Երբ մարդկանց մեծամասնությունը լսում է «մետաղների ներարկման ձուլման մեքենա», նրանք պատկերում են մեկ, մոնոլիտ միավոր՝ մի տեսակ արդյունաբերական 3D տպիչ մետաղի համար: Դա առաջին թյուր կարծիքն է: Իրականում դա համակարգ է, և ինքնին մեքենան՝ ներարկման միավորը, ամենատեսանելի մասն է: Իրական պատմությունը տեղի է ունենում հումքի պատրաստման, կապակցման վառարանի և սինտրինգի վառարանում: Ես տեսել եմ, որ չափազանց շատ նախագծեր են փակվել, քանի որ նրանք բյուջե են հատկացրել բարձր մակարդակի համար մետաղի ներարկման ձուլման մեքենա բայց մոռացել է ներքևում գտնվող ջերմային գործընթացները: Մեքենան ճշգրիտ ներարկիչ է; դա քիմիան և ջերմային բուժումն են, որոնք իրականում կառուցում են մասը:
Համակարգի առանցքը. ավելին, քան պարզապես ներարկում
Եկեք խոսենք ներարկման միավորի մասին: Դա նման չէ պլաստմասե ներարկման ձևավորմանը, որտեղ դուք պարզապես հալեցնում եք և կրակում: Այստեղ հումքը նուրբ մետաղի փոշու և պոլիմերային կապի համասեռ խառնուրդ է: Մածուցիկությունը բարդ է: Եթե ձեր մեքենայի տակառի ջերմաստիճանի պրոֆիլը որոշակի գոտում անջատված է նույնիսկ 10°C-ով, կարող եք ստանալ տարանջատում՝ կապի արյունահոսություն դեպի մակերես կամ փոշի նստվածք: Ես հիշում եմ մի քանի փոքր, բարդ չժանգոտվող պողպատից վիրաբուժական ուղեցույցների վազք: Մենք օգտագործեցինք գերմանական արտադրողի մեքենա, որն ամեն ինչում ամուր էր, բայց մենք շարունակում էինք լամինար հոսքի թերությունները: Խնդիրը մեքենայի ճնշումը կամ սեղմիչ ուժը չէր. դա պտուտակային դիզայնն էր: Այն չափազանց ագրեսիվ էր տվյալ հումքի կտրման զգայունության համար: Մենք պետք է աշխատեինք նյութերի մատակարարի հետ՝ կապակցման համակարգը շտկելու համար: Մեքենայի կարողությունը որոշվում է նյութի հետ դրա համատեղելիությամբ, ոչ միայն տոննաժով:
Ամրացուցիչի ուժը ևս մեկ է: Մարդիկ տարված են դրանով: Մեզ պետք է 50 տոննայանոց մեքենա։ MIM մասերի մեծ մասի համար ձեզ հազվադեպ է անհրաժեշտ զանգվածային ուժ, քանի որ դուք լցնում եք փոքրիկ խոռոչները: Ճշգրտությունը հաշվառման, կրակոցի կառավարման և ներարկման հետևողական, դանդաղ արագությունը պահելու ունակության մեջ է՝ շիթից խուսափելու համար: Տարածված որոգայթը չափազանց արագ ներարկման արագության օգտագործումն է, որը փակում է օդը և ստեղծում դատարկություններ, որոնք հայտնվում են միայն սինթերից հետո: Մեքենայի կառավարման ծրագրաշարը պետք է թույլ տա այդ դանդաղ, բազմաստիճան լցոնումը: Դա նուրբ խաղ է:
Հետո տակառի և պտուտակի մաշվածություն կա: Մետաղական փոշին հղկող է։ Նույնիսկ կարծրացած բաղադրիչների դեպքում դուք դիտարկում եք պահպանման ժամանակացույցը, որն ավելի խիստ է, քան պլաստիկի համար: Ես պտուտակներ եմ քաշել մեկ տարի աշխատելուց հետո 17-4 PH չժանգոտվող հումք, որոնք ավազապատ տեսք ուներ: Այն փոխում է չափման գոտու ծավալը՝ ազդելով կրակոցի քաշի հետևողականության վրա: Դուք դա չեք սովորում բրոշյուրից. դուք դա սովորում եք ամեն հերթափոխում կրակոցների կշիռները գրանցելուց և դրեյֆը տեսնելուց:
The Make-or-Break. Debinding and Sintering
Ահա թե որտեղ են իրականում կախարդանքն ու գլխացավերը: Դուք կարող եք ունենալ կատարյալ կանաչ հատված լավագույններից մետաղի ներարկման ձուլման մեքենա, և ամբողջությամբ փչացնել այն հաջորդ քայլերում: Կատալիտիկ անջատում, լուծիչների անջատում, ջերմային անջատում. յուրաքանչյուրն ունի վառարանի իր պահանջները և թելադրում է կապակցման համակարգը, որի մեջ դուք արգելափակված եք: Մենք մի անգամ փորձեցինք հայտնի հումքից անցնել ավելի էժան այլընտրանքի՝ զենքի բաղադրիչներ պատրաստող հաճախորդի ծախսերը կրճատելու համար: Նոր հումքը օգտագործել է այլ կապակցիչ: Մեր անջատող վառարանների ցիկլը, որը մենք կատարելագործել էինք տարիների ընթացքում, այժմ սխալ էր: Մասերը բշտիկավորվեցին և ճաքեցին, քանի որ կապակցիչի հեռացման արագությունը չափազանց արագ էր: Մի ամբողջ խմբաքանակ՝ մի քանի հազար մաս, ջարդոնացված։ Մեքենան կատարյալ կատարեց իր աշխատանքը. գործընթացի իմացությունը ձախողվեց:
Պղտորումը վերջնական փոխակերպումն է: Վառարանների մթնոլորտը (ջրածին, ազոտ-արգոն խառնուրդ, վակուում) կրիտիկական է: Նման ընկերության համար Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), հատուկ համաձուլվածքների ձուլման և մշակման իրենց խոր պատմությամբ սա առանցքային խաչմերուկ է: Նրանք հասկանում են բարձր ջերմաստիճանի մետալուրգիա։ MIM-ի միջոցով նիկելի կամ կոբալտի վրա հիմնված սուպերհամաձուլվածքների օգտագործումը այլ գազան է, քան ստանդարտ չժանգոտվողը: Պղտորման ջերմաստիճանի պրոֆիլը, պահման ժամանակները և հովացման արագությունը ուղղակիորեն որոշում են վերջնական մեխանիկական հատկությունները և ծավալային հանդուրժողականությունը: Կծկումը կանխատեսելի է, մոտ 15-20%, բայց դա կատարյալ իզոտրոպ չէ: Երկար, բարակ հատկանիշը կծկվի այլ կերպ, քան հաստ հանգույցը: Դուք փոխհատուցում եք դրա համար գործիքի նախագծման մեջ, բայց ձեզ անհրաժեշտ է, որ սինթինգի գործընթացը լինի քարի պինդ հետևողական՝ վստահելու այդ փոխհատուցումները:
Այստեղ է, որ իմաստ ունի ուղղահայաց ինտեգրված գործողությունը: QSY-ի նախապատմությունը ներդրումային ձուլման և CNC հաստոցների մեջ նրանց հստակ առավելություն է տալիս: Նրանք հասկանում են ցանցի ձևավորման և ճշգրիտ հարդարման ձևավորումը: MIM հատվածը հաճախ դուրս է գալիս սինթինգից և պահանջում է թեթև CNC հպում` իրական անցք փորելով, տվյալների երեսը փորելով: Ներքին մեքենաշինության այդ փորձն ունենալը նշանակում է, որ նրանք կարող են նախագծել MIM գործընթացը, որպեսզի օպտիմալացնեն սինթերային վիճակի համար՝ հստակ իմանալով, թե ինչպես է այն ավարտվելու: Դա ամբողջական տեսակետ է, որը շատ մաքուր խաղային MIM խանութներից բացակայում է:
Գործիքներ. Լուռ գործընկեր
Մեքենայի ոչ մի քննարկում ավարտված չէ առանց կաղապարի մասին խոսելու: MIM գործիքավորումը բարձր ճշգրտությամբ է, հաճախ այս փոքր մասերի համար բազմաբնակարանային դասավորություններով: Օդափոխումը շատ կարևոր է: Քանի որ հումքը իսկապես հեղուկ չէ, օդի տարհանումն ավելի դժվար է: Մենք օգտագործել ենք կաղապարներ՝ վակուումային օդափոխությամբ, որոնք ուղղակիորեն միացված են թիթեղին: Կաղապարի պողպատը պետք է կարծրացվի, ինչպես H13-ը, բայց փայլեցվի մինչև հայելային ավարտը: Ցանկացած փոքր քերծվածք կառաջացնի ձգման հետքեր և կմեծացնի արտանետման ուժը՝ պոտենցիալ աղավաղելով նուրբ կանաչ հատվածը:
Սառեցման ալիքները ևս մեկ նուրբ արվեստ են: Դուք ցանկանում եք արագ կարգավորել կապակցիչը՝ նվազագույնի հասցնելու ցիկլի ժամանակը, սակայն չափազանց արագ սառեցումը կարող է սթրես առաջացնել: Ես տեսել եմ գործիքներ, որտեղ մենք ստիպված էինք տարբեր գոտիներում հովացուցիչ նյութի տարբեր ջերմաստիճաններ գործադրել՝ բարդ մասի լցոնումն ու սառեցումը հավասարակշռելու համար: Այն կրկնվող է: Դուք կատարում եք փորձերի ձևավորում (DOE) վրա մետաղի ներարկման ձուլման մեքենակարգավորեք հալման ջերմաստիճանը, ներարկման արագությունը, պահելու ճնշումը և հովացման ժամանակը, այնուհետև չափեք կանաչ հատվածի խտությունը և չափերը: Այնուհետև դուք կսմթեք գործիքը, միգուցե ավելացնեք ջրհոր՝ վերջին փուլի նյութը գրավելու համար և նորից գործարկեք DOE-ը: Դա խոսակցություն է մեքենայի պարամետրերի և գործիքի երկրաչափության միջև:
Իրական աշխարհի կիրառական և նյութական նրբերանգներ
Նայեք ոլորտներին՝ բժշկական, ատամնաբուժական, հրազենի, ավտոմոբիլային սենսորների, սպառողական էլեկտրոնիկայի: Մասերի ծավալները հիմնավորում են գործիքավորման և գործընթացի զարգացման բարձր նախնական արժեքը: Տիպիկ կիրառումը կարող է լինել չժանգոտվող պողպատից ոսկրային պտուտակ կամ բարդ նիկելային համաձուլվածքի տուրբինի շեղբ միկրո-դրոնի համար: Նյութերի ընտրությունը, ինչպես ակնարկում է QSY-ի հատուկ համաձուլվածքների փորձը, հսկայական է: Բայց յուրաքանչյուր նյութ ատում է տարբեր կերպ: Titanium MIM-ը պահանջում է գերբարձր վակուումային վառարան: Վոլֆրամի ծանր համաձուլվածքներն ունեն իրենց սեփական արձանագրությունները:
MIM-ի գեղեցկությունը բազմաթիվ մասերի համախմբումն է մեկում: Մենք աշխատել ենք ավտոմոբիլային վառելիքի ներարկիչի նախագծի վրա. մի մաս, որն ավանդաբար պատրաստվում էր երեք առանձին մասերից, որոնք եռակցված էին իրար: Մենք այն նախագծել ենք որպես մեկ MIM մաս՝ 316L չժանգոտվող: Խնդիրը ներքին վառելիքի միջանցքներում մակերևույթի պահանջվող հարդարման ձեռքբերումն էր անմիջապես սինթինգից՝ հետմշակումից խուսափելու համար: Մակերեւույթի ծակոտկենությունը ընդունելի մակարդակի իջեցնելու համար անհրաժեշտ է եղել ամիսներ շտկել փոշու չափի բաշխումը հումքի մեջ և սինթրման մթնոլորտում: Մեքենայի դերը կայանում էր նրանում, որ արտադրեր անթերի կանաչ հատված՝ բացարձակապես առանց ներքին դատարկությունների, որոնք հետագայում կարող էին փոս դառնալ:
Անհաջողությունը մեծ ուսուցիչ է: Սկզբում մենք ունեինք նախագիծ կերամիկական MIM-ի համար (որը օգտագործում է նույն մեքենայի սկզբունքը): Մենք դրան վերաբերվում էինք ինչպես մետաղի։ Սխալ. Կերամիկական կապի այրման ցիկլը բոլորովին այլ էր, իսկ սինթրման կրճատումը ավելի քան 25% էր: Մասերը ահավոր շեղվեցին։ Այն մեզ սովորեցրեց, որ մեքենան բազմակողմանի հարթակ է, սակայն գործընթացի մասին գիտելիքները՝ կապակցման և սինթրեման բաղադրատոմսերը, հատուկ են նյութին և չեն փոխանցվում: Դուք չեք կարող ենթադրել, որ պողպատի փորձը թարգմանվում է որպես կավահող կամ սիլիցիումի կարբիդ:
Ինտեգրումը և ապագայի հեռանկարը
Այսպիսով, որտեղ է մետաղի ներարկման ձուլման մեքենա նստել այսօր? Այն դառնում է ավելի կապված: Ժամանակակից մեքենաներն ունեն գործընթացի ինտեգրված մոնիտորինգ՝ հետևելով կրակոցի ճնշման պրոֆիլներին իրական ժամանակում և համեմատելով դրանք ոսկե կորի հետ: Եթե շեղում հայտնաբերվի, այն կարող է զգուշացնել օպերատորին նախքան վատ մասի պատրաստումը: Սա շարժվում է դեպի Արդյունաբերություն 4.0, որտեղ ներարկման մեքենայի, կապակցող վառարանի և սինթինգի վառարանի տվյալները փոխկապակցված են վերջնական մասի որակի հետ:
QSY-ի նման արտադրողի համար MIM-ի ինտեգրումը կեղևի ձուլման, ներդրումային ձուլման և CNC հաստոցների հետ մեկտեղ ստեղծում է հզոր պորտֆել: Հաճախորդը կարող է ունենալ բաղադրիչ, որը չափազանց բարդ է ավանդական հաստոցների համար, ունի չափավոր ծավալ (տարեկան 10k-100k կտոր) և պահանջում է բարձր արդյունավետության նյութ: MIM-ը դառնում է իդեալական լուծում: Նրանք կարող են իրականացնել ամբողջ ճանապարհորդությունը՝ MIM-ի մասերի ձևավորում, հումքի ընտրություն, գործիքների պատրաստում, կաղապարում, կապում, սինթերինգ և վերջնական ճշգրիտ հաստոցներ՝ բոլորը մեկ տանիքի տակ: Դա վերահսկում է որակը և նվազեցնում լոգիստիկ շփումը:
Ի վերջո, մեքենան կրիտիկական հնարավորություն է տալիս, բայց այն հիմար է առանց նյութագիտության, ջերմային գործընթացների ճարտարագիտության և ճշգրիտ գործիքավորման շրջակա էկոհամակարգի: Իրական հմտությունը մամուլը աշխատելու մեջ չէ. դա նրանում է, թե ինչպես կարելի է կազմակերպել ամբողջ շղթան՝ փոշիից մինչև կատարողական հատված: Դա այն է, ինչ առանձնացնում է աշխատանքի խանութը իրական լուծումներ մատակարարողից: Դուք սովորում եք հարգել ամբողջ համակարգը, ոչ միայն հատակի ամենաաղմկոտ սարքավորումը:
