เทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปผงโลหะ 

เทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปแบบผงโลหะ (MIM) เป็นเทคโนโลยีการขึ้นรูปแบบผงโลหะชนิดใหม่ที่อยู่ใกล้รูปแบบสุทธิ ที่เกิดขึ้นจากการแนะนำเทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปพลาสติกที่ทันสมัยในสาขาโลหะวิทยาแบบผง

การแนะนำทางเทคนิค

เทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปผงโลหะผสมผสานเทคโนโลยีหลากหลายสาขา เช่น เทคโนโลยีการขึ้นรูปพลาสติก เคมีโพลีเมอร์ เทคโนโลยีโลหะผสมผง และวิทยาศาสตร์วัสดุโลหะ ใช้แม่พิมพ์ในการฉีดช่องว่างของแม่พิมพ์และผลิตรูปทรงที่ซับซ้อนสามมิติที่มีความหนาแน่นสูง ความแม่นยำสูง ได้อย่างรวดเร็วผ่านการเผาผนึก ชิ้นส่วนโครงสร้าง. ขั้นแรก ผงแข็งและสารยึดเกาะอินทรีย์จะถูกนวดอย่างสม่ำเสมอ และหลังจากการบดเป็นเม็ด พวกมันจะถูกฉีดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ด้วยเครื่องฉีดขึ้นรูปในสถานะที่ให้ความร้อนและเป็นพลาสติก (~150°C) เพื่อการแข็งตัว จากนั้นพาริสันจะถูกสร้างขึ้นโดยการสลายตัวทางเคมีหรือความร้อน สารยึดเกาะในผลิตภัณฑ์จะถูกลบออก และสุดท้ายจะได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายโดยการเผาผนึกและการทำให้หนาแน่น

เทคโนโลยีกระบวนการนี้ไม่เพียงแต่มีข้อดีของกระบวนการโลหะผงแบบดั้งเดิม เช่น ขั้นตอนน้อยลง ไม่มีการตัดหรือน้อย และผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจในระดับสูง แต่ยังเอาชนะข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์โลหะวิทยาผงแบบดั้งเดิม เช่น วัสดุที่ไม่สม่ำเสมอ สมบัติเชิงกลต่ำ และความยากลำบากในการขึ้นรูปผนังบางและโครงสร้างที่ซับซ้อน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตชิ้นส่วนโลหะขนาดเล็ก ซับซ้อน และต้องการพิเศษเป็นจำนวนมาก มีลักษณะของความแม่นยำสูง โครงสร้างสม่ำเสมอ ประสิทธิภาพดีเยี่ยม และต้นทุนการผลิตต่ำ

การไหลของกระบวนการ

การไหลของกระบวนการ: สารยึดเกาะ → การผสม → การฉีดขึ้นรูป → การล้างไขมัน → การเผาผนึก → หลังการประมวลผล

ผงแร่

ขนาดอนุภาคของผงโลหะที่ใช้ในกระบวนการ MIM โดยทั่วไปคือ 0.5~20μm; ตามทฤษฎีแล้ว ยิ่งอนุภาคละเอียดมากเท่าไร พื้นที่ผิวจำเพาะก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น ทำให้ง่ายต่อการขึ้นรูปและเผาผนึก กระบวนการโลหะผสมผงแบบดั้งเดิมใช้ผงหยาบที่มีขนาดใหญ่กว่า40μm

กาวอินทรีย์

หน้าที่ของกาวอินทรีย์คือการยึดเกาะอนุภาคผงโลหะเพื่อให้ส่วนผสมมีคุณสมบัติการไหลและการหล่อลื่นเมื่อถูกความร้อนในกระบอกของเครื่องฉีด กล่าวคือ เป็นตัวพาที่ขับเคลื่อนผงให้ไหล ดังนั้นจึงเลือกสารยึดเกาะให้เป็นตัวพาผงทั้งหมด ดังนั้นการเลือกการดึงแบบเหนียวจึงเป็นกุญแจสำคัญในการฉีดขึ้นรูปแบบผงทั้งหมด

ข้อกำหนดสำหรับกาวอินทรีย์:

1. การใช้กาวน้อยลงสามารถผลิตการไหลของส่วนผสมได้ดีขึ้น

2.ไม่มีปฏิกิริยา ไม่มีปฏิกิริยาเคมีกับผงโลหะในระหว่างกระบวนการกำจัดกาว

3.ถอดออกง่ายไม่มีคาร์บอนหลงเหลืออยู่ในผลิตภัณฑ์

การผสม

ผงโลหะและสารยึดเกาะอินทรีย์ผสมกันอย่างสม่ำเสมอเพื่อผลิตวัตถุดิบต่างๆ ให้เป็นส่วนผสมสำหรับการฉีดขึ้นรูป ความสม่ำเสมอของส่วนผสมส่งผลโดยตรงต่อความลื่นไหล ซึ่งส่งผลต่อพารามิเตอร์กระบวนการฉีดขึ้นรูป รวมถึงความหนาแน่นและคุณสมบัติอื่นๆ ของวัสดุขั้นสุดท้าย ขั้นตอนของกระบวนการฉีดขึ้นรูปนี้สอดคล้องกับหลักการของกระบวนการฉีดขึ้นรูปพลาสติก และโดยพื้นฐานแล้วสภาพของอุปกรณ์ก็เหมือนกัน ในระหว่างกระบวนการฉีดขึ้นรูป วัสดุผสมจะถูกให้ความร้อนในกระบอกของเครื่องฉีดให้เป็นวัสดุพลาสติกที่มีคุณสมบัติรีโอโลยี และถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ภายใต้แรงดันการฉีดที่เหมาะสมเพื่อสร้างช่องว่าง ชิ้นงานฉีดขึ้นรูปควรมีลักษณะสม่ำเสมอด้วยกล้องจุลทรรศน์ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์หดตัวเท่าๆ กันในระหว่างกระบวนการเผาผนึก

การสกัด

สารยึดเกาะอินทรีย์ที่อยู่ในช่องว่างที่ขึ้นรูปจะต้องถูกเอาออกก่อนทำการเผา กระบวนการนี้เรียกว่าการสกัด กระบวนการสกัดต้องแน่ใจว่ากาวค่อยๆ หลุดออกจากส่วนต่างๆ ของช่องว่างตามช่องเล็กๆ ระหว่างอนุภาค โดยไม่ลดความแข็งแรงของช่องว่าง อัตราการกำจัดสารยึดเกาะโดยทั่วไปจะเป็นไปตามสมการการแพร่กระจาย การเผาผนึกสามารถหดตัวและเพิ่มความหนาแน่นของรูพรุนที่ขจัดไขมันออกให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติบางอย่าง แม้ว่าประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์จะสัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ ของกระบวนการก่อนการเผาผนึก แต่ในหลายกรณี กระบวนการเผาผนึกมีผลกระทบอย่างมากหรือถึงขั้นเด็ดขาดต่อโครงสร้างทางโลหะวิทยาและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

หลังการประมวลผล

สำหรับชิ้นส่วนที่มีข้อกำหนดด้านขนาดที่แม่นยำยิ่งขึ้น จำเป็นต้องมีขั้นตอนหลังการประมวลผลที่จำเป็น กระบวนการนี้เหมือนกับกระบวนการบำบัดความร้อนของผลิตภัณฑ์โลหะทั่วไป

ข้อดีของกระบวนการ

MIM ใช้ลักษณะของเทคโนโลยีโลหะผงเพื่อเผาชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่มีความหนาแน่นสูง คุณสมบัติทางกลที่ดี และคุณภาพพื้นผิว ขณะเดียวกันก็ใช้ลักษณะของการฉีดพลาสติกเพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนในปริมาณมากและมีประสิทธิภาพ

1.สามารถขึ้นรูปชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนสูงได้

โดยทั่วไปการแปรรูปโลหะแบบดั้งเดิมเกี่ยวข้องกับการแปรรูปแผ่นโลหะให้เป็นผลิตภัณฑ์ผ่านการกลึง การกัด การไส การเจียร การเจาะ การคว้าน ฯลฯ เนื่องจากปัญหาด้านต้นทุนทางเทคนิคและต้นทุนเวลา จึงเป็นเรื่องยากสำหรับผลิตภัณฑ์ดังกล่าวที่จะมีโครงสร้างที่ซับซ้อน MIM ใช้เครื่องฉีดเพื่อฉีดผลิตภัณฑ์เปล่าเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุจะเต็มเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ ดังนั้นจึงมั่นใจได้ว่าโครงสร้างชิ้นส่วนที่ซับซ้อนสูงจะเกิดขึ้นจริง

2.ผลิตภัณฑ์มีโครงสร้างจุลภาคสม่ำเสมอ มีความหนาแน่นสูงและประสิทธิภาพที่ดี

ภายใต้สถานการณ์ปกติ ความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์อัดขึ้นรูปสามารถเข้าถึงได้สูงสุด 85% ของความหนาแน่นตามทฤษฎีเท่านั้น ความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากเทคโนโลยี MIM สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 96%

3. ประสิทธิภาพสูง ง่ายต่อการบรรลุการผลิตจำนวนมากและขนาดใหญ่

แม่พิมพ์โลหะที่ใช้ในเทคโนโลยี MIM มีอายุการใช้งานเทียบเท่ากับแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกวิศวกรรม เนื่องจากการใช้แม่พิมพ์โลหะ MIM จึงเหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนจำนวนมาก

4. วัสดุที่ใช้งานได้หลากหลายและสาขาการใช้งานที่กว้างขวาง

MIM สามารถใช้วัสดุโลหะได้เกือบทุกประเภท และเมื่อพิจารณาถึงความประหยัด วัสดุที่ใช้งานหลักๆ ได้แก่ เหล็ก นิกเกิล โลหะผสมต่ำ ทองแดง เหล็กความเร็วสูง สแตนเลส โลหะผสมแกรมวาล์ว ซีเมนต์คาร์ไบด์ และโลหะที่มีไทเทเนียม

5.ประหยัดวัตถุดิบอย่างมาก

โดยทั่วไป อัตราการใช้โลหะในการแปรรูปและการขึ้นรูปโลหะค่อนข้างต่ำ MIM สามารถปรับปรุงอัตราการใช้วัตถุดิบได้อย่างมาก ซึ่งตามทฤษฎีแล้วจะใช้ได้ 100%

6.กระบวนการ MIM ใช้ผงละเอียดระดับไมครอน

ไม่เพียงแต่สามารถเร่งการหดตัวของการเผาผนึก แต่ยังช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของวัสดุ ยืดอายุความล้าของวัสดุ แต่ยังปรับปรุงความต้านทานต่อการกัดกร่อนของความเค้นและคุณสมบัติทางแม่เหล็กอีกด้วย

พื้นที่ใช้งาน

ผลิตภัณฑ์ของบริษัทมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาอุตสาหกรรม เช่น วิศวกรรมสารสนเทศอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ชีวการแพทย์ อุปกรณ์สำนักงาน รถยนต์ เครื่องจักร ฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์กีฬา อุตสาหกรรมนาฬิกา อาวุธ และการบินและอวกาศ

1.คอมพิวเตอร์และสิ่งอำนวยความสะดวกเสริม: เช่น ชิ้นส่วนเครื่องพิมพ์ แกนแม่เหล็ก สลักหมุด และชิ้นส่วนขับเคลื่อน

2.เครื่องมือ: เช่น ดอกสว่าน ดอกคัตเตอร์ หัวฉีด สว่านปืน เครื่องกัดเกลียว พั้นช์ ซ็อคเก็ต ประแจ เครื่องมือไฟฟ้า เครื่องมือช่าง ฯลฯ;

3.เครื่องใช้ในครัวเรือน: เช่น ตัวเรือนนาฬิกา โซ่นาฬิกา แปรงสีฟันไฟฟ้า กรรไกร พัดลม หัวไม้กอล์ฟ ตัวต่อเครื่องประดับ ที่หนีบปากกาลูกลื่น หัวเครื่องมือตัด และชิ้นส่วนอื่นๆ

4.ชิ้นส่วนสำหรับเครื่องจักรทางการแพทย์: เช่นโครงจัดฟัน กรรไกร แหนบ

5.ชิ้นส่วนทหาร: หางขีปนาวุธ ชิ้นส่วนปืน หัวรบ ฝาครอบผง และชิ้นส่วนสายชนวน

6.ชิ้นส่วนไฟฟ้า: บรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ไมโครมอเตอร์ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์เซ็นเซอร์

7. ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล: เช่น เครื่องคลายฝ้าย เครื่องทอผ้า เครื่องม้วนผม เครื่องจักรสำนักงาน เป็นต้น;

8. ชิ้นส่วนรถยนต์และทางทะเล: เช่น แหวนในคลัตช์ ปลอกโช้ค ปลอกดิสทริบิวเตอร์ ไกด์วาล์ว ดุมซิงโครไนซ์ ชิ้นส่วนถุงลมนิรภัย ฯลฯ