સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ

જ્યારે તમે 'સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મેટલ ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ' અથવા MIM સાંભળો છો, ત્યારે તાત્કાલિક પિચ હંમેશા જટિલતા અને નેટ-આકાર વિશે હોય છે. પરંતુ થોડા સમય માટે આની આસપાસ રહેવાથી, મને લાગે છે કે વાસ્તવિક વાર્તા ચળકતા બ્રોશરમાં નથી; તે 17-4PH કૌંસને બેચ પછી 0.005 સહિષ્ણુતા બેચ ધરાવે છે, અથવા જ્યારે તમે તેને MIM પર સ્વિચ કરો છો ત્યારે શા માટે મશીનિંગ માટે રચાયેલ ભાગ ઘણીવાર ખરાબ રીતે નિષ્ફળ જાય છે. એક વ્યાપક ગેરસમજ છે કે MIM એ મેટલ પાઉડર સાથે માત્ર ફેન્સી પ્લાસ્ટિક ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ છે - એવું નથી. ડિબાઈન્ડિંગ અને સિન્ટરિંગ સ્ટેજ એવા ચલોનો પરિચય આપે છે જે સૌથી વધુ અનુભવી પ્રક્રિયા એન્જિનિયરને પણ નમ્ર બનાવી શકે છે. તે એક વર્ણસંકર જાનવર છે, જે કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગ વચ્ચે બેઠું છે, અને તે તેની પોતાની અનન્ય નિયમપુસ્તિકા માટે આદરની માંગ કરે છે.

ધ મટીરિયલ ડાન્સ: તે માત્ર સ્ટેનલેસ સ્ટીલ નથી

તમે માત્ર સ્ટેનલેસ સ્ટીલ કહી શકતા નથી અને તેને એક દિવસ કહી શકો છો. માટે મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ, પાવડર લાક્ષણિકતાઓ બધું છે. બાઈન્ડર સિસ્ટમ સાથે કણોનું કદ વિતરણ, આકાર અને પ્રવાહક્ષમતા ભાગને બનાવે છે અથવા તોડે છે. અમે મોટે ભાગે 316L અને 17-4PH સાથે નોકરીઓ ચલાવી છે, પરંતુ તે ગ્રેડની અંદર પણ, એક અલગ પાવડર સપ્લાયર સમગ્ર સિન્ટરિંગ સંકોચન પરિબળને બદલી શકે છે. મને સર્જીકલ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ કમ્પોનન્ટ માટેનો એક પ્રોજેક્ટ યાદ આવે છે જ્યાં સ્પેકમાં કાટ પ્રતિકાર માટે 316L માટે કહેવામાં આવ્યું હતું. પ્રથમ થોડા બેચ સુંદર રીતે sintered, પરંતુ થાક તાકાત માત્ર બંધ હતી. બહાર આવ્યું છે કે, પાઉડરમાં ઓક્સિજનની સામગ્રી, જે અમે પૂરતી તપાસ કરી ન હતી, તે થોડી ઊંચી હતી, જે મિનિટના સમાવેશ તરફ દોરી જાય છે. અમે ચુસ્ત સ્પેક સાથે ગેસ-એટમાઇઝ્ડ પાવડર પર સ્વિચ કર્યું, અને તે તેને હલ કરી દીધું. તે આ ઘોંઘાટ છે જે પ્રોટોટાઇપને ઉત્પાદન-તૈયાર ઘટકથી અલગ કરે છે.

આ તે છે જ્યાં વ્યાપક મેટલવર્કિંગમાં પૃષ્ઠભૂમિ હોવું અમૂલ્ય છે. જેવા પાર્ટનર સાથે કામ કરવું ક્વિન્ગડાઓ કિઆંગસેન્યુઆન ટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડ (QSY), જેમની પાસે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ અને સ્પેશિયલ એલોય્સના CNC મશીનિંગ અને ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગમાં દાયકાઓ છે, તમને તે સામગ્રીની સંવેદનશીલતા મળે છે. તેઓ માત્ર પાવડર દબાવી રહ્યા નથી; તેઓ બહુવિધ ઉત્પાદન ખૂણાઓથી ગરમી અને તાણ હેઠળ મેટલ કેવી રીતે વર્તે છે તે સમજે છે. તે ક્રોસ-પ્રોસેસ જ્ઞાન વધુ સારી એમઆઈએમ પ્રેક્ટિસની જાણ કરે છે - દાખલા તરીકે, સિન્ટર્ડ 304 તેના કાસ્ટ સમકક્ષની તુલનામાં અનુગામી CNC સ્પોટ ઓપરેશન હેઠળ કેવી રીતે અલગ રીતે વર્તે છે તે જાણવું.

બાઈન્ડર દૂર કરવાનો તબક્કો સાયલન્ટ કિલર છે. ખૂબ ઝડપી, અને તમને તિરાડો અથવા ફોલ્લાઓ મળે છે; ખૂબ ધીમું, અને તમે તમારા ભઠ્ઠીના થ્રુપુટ અને ખર્ચને મારી રહ્યાં છો. સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ માટે, ડિબાઇન્ડિંગ દરમિયાન કાર્બન નિયંત્રણ મહત્વપૂર્ણ છે. ખૂબ કાર્બન અવશેષો છોડો, અને તમે કાટ પ્રતિકારને અસર કરો છો-તે જ કારણ છે કે તમે પ્રથમ સ્થાને સ્ટેનલેસ પસંદ કર્યું છે. અમે દરિયાઈ હાર્ડવેર ક્લિપ માટેના પ્રારંભિક પ્રોજેક્ટ પર આ સખત રીતે શીખ્યા. ભાગો પરિમાણીય તપાસમાં પાસ થયા પરંતુ સાદા મીઠું સ્પ્રે ટેસ્ટમાં નિષ્ફળ ગયા. તેનું મૂળ કારણ એક અપૂર્ણ થર્મલ ડેબાઈન્ડ ચક્ર હતું જેણે કાર્બનને પાછળ છોડી દીધો હતો, સ્થાનિક રીતે ક્રોમિયમનો ઘટાડો થયો હતો. એક સુધારેલ, બહુ-તબક્કાની ડીબાઇન્ડ પ્રક્રિયાએ તેને ઠીક કર્યું. તે એક રીમાઇન્ડર છે કે MIM માં, તમે માત્ર મેટલને આકાર આપતા નથી; તમે કાળજીપૂર્વક તેના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને પાવડર સ્થિતિમાંથી ફરીથી બનાવી રહ્યાં છો.

MIM માટે ડિઝાઇન, માત્ર કાર્ય માટે નહીં

ડિઝાઇન એન્જિનિયરો સાથે ઘર્ષણનો આ સૌથી મોટો મુદ્દો છે. તેઓ મશીનિંગ અથવા ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ માટે રચાયેલ એક ભાગને સોંપે છે અને MIM તેને બનાવવાની અપેક્ષા રાખે છે. તે એવું કામ કરતું નથી. સમાન દિવાલ જાડાઈ ગોસ્પેલ છે. અમે એક ક્લાયન્ટને જાડા હબ અને પાતળા, રેડિયલ ફિન્સ સાથે ફ્લેંજ પર આગ્રહ રાખ્યો હતો. સિન્ટરિંગ દરમિયાન ભાગ બટાકાની ચિપની જેમ વિકૃત થઈ ગયો કારણ કે વિભેદક સંકોચન મોટા પ્રમાણમાં હતું. અમારે પાછા જવું પડ્યું, નાની ગસેટ્સ ઉમેરીને વાટાઘાટો કરવી પડી અને ફિન્સને થોડી જાડી કરવી પડી, જેણે નજીવું વજન ઉમેર્યું પણ આખી ભૂમિતિ બચાવી. અલબત્ત, ટૂલિંગમાં ફેરફાર કરવો પડ્યો. તે એક સહયોગી, ક્યારેક પુનરાવર્તિત, નૃત્ય છે.

અંડરકટ્સ અને આંતરિક થ્રેડો જેવી સુવિધાઓ જ્યાં એમઆઈએમ ચમકે છે, પરંતુ તેમને ચતુર ટૂલ ડિઝાઇનની જરૂર છે. સ્ટેનલેસ ભાગ પર ઇજેક્ટર પિન પ્લેસમેન્ટ પ્લાસ્ટિક કરતાં વધુ મુશ્કેલ છે-તમે દૃશ્યમાન નિશાન છોડી શકો છો અથવા લીલા ભાગ પર વિકૃતિ પણ લાવી શકો છો. મને હેલિકલ દાંત સાથે એક નાનું ગિયર યાદ છે જ્યાં ઇજેક્ટર પિન ગિયરના ચહેરા પર મૂકવાની હતી. અમે કસ્ટમ, મલ્ટી-સ્ટેજ ઇજેક્શન સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને અને માર્કિંગને રોકવા માટે પિનને મિરર ફિનિશમાં પોલિશ કરવાનું સમાપ્ત કર્યું. ટૂલનો ખર્ચ વધ્યો, પરંતુ ભાગ દીઠ ખર્ચ અને કામગીરી અન્ય કોઈપણ પ્રક્રિયાની સરખામણીમાં અજેય હતી.

અન્ય વ્યવહારુ વિગત: ડ્રાફ્ટ એંગલ. હા, તમારે પરંપરાગત પ્લાસ્ટિક ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ કરતાં ઓછા ડ્રાફ્ટની જરૂર છે, પરંતુ તમારે હજુ પણ કેટલાકની જરૂર છે, ખાસ કરીને ઊંડા પોલાણ માટે. સેકન્ડરી મશીનિંગ પર બચત કરવા માટે શૂન્ય ડ્રાફ્ટ સાથે દૂર જવાનો પ્રયાસ કરવાથી તે ભાગો જે ટૂલમાં ચોંટી જાય છે અથવા ઇજેક્શન દરમિયાન સ્કોર થઈ શકે છે. તે ખોટી અર્થવ્યવસ્થા છે. નો ધ્યેય સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ નેટ-આકાર છે, પરંતુ નેટ સૂચવે છે કે તે ઉપયોગ કરવા માટે તૈયાર સિન્ટર્ડ ભઠ્ઠીમાંથી બહાર આવે છે. ઘણીવાર, જટિલ ઇન્ટરફેસ માટે, હળવા CNC સ્કિમ અથવા ડ્રિલિંગની હજુ પણ જરૂર પડે છે. તે MIM ની નિષ્ફળતા નથી; તે વ્યવહારિક વર્ણસંકર અભિગમ છે. QSY જેવી કંપની, સંકલિત CNC ક્ષમતાઓ સાથે, આ માનસિકતાને એકીકૃત રીતે હેન્ડલ કરે છે-તેઓ સેકન્ડરી ઑપ્સને અલગ પ્રક્રિયા તરીકે નહીં પરંતુ MIM વર્કફ્લોના અંતિમ પગલા તરીકે જુએ છે.

ધ સિન્ટરિંગ ક્રુસિબલ: વ્હેર ધ મેજિક (અને હાર્ટબ્રેક) થાય છે

સિન્ટરિંગ પહેલાં બધું માત્ર તૈયારી છે. આ તે તબક્કો છે જ્યાં છૂટક, કથ્થઈ ભાગ એક ગાઢ, ધાતુશાસ્ત્રીય રીતે સાઉન્ડ ઘટક બને છે. સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ માટે, વાતાવરણ નિયંત્રણ સર્વોપરી છે. તમે સામાન્ય રીતે હાઇડ્રોજન, આર્ગોન અથવા વેક્યૂમનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છો. હાઇડ્રોજન સપાટીના ઓક્સાઇડને ઘટાડવા અને ભાગને સાફ કરવા માટે ઉત્તમ છે, પરંતુ તમારે ઝાકળના બિંદુને સાવચેતીપૂર્વક સંચાલિત કરવું પડશે. થોડો ઓક્સિજન અથવા નાઇટ્રોજનનો પરિચય કરાવતું લીક આખા ભઠ્ઠીના ભારને બગાડી શકે છે.

તાપમાનની એકરૂપતા એ અન્ય પશુ છે. સમગ્ર ભઠ્ઠીમાં A +/- 10°C ભિન્નતા સંકોચનમાં 0.2% તફાવત તરફ દોરી શકે છે. 50mm ભાગ પર, તે 0.1mm છે-ચુસ્ત-સહિષ્ણુતા એપ્લિકેશન માટે બેચને સ્ક્રેપ કરવા માટે પૂરતું છે. અમે બહુવિધ થર્મોકોલ સાથે ફર્નેસ પ્રોફાઇલિંગમાં રોકાણ કર્યું અને અમારો સંપૂર્ણ ઝોન મળ્યો. હવે, અમે ફક્ત તે ઝોનમાં જ મહત્વપૂર્ણ ભાગો લોડ કરીએ છીએ. ઓછા જટિલ ભાગો કિનારીઓ પર જાય છે. તે ચેસબોર્ડની જેમ તમારી ભઠ્ઠીની રિયલ એસ્ટેટનું સંચાલન કરવા વિશે છે.

ઠંડક દર અંતિમ ગુણધર્મોને અસર કરે છે. 17-4PH જેવા વરસાદ-સખ્તાઈના ગ્રેડ માટે, જો તમારી ભઠ્ઠી તેના માટે સેટ કરેલી હોય તો તમે વાસ્તવમાં સોલ્યુશન ટ્રીટમેન્ટ અને સિન્ટરિંગ સાયકલ સાથે વૃદ્ધાવસ્થા કરી શકો છો. તે એક વિશાળ ફાયદો છે, એકીકૃત પગલાં. પરંતુ ચોક્કસ ભાગ સમૂહ માટે સમય-તાપમાન-પરિવર્તન વળાંક મેળવવો એ પ્રયોગમૂલક છે. અમે અલગ અલગ પરિવારો માટે સફળ પ્રોફાઇલ્સની એક નાની લાઇબ્રેરી બનાવી છે. તે પાઠ્યપુસ્તક નથી; તે દુકાન-ફ્લોર લોર છે, જે થર્મલ ગ્રાફ અને QC રિપોર્ટ્સમાં લખાયેલ છે.

જ્યારે MIM જવાબ નથી

હું પ્રક્રિયામાં જેટલું માનું છું તેટલું, તેની મર્યાદાઓ જાણવી નિર્ણાયક છે. મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ ખૂબ મોટા ભાગો (સામાન્ય રીતે સ્ટેનલેસ માટે લગભગ 250 ગ્રામથી વધુ) અને ખૂબ જ પાતળા, વ્યાપક સપાટ વિભાગો સાથે સંઘર્ષ કરે છે જે યુદ્ધની સંભાવના ધરાવે છે. અમે એક વખત 2 મીમી જાડા અને 100 મીમી આસપાસ પાતળા, પ્લેટ જેવા સેન્સર હાઉસિંગનો ઉલ્લેખ કર્યો હતો. કન્ફોર્મલ ટૂલ કૂલિંગ અને સિન્ટરિંગ સેટર સાથે પણ, અમે સપાટતા પકડી શક્યા નહીં. ક્લાયન્ટ તેના બદલે ચોકસાઇ સ્ટેમ્પિંગ અને મશીનિંગ સાથે ગયો. તે યોગ્ય કૉલ હતો.

પ્રાથમિક એરોસ્પેસ લોડ પાથ માટે અત્યંત ઉચ્ચ અખંડિતતાના માળખાકીય ભાગો હજુ પણ ઘણીવાર ફોર્જિંગ અથવા બિલેટમાંથી મશીનિંગ દ્વારા વધુ સારી રીતે સેવા આપે છે. MIM ના આઇસોટ્રોપિક ગુણધર્મો સારા છે, પરંતુ સૌથી જટિલ એપ્લિકેશનો માટે, ઘડાયેલી સામગ્રીની વંશાવલિ હજુ પણ પસંદ કરવામાં આવે છે. જો કે, તબીબી ઉપકરણો, અગ્નિ હથિયારો, ઔદ્યોગિક સાધનો અને ઉપભોક્તા ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં અસંખ્ય ઘટકો માટે, MIM જટિલતા, સામગ્રીની કામગીરી અને વોલ્યુમ પર કિંમતનું અજેય મિશ્રણ પ્રદાન કરે છે. તે તમારી લડાઇઓ પસંદ કરવા વિશે છે.

આ કારણે સપ્લાયરનો બહોળો અનુભવ મહત્વપૂર્ણ છે. જો તમે એવી દુકાનમાં જાવ કે જે ફક્ત MIM કરે છે, તો તેઓ તમારા ભાગને બળજબરીથી ફિટ કરવાનો પ્રયાસ કરી શકે છે. પરંતુ એક ટીમ જે સંભાળે છે રોકાણ કાસ્ટિંગ અને CNC મશીનિંગ, QSY ના લોકોની જેમ, તમને વધુ પ્રમાણિક મૂલ્યાંકન આપશે. તેઓ કહી શકે છે, જુઓ, આ ભૂમિતિ અને વોલ્યુમ માટે, CNC ફિનિશ સાથે શેલ મોલ્ડ કાસ્ટિંગ તમારા માટે વધુ ખર્ચ-અસરકારક હોઈ શકે છે. તે ઉદ્દેશ્ય વિશ્વાસનું નિર્માણ કરે છે. કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગમાં તેમના 30 વર્ષનો અર્થ એ છે કે તેઓ MIM ને મોટા ટૂલબોક્સમાં એક સાધન તરીકે જુએ છે, માત્ર એક જ સાધન નથી.

ધ રીયલ-વર્લ્ડ ગ્રાઇન્ડ: ગુણવત્તા અને સુસંગતતા

MIM ભાગ શરૂ કરવો એ એક વસ્તુ છે; 1.33 થી ઉપરના CpK સાથે તેમાંથી 500,000 ઉત્પાદન કરવું એ બીજી બાબત છે. કાચા માલની તપાસ દરરોજ કરવામાં આવે છે: પાવડર લોટ સુસંગતતા, બાઈન્ડર બેચ સ્નિગ્ધતા. સિન્ટરિંગ પહેલાં ગ્રીન પાર્ટના વજન અને પરિમાણો પર પ્રક્રિયામાં તપાસો ડ્રિફ્ટ્સ પકડે છે. પરંતુ વાસ્તવિક QC સિન્ટર પછી થાય છે. અમે નિર્ણાયક પરિમાણો, ઘનતા તપાસો (સામાન્ય રીતે સ્ટેનલેસ માટે સૈદ્ધાંતિકના 96% નું લક્ષ્ય) અને સામયિક સંપૂર્ણ ધાતુશાસ્ત્ર-ટેન્સિલ પરીક્ષણો, કઠિનતા, કાટ તપાસો પર આંકડાકીય પ્રક્રિયા નિયંત્રણ કરીએ છીએ. તે બિન-વાટાઘાટપાત્ર છે.

નિષ્ફળતાનું વિશ્લેષણ એ કામનો એક ભાગ છે. મેં ફ્રેક્ચર થયેલા ભાગને જોવા માટે માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ કલાકો ગાળ્યા છે. શું તે સિન્ટરિંગ છિદ્ર હતું, દૂષણમાંથી એક સમાવેશ, અથવા ડિઝાઇનની ખામીથી સ્ટ્રેસ રાઇઝર? દરેકની અલગ અલગ ફિંગરપ્રિન્ટ છે. એક રિકરિંગ મુદ્દો એસેમ્બલીમાં આપત્તિજનક ભાગ નિષ્ફળતાનો હતો. ભાગો તમામ સ્પેક્સ પસાર. અંતે તેને હેન્ડલિંગની સમસ્યામાં શોધી કાઢ્યું - કામદારો સિન્ટરવાળા ભાગોના ડબ્બા છોડી રહ્યા હતા, જેના કારણે માઇક્રો-ક્રેક્સ થઈ જે પછી પ્રસરણ થઈ. ફિક્સ પ્રક્રિયામાં ન હતી; તે ડબ્બામાં ફીણ નાખવામાં હતું. પાઠ: પ્રક્રિયા ભઠ્ઠી પર સમાપ્ત થતી નથી.

આખરે, સફળ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મેટલ ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ સિસ્ટમ વિચારસરણી વિશે છે. તે સામગ્રી વિજ્ઞાન, મિકેનિકલ ડિઝાઇન, ટૂલમેકિંગ, થર્મલ એન્જિનિયરિંગ અને સખત ગુણવત્તા નિયંત્રણનો લગ્ન છે. તે જાદુઈ બુલેટ નથી. જ્યારે તમે તેની ભાષા સમજો છો અને તેના નિયમોનો આદર કરો છો ત્યારે તે એક માંગણી કરનાર, આકર્ષક અને અતિશય શક્તિશાળી પ્રક્રિયા છે. જે કંપનીઓ તેમાં વિકાસ કરે છે, જેમ કે સંબંધિત ધાતુના વેપારમાં ઊંડો પાયાનો અનુભવ ધરાવે છે, તે એવી કંપનીઓ છે જે ફક્ત ભાગોનું વેચાણ કરતી નથી-તેઓ વિશ્વસનીય, એન્જિનિયર્ડ સોલ્યુશન્સ વેચે છે.