Šiomis dienomis „MIM“ dažnai mėtomasi, dažnai kaip „sudėtingų, pigių dalių“ madingas žodis. Tai pirmas klaidingas supratimas. Tai nėra magija ir tikrai ne visada pigu. Tikra istorija apie metalo liejimo liejimo procesas prasideda daug anksčiau nei pelėsiai užsidaro, netvarkingoje, kritinėje žaliavos stadijoje. Supraskite tai neteisingai, ir niekas kitas nesvarbu.
„Feedstock“ šokis: daugiau meno nei mokslo
Visi kalba apie liejimą ar sukepinimą, tačiau patikimos MIM operacijos esmė yra žaliavos homogeniškumas. Mes ne tik maišome metalo miltelius ir rišiklį; sukuriame vienodą, skystą junginį. Santykis yra viskas. Per daug rišiklio? Išsirišimo metu galite smukti ir iškraipyti. Per mažai? Negalite užpildyti plonų dalių. Mačiau, kad skirtingų tiekėjų partijos, net ir su tomis pačiomis specifikacijomis, elgiasi nepaprastai skirtingai. Tai ne tik pudros D50; tai dalelių formos pasiskirstymas. Žinoma, sferiniai milteliai iš dujų purškimo teka geriau, tačiau tokia apvali forma kartais gali pakenkti galutiniam tankiui, jei nesate atsargūs sukepinant profilius.
Iš pradžių turėjome mažos chirurginio instrumento svirties projektą, kurio skerspjūvis buvo nuo 2 mm iki 0,5 mm. Naudojome standartinę 316L žaliavą. Iš formos dalys atrodė tobulai. Tada atėjo katalizinis pašalinimas. Plonos dalys tiesiog... išnyko. Neišlydė, bet struktūriškai sugedo. Rišiklio pašalinimo greitis buvo per agresyvus šiam masės skirtumui. Pamoka? Jūsų žaliavos sudėtis turi būti pritaikyta ne tik medžiagai, bet ir detalės geometrijai. Vieno dydžio miltelių ir rišamųjų medžiagų mišinys yra širdies skausmo receptas. Jums reikia partnerio, kuris tai suprastų smulkiai, ko nors panašaus Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY). Dešimtmečius dirbdami preciziškai liedami, jie suvokia medžiagų elgsenos esant šiluminiam įtempimui svarbą – mąstymą, kuris tiesiogiai reiškia MIM žaliavos valdymą ir sukepinimą.
O pati segtuvų sistema – tai visai kitas pasaulis. Vaško polimeras, tirpus vandenyje, katalizinis – kiekvienas palieka savo pirštų atspaudus ant dalies. Katalizatorius (naudojant azoto rūgšties garus) yra greitas, tačiau gali atakuoti tam tikrus lydinius. Terminis atskyrimas yra lėtas, bet švelnus. Pasirinkimas lemia jūsų krosnies grafiką, dalių tvarkymą ir defektų skaičių. Tai yra pagrindinis pasirinkimas, kurį pasirenkate dar prieš kurdami įrankį.
Sukepinimas: kur iš tikrųjų vyksta magija (ir susitraukimas).
Tai yra „padaryti arba pertraukti“ fazė. Turite savo „rudąją dalį“ – trapią, visas rišiklis ir miltelių skeletas. Krosnies ciklas yra tada, kai jis tampa metalu. Susitraukimas yra nuspėjamas, paprastai apie 15–20%, tačiau jis niekada nėra visiškai izotropinis. Ilga plokščia dalis gali deformuotis, jei ji netinkamai palaikoma ant nustatymų. Kartą paleidome jungčių plokščių partiją. Matmenų tolerancija tvirtinimo angose buvo griežta. Mes pasiekėme teorinį sukepinimo tankį, tačiau skylės ovalios keliais mikronais. Kodėl? Krosnies atmosfera turėjo nedidelį gradientą. Kairėje diržo pusėje esančios dalys matė kitokį temperatūros profilį nei dešinėje.
Atmosferos kontrolė yra viskas. Vandenilis, argonas, vakuuminis arba krekingo amoniakas. Nerūdijančiam plienui reikia puikiai redukuojančios atmosferos, kad paviršius būtų švarus be anglies. Mažas nuotėkis, šiek tiek deguonies patekimo, ir jūs gaunate trapią, sukepintą dalį, kuri yra trapi. Jis taip pat ne visada matomas plika akimi. Turėjome 17–4 PH dalių partiją, kurios praėjo vizualinę apžiūrą ir net pagrindinius matmenų patikrinimus. Tačiau taikant jiems nepavyko dėl nuovargio. Metalografija parodė oksidų inkliuzus palei grūdelių ribas – oro pėdsakus kritiniu vidurio sukepinimo etapu.
Štai čia liejyklos patirtis tikrai parodo. Tokia įmonė kaip QSY, daugiau nei 30 metų dirbusi apvalkalų ir investicinių lydinių liejimo srityje nuo standartinio plieno iki nikelio pagrindu pagamintų superlydinių, supranta terminį apdorojimą savo kauluose. Šios žinios apie tai, kaip specialūs lydiniai veikia aukštoje temperatūroje, kaip valdyti atmosferą, kad būtų išvengta užteršimo, yra tiesiogiai perduodamos ir neįkainojamos metalo liejimo liejimo procesas. Jie žino, kad sukepinimas nėra tik „įkaitinimas“; tai kontroliuojama metamorfozė.
Įrankių gaudyklė ir antrinės operacijos
Žmonės mano, kad MIM pašalina apdirbimą. Tai sumažina. Vis tiek beveik visada reikia antrinių operacijų. EDM, skirtas funkcijoms, kurių negalima formuoti, pvz., įpjovoms arba tobulai kvadratiniams vidiniams kampams. Lengvas CNC apdirbimas svarbiems paviršiams ar sriegiams sandarinti. Kartais kaldinimo operacija po sukepinimo, kad būtų padidintas matmuo. Spąstai projektuoja MIM dalį taip, lyg tai būtų paskutinė tinklo formos dalis. Turite sukurti procesą. Dideli spinduliai, vienodas sienelės storis, kur įmanoma, grimzlės kampai – tai ne pasiūlymai.
Prisimenu kameros korpuso komponento įrankį. Dizainerė norėjo gražaus, aštraus estetinio krašto. Nulinis spindulys. Išbandėme. Žaliava jos nepripildys nuosekliai, o išmetant arba tvarkant rudos būsenos kampai suskiltų. Turėjome grįžti atgal, pridėti 0,1 mm spindulį. Jis buvo nematomas galutiniame gaminyje, bet padarė dalį pagamintą. Pats įrankis yra dar vienas žvėris. Tai įpurškimo liejimo įrankiai, todėl jam reikia poliravimo, gerų ventiliacijos angų, tinkamų užtvarų. Bet jūs jį šlifuojate metalo milteliais. Kampai ir vartai nusidėvi labiau nei plastikiniai. Turite planuoti šią priežiūrą.
Ir tai yra sinergija su visų paslaugų teikėju. Jei pažvelgsite į QSY galimybes, jie pateikia CNC apdirbimo sąrašą kartu su jų liejimo ypatybėmis. Tai svarbiausia. Jie gali paimti sukepintą MIM dalį ir patys, apdirbti svarbiausius atskaitos paviršius arba išgręžti skersinę skylę, kurios neįmanoma suformuoti. Ši vertikali integracija kontroliuoja kokybę ir kainą. Nesiunčiate trapios sukepintos dalies į kitą mašinų parduotuvę ir rizikuojate sugadinti.
Materialinės realybės: tai ne tik nerūdijančio plieno gaminiams
Brošiūros medžiagos yra 316L, 17-4PH, paprastas anglinis plienas. Tačiau įdomios programos yra egzotiškose srityse. Mes atlikome darbą su volframo sunkiaisiais lydiniais, kad subalansuotume svorius, ir net kai kuriuos bandymus su titanu. Ti MIM yra pats košmaras – sukepinate dideliame vakuume, o milteliai yra brangūs ir piroforiški. Atlygis yra sudėtingi, lengvi biomedicininiai implantai. Bet pajamingumo norma... tai iššūkis.
Tai puikiai dera su tokio specialisto, kaip minėta anksčiau, medžiagų portfelį. Jų patirtis naudojant kobalto ir nikelio lydinius investicinio liejimo srityje yra didžiulis turtas. Šie lydiniai turi savo sukepinimo ypatybes – skystosios fazės sukepinimą, aktyvųjį sukepinimą – ir žinant jų bendrą metalurgiją iš kito proceso, galima pradėti. The metalo liejimo liejimo procesas nes superlydinio komponentas yra ne tik kitoks medžiagos nustatymas; tai visiškai kitokia tankinimo ir mikrostruktūrų kūrimo filosofija.
Taip pat negalite ignoruoti minkštųjų magnetinių lydinių, tokių kaip Fe-Si arba Fe-Ni. Jų sukepinimas, kad būtų pasiektas didelis tankis ir teisingos magnetinės savybės, yra ėjimas lynu. Per aukšta temperatūra, prarandate savybes; per žemas, turite poringumą. Būtent šiose nišinėse programose MIM tikrai šviečia, o ne kuriant kitą bendrą įrangą, kuri gali būti štampuojama.
Kai MIM nėra atsakymas
Tai gali būti pati svarbiausia dalis. MIM puikiai tinka didelės apimties, sudėtingos geometrijos, vidutinio tolerancijos dalims. Bet jei jūsų dalis paprasta – paprastas tarpiklis, tiesus strypas – apdirbkite arba štampuokite. Jei jums reikia itin didelio tempimo stiprumo arba atsparumo smūgiams, pažiūrėkite į investicinį liejimą. Jei jums reikia vienkartinio prototipo, 3D metalo spausdinimas gali būti geresnis, nepaisant paviršiaus apdailos problemų.
Ypač įdomus yra krosoveris su investiciniu liejimu. Didesnėms dalims (tarkim, daugiau nei 100–150 gramų) arba dalims, kurioms kritinėje dalyje visiškai nereikia poringumo, gerai atliktas investicinis liejimas gali būti patikimesnis ir ekonomiškesnis. Įmonė, kuri siūlo abu, pavyzdžiui, QSY, gali pateikti nešališką rekomendaciją. Jie nebando priversti proceso; jie gali pažvelgti į jūsų spaudinį ir pasakyti: „Šiam funkcijų rinkiniui ir tūriui MIM sutaupys 30 % vieneto kainos arba Ši vidinė ertmė per gili, pažiūrėkime į apvalkalo liejimą.
Mes to išmokome sunkiu būdu. Klientas reikalavo, kad MIM būtų didelis, palyginti paprastas laikiklis. Įrankis buvo masyvus ir brangus, sukepinimo iškraipymas buvo kova, o dalių kaina buvo didesnė nei pagamintos alternatyvos. Turėjome atsitraukti. Procesas yra įrankis, o ne religija. Jo grožis slypi specifinėje mieloje vietoje: paimama dešimtys apdirbtų komponentų ir sujungiama į vieną, nuplėštą, paruoštą naudojimui metalo gabalą, kuris išeina iš krosnies, atrodo kaip išaugintas, o ne pagamintas. Kai tai veikia, tai puiki inžinerija. Kai tai priverstinai, tai tiesiog brangi problema.
