Ju shikoni 'MIM' të hedhur shumë këto ditë, shpesh si një fjalë kryesore për 'pjesë komplekse dhe të lira'. Ky është keqkuptimi i parë. Nuk është magji, dhe sigurisht nuk është gjithmonë i lirë. Historia e vërtetë e procesi i formimit të metalit me injektim fillon shumë përpara mbylljes së mykut, në fazën e çrregullt dhe kritike të lëndës së parë. Merre gabim dhe asgjë tjetër nuk ka rëndësi.
Vallëzimi Feedstock: Më shumë Art se Shkencë
Të gjithë flasin për formimin ose shkrirjen, por zemra e një operacioni të besueshëm MIM është homogjeniteti i lëndës së parë. Ne nuk jemi vetëm duke përzier pluhur metali dhe lidhës; ne po krijojmë një përbërje uniforme, të rrjedhshme. Raporti është gjithçka. Shumë lidhës? Ju merrni rënie dhe shtrembërim gjatë delidhjes. Shumë pak? Ju nuk mund të mbushni seksione të holla. Unë kam parë tufa nga furnizues të ndryshëm, madje edhe me të njëjtat specifika, të sillen jashtëzakonisht ndryshe. Nuk ka të bëjë vetëm me D50 të pluhurit; është shpërndarja e formës së grimcave. Pluhurat sferike nga atomizimi i gazit rrjedhin më mirë, sigurisht, por kjo formë e rrumbullakosur ndonjëherë mund të dëmtojë densitetin përfundimtar nëse nuk jeni të kujdesshëm me profilet e sinterimit.
Në fillim kishim një projekt për një levë të vogël instrumenti kirurgjik, një pjesë me prerje tërthore që shkonte nga 2 mm në 0.5 mm. Ne përdorëm një lëndë ushqyese standarde 316L. Pjesët dukeshin të përsosura jashtë kallëpit. Pastaj erdhi lidhja katalitike. Seksionet e holla thjesht... u zhdukën. Jo i shkrirë, por i dështuar strukturor. Shkalla e heqjes së lidhësit ishte shumë agresive për atë diferencial masiv. Mësimi? Formulimi juaj i lëndës së parë duhet t'i përshtatet jo vetëm materialit, por gjeometrisë së pjesës. Një përzierje e vetme pluhuri/lidhësi është një recetë për dhimbjen e zemrës. Ju keni nevojë për një partner që e kupton këtë në një nivel të grimcuar, dikush si Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY). Me dekadat e tyre në derdhje me saktësi, ata kuptojnë rëndësinë e sjelljes së materialit nën stresin termik, një mentalitet që përkthehet drejtpërdrejt në menaxhimin e lëndës së parë MIM dhe shkrirjes.
Dhe vetë sistemi lidhës - kjo është një botë krejt tjetër. Dylli-polimer, i tretshëm në ujë, katalitik - secila lë gjurmët e gishtave në pjesë. Katalitik (duke përdorur avujt e acidit nitrik) është i shpejtë, por mund të sulmojë lidhje të caktuara. Lidhja termike është e ngadaltë, por e butë. Zgjedhja këtu dikton orarin tuaj të furrës, trajtimin e pjesëve dhe shkallën tuaj të defektit. Është një zgjedhje themelore që bëni përpara se të dizajnoni mjetin.
Sinterizimi: Ku ndodh Magjia (dhe Tkurrja) në të vërtetë
Kjo është faza e krijimit ose të thyerjes. Ju keni "pjesën tuaj kafe" - të brishtë, të gjitha lidhës dhe skelet pluhur. Cikli i furrës është vendi ku bëhet metal. Tkurrja është e parashikueshme, zakonisht rreth 15-20%, por kurrë nuk është krejtësisht izotropike. Një pjesë e gjatë dhe e sheshtë mund të deformohet nëse nuk mbështetet siç duhet në vendosëset. Dikur kemi përdorur një grumbull pllakash lidhëse. Toleranca dimensionale ishte e ngushtë në vrimat e montimit. Ne goditëm densitetin teorik të sinterizuar, por vrimat u ovalezuan me disa mikronë. Pse? Atmosfera e furrës kishte një pjerrësi të lehtë. Pjesët në anën e majtë të rripit panë një profil të ndryshëm të temperaturës nga ato në të djathtë.
Kontrolli i atmosferës është gjithçka. Hidrogjen, argon, vakum ose amoniak i plasaritur. Për çeliqet inox, keni nevojë për një atmosferë reduktuese të përkryer për të marrë atë sipërfaqe të pastër pa karburizim. Një rrjedhje e vogël, pak hyrje oksigjeni, dhe ju merrni një pjesë me kore, të sinterizuar që është e brishtë. Nuk është gjithmonë e dukshme me sy të lirë. Ne kishim një grup prej 17-4 pjesësh PH që kaluan inspektimin vizual dhe madje edhe kontrollet bazë të dimensioneve. Por në aplikim, ata po dështonin nga lodhja. Metalografia tregoi përfshirje oksidi përgjatë kufijve të kokrrizave - gjurmë ajri gjatë fazës kritike të mesme të sinterimit.
Këtu tregon vërtet përvoja e një shkritoreje. Një kompani si QSY, e cila ka operuar për më shumë se 30 vjet në derdhjen e guaskës dhe investimeve me aliazhe që variojnë nga çeliqet standarde deri te superaliazhet me bazë nikelin, kupton përpunimin termik në kockat e tyre. Kjo njohuri se si aliazhet e veçanta sillen në temperatura të larta, si të menaxhohen atmosferat për të parandaluar kontaminimin, është drejtpërdrejt e transferueshme dhe e paçmueshme për procesi i formimit të metalit me injektim. Ata e dinë se sinterizimi nuk është thjesht 'ngrohja'; është një metamorfozë e kontrolluar.
Kurthi i veglave dhe operacionet dytësore
Njerëzit mendojnë se MIM eliminon përpunimin. E minimizon atë. Ju ende keni nevojë pothuajse gjithmonë për operacione dytësore. EDM për veçori që nuk mund të formohen, si p.sh. prerjet e poshtme ose qoshet e brendshme krejtësisht katrore. Përpunim i lehtë CNC për sipërfaqet ose fijet kritike të mbylljes. Ndonjëherë, një operacion coining post-sinter për të vërtetë deri një dimension. Kurthi po projekton pjesën MIM sikur do të jetë pjesa përfundimtare në formë rrjete. Ju duhet të dizajnoni për procesin. Rrezet bujare, trashësia uniforme e murit aty ku është e mundur, këndet e tërheqjes - këto nuk janë sugjerime.
Më kujtohet një vegël për një komponent të strehës së kamerës. Dizajneri donte një skaj të bukur dhe të mprehtë estetik. Rrezja zero. Ne e provuam. Lënda e parë nuk do ta mbushte atë vazhdimisht, dhe qoshet do të copëtoheshin gjatë nxjerrjes ose trajtimit në gjendje kafe. Ne duhej të ktheheshim, të shtonim një rreze prej 0.1 mm. Ishte i padukshëm në produktin përfundimtar, por e bënte pjesën të përpunueshme. Vetë vegla është një kafshë tjetër. Është vegla e derdhjes me injeksion, kështu që ka nevojë për lustrim, ventilime të mira, porta të përshtatshme. Por ju po e gërryeni atë me pluhur metalik. Veshja në qoshe dhe porta është më e lartë se në plastikë. Ju duhet të planifikoni për atë mirëmbajtje.
Dhe kjo është sinergjia me një ofrues të shërbimit të plotë. Nëse shikoni aftësitë e QSY, ata rendisin përpunimin CNC së bashku me specialitetet e tyre të derdhjes. Ky është çelësi. Ata mund të marrin pjesën e sinterizuar MIM dhe në shtëpi, të përpunojnë sipërfaqet kritike të bazës ose të shpojnë një vrimë tërthore që ishte e pamundur të formohej. Ky integrim vertikal kontrollon cilësinë dhe koston. Ju nuk po dërgoni një pjesë të sinterizuar të brishtë në një dyqan tjetër makinerish, duke rrezikuar dëmtimin.
Realitete materiale: Nuk është vetëm për inox
Materialet e broshurës janë 316L, 17-4PH, çeliku i thjeshtë me karbon. Por aplikacionet interesante janë në gjërat ekzotike. Ne kemi bërë punë me lidhje të rënda tungsteni për balancimin e peshave dhe madje disa prova me titan. Ti MIM është një makth më vete—ju po sinterizoni në një vakum të lartë dhe pluhuri është i shtrenjtë dhe pirofor për t'u trajtuar. Shpërblimi janë implante komplekse dhe të lehta biomjekësore. Por shkalla e rendimentit... kjo është sfida.
Kjo përputhet në mënyrë të përkryer me portofolin material të një specialisti si ai i përmendur më parë. Përvoja e tyre me lidhjet me bazë kobalti dhe nikelin në derdhjen e investimeve është një pasuri e madhe. Këto aliazhe kanë veçoritë e tyre të sinterimit - sinterimi në fazë të lëngshme, sinterimi i aktivizuar - dhe njohja e metalurgjisë së tyre të përgjithshme nga një proces tjetër jep një fillim. Të procesi i formimit të metalit me injektim sepse një komponent superaliazh nuk është vetëm një cilësim i ndryshëm materiali; është një filozofi krejtësisht e ndryshme e densifikimit dhe zhvillimit të mikrostrukturës.
Ju gjithashtu nuk mund të injoroni lidhjet e buta magnetike, si Fe-Si ose Fe-Ni. Sinterrimi i tyre për të arritur densitet të lartë dhe vetitë e duhura magnetike është një ecje me litar. Një temperaturë shumë e lartë, ju humbni vetitë; shumë i ulët, keni porozitet. Janë këto aplikacione të veçanta ku MIM shkëlqen me të vërtetë, jo në krijimin e një pajisjeje tjetër gjenerike që mund të vuloset.
Kur MIM nuk është përgjigjja
Ky mund të jetë pjesa më e rëndësishme. MIM është fantastik për pjesë me volum të lartë, gjeometri komplekse, me tolerancë të moderuar. Por nëse pjesa juaj është e thjeshtë - një ndarës bazë, një shufër e drejtë - shkoni me përpunimin ose stampimin. Nëse keni nevojë për forcë tërheqëse ultra të lartë ose rezistencë ndaj ndikimit si derdhje, shikoni derdhjen e investimeve. Nëse keni nevojë për një prototip të vetëm, printimi metalik 3D mund të jetë më i mirë, pavarësisht nga problemet e përfundimit të sipërfaqes.
Veçanërisht interesante është kryqëzimi me hedhjen e investimeve. Për pjesë më të mëdha (të themi, mbi 100-150 gram) ose pjesë që nuk kanë nevojë absolutisht për porozitet në një seksion kritik, një derdhje investimi e realizuar mirë mund të jetë më e besueshme dhe me kosto efektive. Një kompani që ofron të dyja, si QSY, mund t'ju japë një rekomandim të paanshëm. Ata nuk po përpiqen të detyrojnë një proces; ata mund të shikojnë printimin tuaj dhe të thonë: Për këtë grup funksionesh dhe vëllim, MIM do t'ju kursejë 30% në koston e njësisë, ose Kjo zgavër e brendshme është shumë e thellë, le të shohim në vend të saj hedhjen e kallëpeve.
Ne e mësuam këtë në mënyrën e vështirë. Një klient insistoi në MIM për një kllapë të madhe, relativisht të thjeshtë. Mjeti ishte masiv dhe i shtrenjtë, shtrembërimi i sinterizimit ishte një betejë dhe kostoja e pjesës ishte më e lartë se një alternativë e fabrikuar. Duhet të kishim shtyrë. Procesi është një mjet, jo një fe. Bukuria e tij është në pikën e tij specifike të ëmbël: marrjen e dhjetëra komponentëve të përpunuar dhe konsolidimin e tyre në një pjesë metalike, të zhveshur, të gatshme për përdorim, që del nga një furrë që duket sikur është rritur, jo e bërë. Kur funksionon, është inxhinieri e shkëlqyer. Kur është e detyruar, është thjesht një problem i shtrenjtë.
