Inā ʻoe e ʻimi nei i nā mea metala liʻiliʻi a paʻakikī, ua ʻike paha ʻoe i ʻelua mau inoa kaʻina: metal injection molding (MIM) a me ka hoʻolei kālā. Hoʻohiki ʻelua i nā ʻano ʻupena kokoke, mālama lāua ʻelua i nā geometries paʻakikī, a ʻōlelo pinepine ʻia ʻelua ma ke ʻano he mau koho no ka ʻāpana like. ʻAʻole naʻe hiki ke hoʻololi. ʻO ke koho ma waena o lākou e pili ana i ka hoʻokomo ʻana i nā mea hana, nā ʻae hiki ke hoʻokō ʻia, ka nui o nā kauoha liʻiliʻi, a me ka hopena o ke kumukūʻai ʻāpana i kāu nui hana.
Hoʻokaʻawale kēia alakaʻi i nā mea a MIM e hāʻawi maoli ai, kahi e hoʻokaʻawale ai mai ka hoʻolei kālā ʻana, a pehea e hoʻoholo ai i ke kaʻina hana i kūpono i kāu ʻāpana-ma mua o ka koi ʻana i kāu ʻāpana i ka hana hewa.
ʻO ka MIM i kahi nānā: He aha ke kaʻina hana e hāʻawi maoli ai
No ka ʻohana metallurgy pauda ka hoʻoheheʻe ʻia ʻana o ka metala. Hoʻohui ʻia ka pauda metala maikaʻi me kahi mea hoʻopaʻa polymer e hana ai i kahi meaʻai, a laila hoʻokomo ʻia i loko o kahi lua polū—e like me ka hoʻoheheʻe ʻia ʻana o ka plastic. ʻO ka ʻāpana "'ōmaʻomaʻo" ka hopena e hana i ka debinding e wehe i ka mea hoʻopaʻa, a ma hope o ka sintering i ka wela kiʻekiʻe. I ka wā o ka sintering, hoʻohaʻahaʻa a emi ka ʻāpana, ʻoi aku ka maʻamau ma mua o 95% theoretical density.
ʻO nā hopena kūpono o kēia kaʻina hana e wehewehe i ka envelop hiki i ka MIM:
Nui hapa maʻamau. ʻO ka hapa nui o nā ʻāpana MIM ma waena o 0.1 g a me 50 g. Hiki i nā ʻāpana a hiki i ka 200-240 g i ka hoʻomaʻamaʻa, ʻoiai ʻoi aku ka maikaʻi o ka hoʻokele waiwai ma lalo o 50 g.
Hoʻomanawanui. ʻO ka ʻae ʻana i hoʻopaʻa ʻia e hāʻule maʻamau i loko o ± 0.5% o ka nui i koho ʻia, ʻoiai hiki i nā ana liʻiliʻi ke hoʻokō i nā ʻae paʻa loa. Hōʻike ʻia kahi alakaʻi hoʻomanawanui i ka ± 0.03 mm no nā ana ma lalo o 3 mm, e piʻi ana i ± 0.5% no nā ana ma luna o 60 mm. He mau waiwai maʻamau kēia; ʻO ka mana maoli e pili ana i nā mea, geometry, a me nā mea hana.
Mānoanoa pā liʻiliʻi. Hiki i ka MIM ke hoʻoheheʻe i nā paia a hiki i ka 0.3 mm ma ke ʻano he pahuhopu hoʻolālā maʻamau. Hiki paha nā paia ʻoi aku ma lalo o nā kūlana kūʻokoʻa a me nā geometries maikaʻi, akā ʻo 0.3 mm ke kumu kumu kūpono no ka hana kūlike.
Hoʻopau ʻili. Loaʻa nā ʻāpana MIM Sintered i ka ʻeleʻele o ka ʻili ma ka laulā o Ra 0.8–1.6 μm no nā ʻāpana hana, me ka hoʻopau ʻoi aku ka maikaʻi ma lalo o ka pauka a me nā kūlana mea hana.
Nā mea waiwai. Hana maikaʻi ʻia ʻo MIM me nā kila kila, nā kila haʻahaʻa haʻahaʻa, nā aloi titanium, nā ʻāpana keleawe, a cobalt-chromium. ʻAʻole kūpono ia i ka alumini a me ka zinc ma muli o nā pilikia oxidation i ka wā debinding a sintering.
Pehea e hoʻohālikelike ai ka MIM i ka hoʻolei ʻana i ke kālā: kahi hoʻohaʻahaʻa ʻana i ka nui
Hoʻohana ʻia ka hoʻoheheʻe kālā—i kapa ʻia hoʻi ka hoʻoheheʻe wax nalowale—e hoʻohana i ke ʻano wax i uhi ʻia i ka ceramic e hana ai i ka poʻi, a laila hoʻopiha ʻia me ke metala i hoʻoheheʻe ʻia. Hoʻopili nā kaʻina hana ʻelua i ko lākou hiki ke hana i nā ʻāpana metala liʻiliʻi a liʻiliʻi, akā ʻokoʻa lākou ma nā ʻāpana koʻikoʻi.
ʻO ka hoʻomanawanui a me ke ʻano kūlike
ʻO ka hoʻomanawanui ʻana o MIM ma kahi o ± 0.5% kekahi o kāna mau wahi kūʻai ikaika loa no nā ʻāpana liʻiliʻi. No ka mea, hoʻoheheʻe ʻia ka ʻāpana i loko o ka lua kila a hoʻopaʻa ʻia ma lalo o nā kūlana i hoʻomalu ʻia, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka hoʻohālikelike ʻana i ka nui o ka holo ʻana.
Hoʻohālikelike ʻia nā māka hoʻomanawanui no ka hoʻolei kālā ʻana me ka hoʻohana ʻana i nā māka ISO 8062-3 DCTG; ʻO nā māka hiki ke loaʻa ma muli o ka alloy, ka ʻōnaehana shell, a me ka hiki ke kūkulu. Ma ke ʻano he hōʻike maʻamau, ʻoi aku ka maʻalahi o ka hoʻolilo ʻana i ka hoʻolimalima kālā ma mua o ka MIM ± 0.5% ma nā hiʻohiʻona liʻiliʻi, ʻoiai hiki iā lākou ke lawa no nā ana nui aʻe kahi i emi ai ka pono o nā palena nui o MIM. No nā ʻāpana me nā hiʻohiʻona liʻiliʻi koʻikoʻi, loaʻa i ka MIM ka lihi; no nā ʻāpana nui me nā koi hoʻomanawanui haʻahaʻa, hoʻolei kālā lawa pinepine.
Ka nui hiʻona liʻiliʻi a me ka mānoanoa o ka pā
ʻO kēia kahi i ʻike ʻia ai ka ʻokoʻa o nā kaʻina hana ʻelua. Hoʻopili ʻia ka meaʻai pauka a MIM i loko o nā kikoʻī poni maikaʻi, e hiki ai i nā paia i lalo a hiki i ka 0.3 mm a me nā lua keʻa liʻiliʻi, nā ʻāʻī, a me nā mea ʻili i paʻakikī a hiki ʻole ke hoʻolei. Hiki i ka hoolei waiwai ke hana i na paia lahilahi—ma ka laulā 1.0–1.5 mm e pili ana i ka alloy a me ka geometry—akā, paʻakikī ia me nā hiʻohiʻona sub-millimeter a MIM e lawelawe mau ai. Inā pili kāu hoʻolālā i nā iwi ʻaoʻao lahilahi, nā knurling maikaʻi, a i ʻole nā puka makapō liʻiliʻi, ʻo MIM ka mea kūpono maoli.
Ka nui o ka hapa a me ke kaumaha
He mau ʻāpana liʻiliʻi ka wahi momona waiwai o MIM: ma lalo o 50 g, a ʻaʻole ma mua o 200 g. Hoʻopili ʻia ka hoʻolele kālā i ka nui ākea, mai kahi liʻiliʻi a ʻoi aku ma mua o 100 kg, ʻoiai ʻoi aku ka maikaʻi o ka hoʻokūkū no nā ʻāpana ma luna o ka nui kahi i pāpā ʻia ai ka amortization mea hana a MIM. No ka 5 g bracket, hiki i nā kaʻina hana ʻelua ke haʻi; no ka hale 500 g, ʻo ka hoʻolei kālā ke koho kūpono.
Hoʻopau ʻili
ʻOi aku ka maʻalahi o nā ʻili MIM i hoʻopaʻa ʻia ma mua o nā ili hoʻolei hoʻokele waiwai. Loaʻa ka MIM iā Ra 0.8-1.6 μm ma nā ʻāpana hana me ka ʻole o nā hana lua. ʻO ka hoʻopau ʻana o ka hoʻolei kālā ʻana ma luna o ka ʻōnaehana shell; Aia nā ʻili maʻamau e like me ka hoʻolei ʻia i loko o ka laulā Ra 6.3–12.5 μm, me ka hoʻopau ʻana i ka maʻalahi e hiki ke loaʻa ma o ka hoʻokele kaʻina. Hiki ke hoʻomaʻamaʻa ʻia nā kaʻina ʻelua a i ʻole ka mīkini i ka hoʻopau ʻoi aku ka maikaʻi, akā makemake pinepine ʻo MIM i ka liʻiliʻi ma hope o ka hana ʻana no nā papa hana.
Mea hiki ke hoʻololi
ʻO ka hoʻolei kālā e ʻae i kahi ākea ākea o nā mea hoʻohui no ka mea ʻoi aku ka paʻa ʻana o ka poʻi seramika i nā mahana kiʻekiʻe a ʻaʻole e ʻae ʻia me ka hoʻoheheʻe ʻana e like me ka ʻōnaehana binder MIM. ʻO nā huila nikela, kobalt alloys, a me ka alumini e hoolei mau ana. Hoʻopili ʻia ka MIM i nā alaleʻa hiki ke hoʻohui ʻia i loko o ka pauka maikaʻi a hana ʻia ma o ka debinding a me ka sintering me ka ʻole o ka oxidation nui a i ʻole ke koena o ka haumia. ʻO nā kila kila a me nā kila haʻahaʻa haʻahaʻa e hoʻomalu i ka hana MIM; hiki ke titanium akā ʻoi aku ka koi; ʻAʻole kūpono ka alumini.
Nā Pono Mechanical a me ka Density
Hiki i nā ʻāpana MIM i hoʻopaʻa ʻia i ka 95-99% theoretical density, me nā waiwai mechanical e pili ana i nā mea i hana ʻia no nā alloys he nui. Paʻa loa nā hoʻoheheʻe kālā i ke kūlana as-cast akā hiki ke loaʻa i ka porosity shrinkage ma muli o ka gating a me ka paʻa. ʻAʻole maʻalahi ka hoʻohālikelike ʻana: no kahi huila i hāʻawi ʻia, hiki i ka MIM ke hāʻawi i ke kūpaʻa luhi ʻoi aku ka maikaʻi ma muli o ka microstructure ʻoi aku ka maikaʻi, ʻoiai ʻo ka hoʻolei kālā e hāʻawi i ka ductility maikaʻi ma nā ʻāpana mānoanoa. ʻO ka hoʻohālikelike kūpono e pili ana i ka pahu pahu a me ka pahu ukana.
ʻO ka Economics: I ka wā e hana ai ka MIM i ka manaʻo kālā (a inā ʻaʻole ia)
He pipiʻi ka mea hana MIM. He $8,000 a i $30,000 paha ke kumukūʻai o ka ʻūhā hoʻokahi a i ʻole ka lua haʻahaʻa, e piʻi aʻe ana no ka mea hana paʻakikī multi-cavity. Pono e hoʻokaʻawale ʻia kēlā kālā i ka nui o ka hana. Hiki i ke kaʻina hana ke hiki ke hoʻokele waiwai ma kahi o 5,000-10,000 mau ʻāpana i kēlā me kēia makahiki, me ka paepae pololei ma muli o ka paʻakikī o ka ʻāpana, ke kumu kūʻai waiwai, a me ka helu lua.
ʻO nā mea hana hoʻoheheʻe kālā - make ka wax injection - ʻoi aku ka liʻiliʻi ma mua o ka mea hana MIM. ʻO kēia ka mea e maʻalahi ai ka hoʻolei kālā ʻana no nā puke haʻahaʻa, prototyping, a me nā hoʻolālā e ulu mau ana. Hoʻokomo ka ʻike ʻoihana i ka crossover kūpono i nā kaukani haʻahaʻa a ma kahi o 10,000-15,000 mau ʻāpana i kēlā me kēia makahiki, ma lalo iho o ka hoʻolei kālā ʻana i ʻoi aku ka maikaʻi no nā ʻāpana like.
He maʻalahi ka manaʻo kūpono no ka ʻimi ʻana: inā ʻoi aku kāu koi makahiki ma lalo o kahi mau tausani mau ʻāpana, ʻo ka hoʻolilo kālā ke koho kālā haʻahaʻa. Inā manaʻo ʻoe i ka leo paʻa ma luna o 5,000-10,000 mau ʻāpana a kūpono kāu ʻāpana i ka nui o ka MIM a me ka envelop hiʻohiʻona, hiki ke hoʻihoʻi ʻia ka hoʻopukapuka ʻoihana kiʻekiʻe ma o nā kumukūʻai haʻahaʻa a me ka hoʻemi ʻana i ka mīkini lua.
ʻO nā hiʻohiʻona kūpono a kūpono ʻole: He alakaʻi hoʻoholo kūpono
Ma mua o ka haʻi ʻana i hoʻokahi kaʻina hana i ʻoi aku ka maikaʻi, ʻo ka nīnau kūpono: ʻo ke kaʻina hana e pili ana i kēia ʻāpana, ma kēia leo, me kēia mau koi?
Lean i MIM ke:
- ʻO ke kaumaha o ka hapa ma lalo o ~ 50 g a kūpono i ka poho o kou lima.
- Aia i loko o ka geometry nā paia lahilahi (e pili ana i 0.3 mm), nā kikoʻī ʻili maikaʻi, a i ʻole nā hiʻohiʻona keʻa liʻiliʻi.
- Aia ka nui makahiki ma kahi o 5,000-10,000 mau ʻāpana.
- ʻO ka huila he a kila kila, ke kila kila haʻahaʻa, a i ʻole ka titanium i hoʻopaʻa maikaʻi ʻia i ka lako meaʻai MIM.
- Paʻa loa nā koi hoʻomanawanui e pono ai ka hoʻolei kālā ʻana i ka mīkini lua koʻikoʻi.
E hilinaʻi i ka hoʻolei kālā inā:
- ʻOi aku ka nui a i ʻole ke kaumaha o ka ʻāpana ma mua o ka pae hoʻokele waiwai o MIM.
- He haʻahaʻa ka leo makahiki (prototype ma o nā haʻahaʻa-tausani).
- ʻO ka alloy he nickel superalloy, aluminika, a i ʻole nā mea ʻē aʻe i kūpono ʻole i ka MIM feedstock.
- Ke ulu nei ka hoʻolālā a makemake ʻoe e pale i ka hana ʻana i nā mea hana MIM pipiʻi.
- ʻO nā koi hoʻomanawanui he maʻalahi a hiki ke hoʻokō ʻia me nā ana like-cast me ka mīkini koho.
Hiki i nā mea ʻelua ke ola inā:
- He liʻiliʻi ka ʻāpana akā ʻaʻole paʻakikī loa, a aia ka leo ma ka laulā 5,000-15,000.
- He mea maʻamau ka huila i nā kaʻina hana ʻelua (e like me ka 17-4PH stainless steel).
- I kēia mau hihia, ʻo ka noi ʻana i nā ʻōlelo mai nā mea hoʻolako e hāʻawi ana i nā kaʻina ʻelua ʻo ke ala hilinaʻi loa e hoʻohālikelike ai i nā kumukūʻai maoli, ma mua o ka hilinaʻi ʻana i nā lula maʻamau.
Nīnau pinepine
Hiki iā MIM ke hoʻololi i ka hoʻolei kālā no kaʻu ʻāpana?
Pili ia i ka nui, ka leo, a me nā kikoʻī hiʻona. ʻOi aku ka MIM ma nā ʻāpana liʻiliʻi a paʻakikī i nā puke kiʻekiʻe. Inā ʻo kāu ʻāpana ma lalo o ~50 g, pono nā hiʻohiʻona maikaʻi, a pono ʻoe i nā kaukani ʻāpana i kēlā me kēia makahiki, he moho ikaika ʻo MIM. Inā ʻoi aku ka nui o ka ʻāpana a i ʻole ka haʻahaʻa o kāu leo, ʻoi aku ka maʻalahi o ka hoʻolele kālā.
He aha ka helu kauoha liʻiliʻi no ka MIM i hoʻohālikelike ʻia me ka hoʻolei kālā?
ʻAʻole ʻōlelo maʻamau ʻia ka MIM ma lalo o kekahi mau tausani ʻāpana no ka mea ʻoi aku ka nui o nā kumukūʻai mea hana; Ma lalo o kēlā paepae, ʻo ka amortization mea hana e hoʻokūkū ʻole ai ke kumukūʻai o kēlā me kēia ʻāpana i ka hoʻolei ʻana a i ʻole ka mīkini. Hiki ke hoʻokele waiwai i ka hoʻolei kālā ma nā puke haʻahaʻa loa, me nā prototypes a me nā holo hana liʻiliʻi.
ʻO ke kaʻina hana hea e loaʻa ai nā hoʻomanawanui ʻoi aku ka paʻakikī?
No ka li'ili'i li'ili'i, ho'opa'a ma'amau ka MIM i nā 'olu'olu like-sintered (± 0.5% ma'amau, me nā waiwai pa'a loa ma nā hi'ohi'ona li'ili'i). ʻOi aku ka liʻiliʻi o ka ʻae ʻana i ka hoʻolilo kālā ma nā hiʻohiʻona liʻiliʻi akā hiki ke kūpono no nā ana nui kahi i kūpono ʻole ka MIM.
Hiki i nā ʻāpana MIM ke mālama i ka wela a i ʻole ka mīkini ma hope o ka sintering?
ʻAe. Hiki i nā ʻāpana MIM Sintered ke mālama ʻia i ka wela, ka mīkini, hoʻoliʻi ʻia, a uhi ʻia me nā kaʻina hana maʻamau. I nā manawa he nui, ho'ēmi ka MIM i ka nui o pono ka mīkini hoʻohālikelike ʻia me ka hoʻolei ʻana, akā hiki ke hana i nā hana lua inā pono.
He aha nā mea paʻakikī a hiki ʻole paha no MIM?
ʻAʻole kūpono ka alumini a me ka zinc ma muli o nā pilikia o ka oxidation a me ka pilina pili. Hiki i nā superalloys hoʻoheheʻe kiʻekiʻe ke ʻenehana akā ʻaʻole i maʻamau. Hoʻopili ʻia ka hoʻolei kālā ʻana i kahi ākea ākea ākea.
Ka Hopena: Hoʻohālikelike i ke Kaʻina Hana i ka ʻāpana
ʻAʻole hoʻokūkū ka MIM a me ka hoʻolele kālā i ka manaʻo lanakila. Noho lākou i nā ʻāpana like ʻole o ka nui–volume–complexity space. Hāʻawi ʻo MIM i nā kikoʻī kūikawā a me nā kikoʻī hiʻohiʻona no nā ʻāpana liʻiliʻi i nā puke kiʻekiʻe, akā koi i ka hoʻopukapuka ʻana i nā mea hana i kūpono wale ke kūpono ka nui o ka hana. Hāʻawi ka hoʻolele kālā i ka maʻalahi o nā mea a me nā mea hana haʻahaʻa haʻahaʻa, ma ke kumu kūʻai o nā ʻae ʻana a me ka liʻiliʻi no nā hiʻohiʻona sub-milimeter.
ʻO ke ala hilinaʻi loa i mua, ʻo ia ka loiloi i kāu ʻāpana kikoʻī e pili ana i kēia mau ana-ka nui, nā kikoʻī kikoʻī, ka huila, ka hoʻomanawanui, a me ka nui makahiki-a laila noi i nā ʻōlelo kikoʻī kaʻina hana mai nā mea hoʻolako e hiki ke hōʻike i ka ʻike me nā mea ʻelua. Hāʻawi i ke kaha kiʻi like a me ka wanana leo i kēlā me kēia ʻōlelo, a noi i ka mea hoʻolako e hae i nā hiʻohiʻona hoʻolālā i hāʻule ma waho o ko lākou hiki maʻamau. Hiki ke hōʻike ʻia kahi ʻāpana e like me ka moho MIM maikaʻi loa ma ka pepa i nā mea hana a i ʻole nā palena waiwai i ka hana; pela no hoi, e kahaha paha ka olelo hoolele waiwai ia oe i ka hiki ke hoomanawanui. E hoʻoholo ka ʻāpana a me ka hana maoli.
