Ger hûn bi têra xwe dirêj li dora hilberînê bûn, we dengê Metal Injection Molding (MIM) bihîstiye. Ew bi gelemperî wekî vê pêvajoyek efsûnî tê firotin ku dikare her perçeyek metalî ya tevlihev, piçûk bi hêsankirina plastîk çêbike. Ew cîhê yekem e ku mirov dihejîne. Ew ne sêrbaz e, û bê guman ne ji bo tu beşê ye. Rastî di navbera prensîbên metalurjiya toz û şilkirina derzîlêdanê ya plastîk de dansek hişk û hûrgulî ye, heke hûn rêzê ji sînorên pêvajoyê re negirin, bi gelek cîh heye ku tişt ji alîkî ve biçin. Min dît ku pir proje ji ber strana sirenê ya tevlihevî û dengî dikevin nav xwe, tenê ji bo ku li peravên guheztinên tevlihevkirinê an nakokîyên fêkiyan xera bibin.
The Core of MIM: Ew Hemî Di derbarê Feedstock û Binder de ye
Ka em li ku derê pêvajo dest pê dike dest pê bikin: xwarin. Ev ne tenê toza metalê ye ku bi plastîkê re têkelkirî ye. Ew tevliheviyek homojen a toza metalê ya pir xweşik, gewr e - 20 mîkron an kêmtir bifikirin - û pergalek binderê ya pir-pêkhatî ye. Binder benîştê demkî ye. Rastkirina vê tevliheviyê 80% şer e. Ger toz bi rengek bêkêmasî neyê belav kirin, hûn pileyên dendikê digirin. Di sinterkirinê de, ew beş dê mîna çîpek kartol biqelişe. Projeyek ji bo hêmanek mêçê ya cerrahî tê bîra min ku me bi hefteyan bi dabînkerek alloyek nû re şer kir. Gelek toz xwedan dabeşek mezinahiya perçeyê hinekî cûda bû. Di rapora laboratîfê de xweş xuya bû, lê beşên qalibkirî xwedan hestek rûyek xerîb û rûn bûn. Sintered, ew şikestî bûn. Sûcdar? Guhertinek di qada rûbera tozê de guhezand ka ew çawa binderê şil kir, ku di dema şilkirinê de rê li ber veqetîna binkerê vekir. Guhertinek piçûk a taybetmendiyê, têkçûnek mezin.
Paşê jî qalib bixwe ye. Hûn vê xwarina granulkirî di nav amûrek ku dibe ku ji 50 hezar û 100 hezar dolar lêçûn derzînin. Ew mîna şilkirina derzîlêdana plastîk xuya dike û hîs dike, lê parametre cûda ne. Vîskozîteya helandinê bilindtir e, û hûn bi maddeya abrasive re mijûl dibin. Kişandina amûran lêçûnek rastîn, domdar e. Hûn nekarin tenê makîneyê saz bikin û wê ji bîr bikin. Em lêkolînên kapasîteya pêvajoyê (Cpk) li ser her pîvanek krîtîk ji fîşekên yekem ve dimeşînin. Dûv re jî, bendek germker li ser bermîlê têk diçe, profîla germahiyê diguhezîne, û ji nişkê ve zexta derzîlêdana we qut dibe, û dibe sedema valahiyên piçûk. Dibe ku ew valahî heta piştî sinterkirinê, wekî çalên rûvî xuya nekin.
Pêngava veqetandinê ew e ku beşa şilkirina derzîlêdanê bi dawî dibe û beşa metal dest pê dike. Ev pêvajoyek kîmyewî an germî ya hêdî, baldar e ku meriv bindera bingehîn jê bike. Bilezînin, û hûn şikestin an jî bilbilan dibin. Ew gavek e ku gelek kesên nûhatî kêm dinirxînin, difikirin ku ew tenê çerxek firnê ye. Zêdetir mîna hilweşînek kontrolkirî ye. Piştî wê, ji we re parçeyek qehweyî dimîne - îskeletek nazik, porez a toza metalê ku ji hêla binderek piştê ve li hev tê girtin. Wextê lênihêrînê ye.
Sintering: The Point of No Return
Sintering dilê pêvajoya MIM e. Li vir beşa qehweyî dibe parçeyek metalî ya hişk. Hûn wê di firna atmosferek kontrolkirî de -pir caran hîdrojen an valahiya- li binê xala helînê ya metalê germ dikin. Parçeyan dihelin. Beşek piçûk dibe, pêşbînîkirî û yekgirtî, hûn hêvî dikin. Em li ser faktorek piçûkbûnê diaxivin, bi gelemperî li dora 15-20%, ku di sêwirana qalibê de tam tê telafî kirin. Lê pêşbînîkirin peyveke teorîk e.
Ez li ser hêmanek bi cildê bilind ji bo lêdana çekan xebitîm. Parçeyek dirêj û tenik bû. Di firnê de, parçeyên li ser mîhengên seramîk têne piştgirî kirin. Ger sazker ne tam safî be, an ger firne xwedan deverek germ be, ew beşa dirêj dikare di bin giraniya xwe de di qonaxa plastîk a sinterkirinê de biqelişe. Komek me hebû ku ji sedî 30 bi hûrguliyek piçûk derketibû. Ne bes e ku meriv tavilê pîvanek çu/neçin têk bibe, lê têr nake ku di civîna dawî de bandorê li tansiyona biharê bike. Sedema bingehîn? Di firna sinterkirinê de rêgezek veguhezkar a xiravkirî ku di dema rampeya germahiya krîtîk de dibe sedema lerizînek ku bi zor nayê dîtin. Berî ku me ew dît, çend rojan kontrol kirin.
Atmosfer guherbarek din a bêdeng e. Ji bo pola zengarnegir 17-4PH, ji bo kontrolkirina naveroka karbonê, ku rasterast bandorê li ser hişkiya paşîn û berxwedana korozyonê dike, pêdivî ye ku hûn zextek qismî ya tiştekê bikin. Lezbûnek piçûk a di gazika deriyê firnê de oksîjenê vedigire, û hûn oksîjena rûkalê digirin ku dikare jiyana westiyayî xera bike. Hûn wê nabînin heya ku hûn ceribandinek xwê ya xwê nekin. Ew van danûstendinên veşartî ne ku dikanek ku tenê beşan dimeşîne ji ya ku wan endezyar dike vediqetîne.
Li ku derê MIM li hev dike û li ku nake
MIM ji bo makînekirin an avêtina veberhênanê li seranserê panelê ne cîhgirek e. Cihê wê yê şîrîn beşên tevlihev, piçûk-bi-navîn e (di binê 100 gram de, bi gelemperî di binê 25 gram de bifikirin) ku hewcedariya wan bi hilberîna şeklê nêzê torê heye di cildên ji 10 hezar perçeyan de salê û pê ve. Pêkhateyên gearê, bendikên ortopedîk, parçeyên çekan, girêdanan bifikirin. Ger hûn dikarin wê di du operasyonan de bi hêsanî ji stokê baran makîne bikin, MIM belkî ne bi lêçûn-reqabetê ye, tewra bi hecmê. Mesrefa amûrkirinê asteng e.
Lê ji bo parçeyek mîna xanîyek pola zengarnegir a mînîature ya bi têlên hundurîn, kunên alî û dîwarên tenik? Li wir MIM ronî dike. Hûn hemî wan taybetmendiyan di yek gulekê de çêdikin. Alternatîv dibe ku CNC-ya pir-tevger be ku pêçek piçûk çêdike, bi bermahiyên materyalên mezin û demên çerxa hêdîtir. Tê bîra min ku ez beşek ji bo destanek diranan dinirxînim. Ew mîna piçek piçûk û tevlihev a metal bû. Mesrefa makînekirinê astronomîkî bû û pirsgirêkên toleransê yên stûnê hebûn. MIM ew anî nav rêzek gengaz, her çend me neçar ma ku hin quncikên hundurîn ji nû ve dîzayn bikin da ku di dema şilkirinê de ji pirsgirêkên pakkirina tozê dûr nekevin.
Taybetmendiyên maddî bi gelemperî xalek nîqaşê ne. Parçeyek MIM-a ziravkirî bi gelemperî% 95-99% dravbûna materyalê çêkirî ye. Ji bo gelek sepanan, taybetmendiyên mekanîkî ji têra xwe zêdetir in. Lê heke hûn hewceyê hêza tîrêjê ya dawîn an dirêjbûna ku bi beşek çêkirî re têkildar be, dibe ku MIM we negihîne wir. Bazirganiyek e. Hûn ji bo tevliheviya sêwiranê û lêçûna yekîneyê di pîvanê de piçek performansa dawîn bazirganî dikin.
Destê Machining: Çima Hevkarên Mîna QSY girîng in
Ev xalek krîtîk e ku pir caran ji dest tê: pir hindik beşên MIM-ê bi rastî şeklê torê ne. Pir hewceyê operasyonên duyemîn. Li wir hebûna hevalbendek bi kapasîteyên jêrîn ên kûr ne tenê hêsan e; ew pêdivî ye. Şirketek mîna bistînin Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY). Hûn li dîroka wan mêze dikin - ji 30 salan zêdetir di avêtin û makînekirinê de. Ew tiştek ji we re dibêje. Gava ku ez parçeyên MIM-ê çavkaniyê dikim an bi çêkerek re hevkariyê dikim, ez ne tenê karûbarek sinterkirinê bikirim. Ez şiyana ku ez tevahiya rêwîtiyê bi rê ve bibim bikirim.
Senaryoyek tîpîk: em hêmanek valveya pola zengarnegir a 316L hildiweşînin. Pêdiviya wê bi boriyek krîtîk heye ku bi toleransek +/- 0.013 mm, pêvekek rûkal a ku MIM bi tenê nikare bi dest bixe. Pêvajoya MIM-ê ji sedî 95% me li wir digire, bi piçûkbûnek kontrolkirî. Dûv re, em wê dişînin firotgehek mîna QSY ji bo makîna CNC-ya rast a li ser wê boriyê. Tecrûbeya wan bi materyalên mîna wan re avêtina veberhênanê û avêtina qalibê şêlê kar tê wateya ku ew ji metalurjiyê fam dikin. Ew dizanin ka meriv çawa perçeyek ziravkirî (ew ne bi qasî valahiyek şilandî ye hişk e), li ser geometrîya şeklê poroz çi xwar û bilez bikar tîne, û meriv çawa berxwedana korozyonê ya zengarnegir piştî makînekirinê biparêze. Hewldana ku meriv wiya bi dikanek makîneyek gelemperî bike reçeteyek ji felq û êşa dil e.
Karê wan bi alloyeyên taybetî -alloys-based kobalt, alloy-based nîkel- hevgirtineke din a sereke ye. Vana di MIM-ê de ji bo serîlêdanên bijîjkî û hewayê gelemperî ne. Ew bi makîneyê dijwar in. Moderek ku dikare Inconel 718 bişewitîne û makînîstek ku dikare wê biqedîne tevliheviyek hêzdar e. Ew zincîra peydakirinê sererast dike û, ya girîngtir, piştrast dike ku berpirsiyariya kalîteyê di navbera sê firoşkarên cihêreng ên ku hevûdu sûcdar dikin de nayê dabeş kirin. Hûn dikarin wan li platforma wan bibînin, https://www.tsingtaocnc.com, ku hûrguliyên kapasîteyên wan ên pêvajoyek pêvajoyî dide. Ew yekbûn ew e ku beşek MIM-a baş vediguherîne pêkhateyek pêbawer, performansa bilind.
Dersên ji Xendekan: Têkçûnek Ku Ji Serkeftinê Zêdetir Hîn Dikir
Bihêle ez têkçûnek zelal parve bikim. Di destpêkê de, me projeyek ji bo kemberek gimbal a kamera drone di 17-4PH de hebû. Di beşê de milekî tenik û ken bû. Sêwiran li ser ekranê xweş xuya dikir. Gotarên yekem ji kontrolê derbas bûn. Bi qasî 50,000 perçeyên ku ketin hilberandinê, me dest bi vegerandina zeviyê ji bo çekên şikestî kir. Analîza têkçûnê destnîşan kir ku poroziya navbirî li ser xeta navendî ya milê, ku wekî berhevkarê stresê tevdigere.
Piştî mirinê bi êş lê perwerde bû. Pirsgirêk di sêwirana qalibê de bû. Derî - cihê ku xwarin tê de dikeve valavê - ji bo hêsankirina rakirinê, ne herikîna çêtirîn hate danîn. Ji bo wî milê zirav, di dema derzîlêdanê de di eniya herikê de dudiliyek sivik çêdikir. Wê dudiliya mîkro hişt ku toz û binder tenê perçeyek ji hev veqetînin, ku bibe sedema guheztinek danûstendinê. Di sinterkirinê de, ew guhertoyek bû avahiyek porê nazik, navgiran. Ew ji hêla kontrolên tîrêjê yên standard an tewra X-ray li ser rêjeya nimûneya me nehat girtin. Ew tenê di bin westandina dînamîk de li qadê têk çû.
Çareserkirin biha bû: qalibek nû bi dergehek guhezbar û pergalek gerokek germ ji bo kontrolkirina çêtir herikînê. Wê ji min re fêr kir ku bi MIM-ê re, her biryara sêwiranê - cîhê derî, veguheztina stûrahiya dîwar, tîrêjên goşeyê - xwedan rêzek rasterast a encamek mîkrosaziyê ye. Hûn ne tenê parçeyek dîzayn dikin; hûn riya herikînê ya sluryek toz-binder û dûv re hevgirtina wê ji hêla germê ve sêwirînin. Ew dijwariyek endezyariya pergalê ye ku wekî pêvajoyek çêkirina metalê veşartî ye.
Ji ber vê yekê, gava ku mirov dipirsin ka Metal Injection Molding ji bo projeya wan rast e, bersiva min qet erê an na hêsan e. Ew rêzek pirsan e li ser geometrî, hejmûn, taybetmendiyên materyalê, û ya girîng, çi diqewime piştî ku beş ji firna sinterkirinê derdikeve. Ew amûrek hêzdar e, lê ew yek rast e. Hûn hewce ne ku hûn zimanê wî fam bikin - zimanê xwarinê, atmosferên tevlihevkirinê, û piçûkbûna îzotropîk - û hûn hewce ne ku hevkarên ku bi zimanên cîran ên makînasyona rast û metalurjiyê diaxivin da ku perçeya dawî bistirê. Ew cîhana rastîn a MIM-ê ye, ji broşurên birûskî dûr.
