સાથે સરખાવે છે. જો કોઈ ડ્રિફ્ટ મળી આવે, તો તે ખરાબ ભાગ બને તે પહેલા ઓપરેટરને ચેતવણી આપી શકે છે. આ ઇન્ડસ્ટ્રી 4.0 તરફ આગળ વધી રહ્યું છે, જ્યાં ઇન્જેક્શન મશીન, ડિબાઇન્ડિંગ ફર્નેસ અને સિન્ટરિંગ ફર્નેસનો ડેટા અંતિમ ભાગની ગુણવત્તા સાથે સંબંધિત છે.

QSY જેવા ઉત્પાદક માટે, તેમના શેલ મોલ્ડ કાસ્ટિંગ, ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ અને CNC મશીનિંગની સાથે MIM નું એકીકરણ એક શક્તિશાળી પોર્ટફોલિયો બનાવે છે. ક્લાયંટ એવા ઘટક સાથે આવી શકે છે જે પરંપરાગત મશીનિંગ માટે ખૂબ જટિલ હોય, તેનું પ્રમાણ મધ્યમ હોય (દર વર્ષે 10k-100k ટુકડાઓ), અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સામગ્રીની જરૂર હોય. MIM આદર્શ ઉકેલ બની જાય છે. તેઓ સમગ્ર પ્રવાસને સંભાળી શકે છે: MIM માટે ભાગ ડિઝાઇન, ફીડસ્ટોકની પસંદગી, ટૂલ ફેબ્રિકેશન, મોલ્ડિંગ, ડિબાઇન્ડિંગ, સિન્ટરિંગ અને અંતિમ ચોકસાઇ મશીનિંગ—બધું એક જ છત નીચે. તે ગુણવત્તાને નિયંત્રિત કરે છે અને લોજિસ્ટિકલ ઘર્ષણ ઘટાડે છે.

અંતે, મશીન એક નિર્ણાયક સક્ષમ છે, પરંતુ તે મટીરીયલ સાયન્સ, થર્મલ પ્રોસેસ એન્જિનિયરિંગ અને ચોકસાઇ ટૂલિંગની આસપાસની ઇકોસિસ્ટમ વિના મૂંગું છે. વાસ્તવિક કૌશલ્ય પ્રેસ ચલાવવામાં નથી; તે પાઉડરથી પર્ફોર્મન્સ ભાગ સુધીની સમગ્ર સાંકળને કેવી રીતે ગોઠવવી તે જાણવામાં છે. તે જ નોકરીની દુકાનને સાચા ઉકેલો પ્રદાતાથી અલગ કરે છે. તમે સમગ્ર સિસ્ટમનો આદર કરવાનું શીખો છો, માત્ર ફ્લોર પરના સાધનોના સૌથી મોટા ભાગને જ નહીં.