Гледате „MIM“ како се фрла наоколу многу овие денови, често како поглавар за „комплексни, евтини делови“. Тоа е првата заблуда. Тоа не е магија, и сигурно не е секогаш евтино. Вистинската приказна за процес на калапи со вбризгување на метал започнува долго пред да се затвори калапот, во неуредната, критична фаза на суровина. Сфатете го тоа погрешно, и ништо друго не е важно.
Танцот Feedstock: Повеќе уметност отколку наука
Сите зборуваат за обликување или синтерување, но срцето на сигурната операција на MIM е хомогеноста на суровини. Ние не мешаме само метален прав и врзивно средство; создаваме еднообразно, течно соединение. Соодносот е сè. Премногу врзивно средство? Добивате спуштање и искривување при одврзување. Премалку? Не можете да пополните тенки делови. Сум видел серии од различни добавувачи, дури и со исти спецификации, кои се однесуваат многу поинаку. Не се работи само за D50 на пудрата; тоа е распределбата на формата на честичките. Сферичните прашоци од атомизацијата на гасот, секако, течат подобро, но таа заоблена форма понекогаш може да ја повреди конечната густина ако не сте внимателни со профилите за синтерување.
Рано имавме проект за мал лост за хируршки инструмент, дел со пресек кој од 2mm до 0,5mm. Користивме стандардна суровина од 316L. Деловите изгледаа совршено надвор од калапот. Потоа дојде каталитичкото одврзување. Тенките делови само... исчезнаа. Не се стопи, но структурно пропадна. Стапката на отстранување на врзиво беше премногу агресивна за таа масовна разлика. Лекцијата? Вашата формулација за суровина мора да биде прилагодена не само на материјалот, туку и на геометријата на делот. Мешавина во прав/ врзивно средство со една големина е рецепт за болка во срцето. Потребен ви е партнер кој го разбира ова на грануларно ниво, некој како Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY). Со нивните децении во прецизното леење, тие ја сфаќаат важноста на однесувањето на материјалот под термички стрес, начин на размислување што директно се преведува на управување со суровини и синтерување на MIM.
И самиот систем за врзување - тоа е сосема друг свет. Восок-полимер, растворлив во вода, каталитички - секој остава свој отпечаток од прстот на делот. Каталитичката (со користење на пареа на азотна киселина) е брза, но може да нападне одредени легури. Термичкото врзување е бавно, но нежно. Изборот овде го диктира распоредот на печката, ракувањето со вашиот дел и стапката на дефекти. Тоа е основен избор што го правите пред да ја дизајнирате алатката.
Синтерување: Каде што всушност се случува магијата (и намалувањето).
Ова е фазата на правење или кршење. Го имате вашиот „кафеав дел“ - кревок, целосно врзивно средство и скелет во прав. Циклусот на печката е местото каде што станува метал. Смалувањето е предвидливо, обично околу 15-20%, но никогаш не е совршено изотропно. Долг, рамен дел може да се искриви ако не е правилно поддржан на сетери. Еднаш истрчавме серија на приклучни плочи. Димензионалната толеранција беше цврста на дупките за монтирање. Ја погодивме теоретската синтерувана густина, но дупките се овализираа за неколку микрони. Зошто? Атмосферата на печката имаше мал наклон. Деловите од левата страна на ременот видоа различен температурен профил од оние на десната.
Контролата на атмосферата е сè. Водород, аргон, вакуум или испукан амонијак. За нерѓосувачките челици, потребна ви е совршено редуцирачка атмосфера за да ја добиете таа чиста површина без карбуризација. Мало истекување, малку навлегување на кислород и добивате кора, синтеруван дел кој е кршлив. Тоа не е секогаш видливо ниту со голо око. Имавме серија од 17-4 PH делови кои поминаа визуелна инспекција, па дури и основни проверки на димензиите. Но, во примената, тие не успеваа под замор. Металографијата покажа инклузии на оксид долж границите на зрната - траги од воздух за време на критичната средна фаза на синтерување.
Ова е местото каде што навистина покажува искуството на леарница. Компанија како QSY, која работи повеќе од 30 години во кастинг и инвестициско лиење со легури кои се движат од стандардни челици до суперлегури на база на никел, ја разбира термичката обработка во нивните коски. Тоа знаење за тоа како специјалните легури се однесуваат на високи температури, како да се управува со атмосферите за да се спречи контаминација, е директно преносливо и непроценливо за процес на калапи со вбризгување на метал. Тие знаат дека синтерувањето не е само „загревање“; тоа е контролирана метаморфоза.
Замка за алатки и секундарни операции
Луѓето мислат дека МИМ ја елиминира обработката. Тоа го минимизира. Сè уште речиси секогаш ви требаат секундарни операции. EDM за карактеристики што не можат да се обликуваат, како што се поткопчиња или совршено квадратни внатрешни агли. Лесна CNC обработка за критични површини за запечатување или навои. Понекогаш, операција на ковење пост-интерирање за да се потврди димензијата. Стапицата го дизајнира делот MIM како да е последниот дел во форма на мрежа. Мора да дизајнирате за процесот. Дарежливи радиуси, униформа дебелина на ѕидот каде што е можно, агли на нацрти - ова не се предлози.
Се сеќавам на алатка за компонента на куќиштето на камерата. Дизајнерот сакаше убава, остра естетски раб. Нулта радиус. Го пробавме. Суштината не би ја пополнувала доследно, а аглите ќе се скршат при исфрлање или ракување во кафеава состојба. Моравме да се вратиме назад, да додадеме радиус од 0,1 мм. Беше невидлив во финалниот производ, но го направи делот да се произведува. Самиот алат е уште еден ѕвер. Тоа е алат за калапи со инјектирање, така што му треба полирање, добри отвори, соодветно затворање. Но, го бришете со метален прав. Абењето на аглите и портите е повисоко отколку кај пластиката. Треба да планирате за тоа одржување.
И ова е синергија со давател на целосна услуга. Ако ги погледнете можностите на QSY, тие наведуваат CNC обработка веднаш заедно со нивните специјалитети за лиење. Тоа е клучно. Тие можат да го земат синтеруваниот дел MIM и внатре, да ги обработат критичните податоци или да дупчат вкрстена дупка што е невозможно да се обликува. Таа вертикална интеграција ги контролира квалитетот и цената. Не испраќате кревок синтеруван дел во друга продавница за машини, ризикувајќи да се оштети.
Материјални реалности: Не е само за нерѓосувачки
Материјалите за брошурата се 316L, 17-4PH, обичен јаглероден челик. Но, интересните апликации се во егзотичните работи. Направивме работа со тешки легури на волфрам за балансирање на тежините, па дури и некои испитувања со титаниум. Ti MIM е кошмар сам по себе - синтерувате во висок вакуум, а пудрата е скапа и пирофорична за ракување. Исплатата се сложени, лесни биомедицински импланти. Но, стапката на принос... тоа е предизвикот.
Ова совршено се усогласува со материјалното портфолио на специјалист како оној споменат претходно. Нивното искуство со легури на база на кобалт и никел во инвестициското лиење е огромна предност. Овие легури имаат свои карактеристики на синтерување - синтерување во течна фаза, активирано синтерување - и познавањето на нивната општа металургија од друг процес дава прв почеток. На процес на калапи со вбризгување на метал бидејќи компонентата од суперлегура не е само различно поставување на материјалот; тоа е сосема поинаква филозофија на згуснување и развој на микроструктурата.
Исто така, не можете да ги игнорирате меките магнетни легури, како Fe-Si или Fe-Ni. Синтерирањето на овие за да се постигне и висока густина и правилни магнетни својства е одење по јаже. Премногу висока температура, ги губите својствата; премногу ниско, имате порозност. Токму овие ниши апликации се таму каде што MIM навистина сјае, а не во правењето друга генеричка опрема што може да се печати.
Кога MIM не е одговорот
Ова може да биде најважниот дел. MIM е фантастичен за делови со голем волумен, сложена геометрија и умерена толеранција. Но, ако вашиот дел е едноставен - основен разделник, права прачка - одете со обработка или печат. Ако ви треба ултра висока цврстина на истегнување или цврстина на удар како лиење, погледнете го инвестициското лиење. Ако ви треба еднократен прототип, 3D металното печатење може да биде подобро, и покрај проблемите со финишот на површината.
Особено интересен е кросоверот со инвестициски кастинг. За поголеми делови (да речеме, над 100-150 грама) или делови на кои не им е потребна апсолутно никаква порозност во критичниот дел, добро изведеното инвестициско лиење може да биде посигурно и поекономично. Компанија која ги нуди и двете, како QSY, може да ви даде непристрасна препорака. Тие не се обидуваат да принудат процес; тие можат да го погледнат вашиот отпечаток и да кажат: За овој сет на функции и волумен, MIM ќе ви заштеди 30% од единечната цена, или Оваа внатрешна празнина е премногу длабока, наместо тоа, ајде да погледнеме во калапот од школка.
Ова го научивме на потешкиот начин. Еден клиент инсистираше на MIM за голема, релативно едноставна заграда. Алатката беше масивна и скапа, изобличувањето на синтерување беше битка, а цената на делот беше повисока од измислената алтернатива. Требаше да се оттурнеме. Процесот е алатка, а не религија. Неговата убавина е во неговата специфична слатка точка: земајќи десетици обработени компоненти и консолидирајќи ги во едно, избришано, подготвено за употреба парче метал што излегува од печка изгледа како да е одгледано, а не направено. Кога работи, тоа е брилијантен инженеринг. Кога е принуден, тоа е само скап проблем.
