Agar siz ishlab chiqarish bilan uzoq vaqtdan beri shug'ullangan bo'lsangiz, siz Metall Injection Molding (MIM) uchun ohangni eshitgansiz. Ko'pincha bu sehrli jarayon sifatida sotiladi, u har qanday murakkab, mayda metall qismlarni plastik qoliplash qulayligi bilan yasay oladi. Bu odamlar qoqilib ketadigan birinchi joy. Bu sehr emas va bu, albatta, biron bir qism uchun emas. Haqiqat chang metallurgiyasi va plastik inyeksion kalıplama tamoyillari o'rtasidagi nozik, tafsilotlarga berilib ketgan raqs bo'lib, jarayonning chegaralarini hurmat qilmasangiz, narsalarni chetga surib qo'yish uchun juda ko'p joy mavjud. Men juda ko'p loyihalarning murakkabligi va hajmi sirena qo'shig'i tufayli sho'ng'iganini ko'rdim, faqat sinterlash buzilishi yoki xom ashyoning nomuvofiqligi qirg'oqlarida halokatga uchradi.
MIMning yadrosi: Hammasi xom ashyo va biriktiruvchi haqida
Jarayon boshlanadigan joydan boshlaylik: xom ashyo. Bu shunchaki plastmassa bilan aralashtirilgan metall kukuni emas. Bu juda nozik, sferik metall kukunining bir hil aralashmasi - 20 mikron yoki undan kamroq deb hisoblang - va ko'p komponentli biriktiruvchi tizim. Birlashtiruvchi vaqtinchalik elimdir. Ushbu aralashmani to'g'ri qabul qilish jangning 80% ni tashkil qiladi. Agar kukun mukammal taqsimlanmagan bo'lsa, siz zichlik gradyanlarini olasiz. Sinterlashda bu qism kartoshka chipi kabi egri bo'ladi. Jarrohlik qaychi komponenti loyihasini eslayman, u erda biz yangi qotishma yetkazib beruvchi bilan haftalar davomida kurashdik. Kukun partiyasi bir oz boshqacha zarracha hajmi taqsimotiga ega edi. Laboratoriya hisobotida u yaxshi ko'rinardi, lekin mog'orlangan qismlarda g'alati, yog'li sirt hissi bor edi. Sinterlangan, ular mo'rt edi. Aybdormi? Kukunning sirt maydonining o'zgarishi bog'lovchini qanday namlashini o'zgartirdi, bu esa qoliplash paytida bog'lovchining ajralishiga olib keldi. Kichkina spetsifikatsiya o'zgarishi, katta muvaffaqiyatsizlik.
Keyin qolipning o'zi bor. Siz ushbu donador xom ashyoni 50 ming dollardan 100 ming dollargacha turadigan asbobga kiritmoqdasiz. Bu plastik qarshi kalıplama kabi ko'rinadi va his qiladi, lekin parametrlari boshqacha. Eritmaning yopishqoqligi yuqori va siz abraziv material bilan ishlaysiz. Asbobning eskirishi haqiqiy, doimiy xarajatdir. Siz shunchaki mashinani o'rnatib, uni unutib bo'lmaydi. Biz birinchi suratlardan boshlab har bir muhim o'lchov bo'yicha jarayon qobiliyatini o'rganishni (Cpk) o'tkazamiz. Shunday bo'lsa ham, barrelda isitgich tasmasi ishlamay qoladi, harorat rejimi o'zgaradi va to'satdan sizning in'ektsiya bosimi o'chib qoladi, bu esa kichik bo'shliqlarga olib keladi. Bu bo'shliqlar sinterlashdan keyin sirt chuqurlari sifatida ko'rinmasligi mumkin.
Bo'shatish bosqichi - bu inyeksion kalıplama qismi tugaydi va metall qism boshlanadi. Bu asosiy bog'lovchini olib tashlash uchun sekin, ehtiyotkorlik bilan kimyoviy yoki termal jarayondir. Shoshiling, shunda sizda yoriqlar yoki pufakchalar paydo bo'ladi. Ko'pchilik yangi kelganlar buni shunchaki o'choq sikli deb o'ylab, kam baholaydilar. Bu ko'proq boshqariladigan parchalanishga o'xshaydi. Shundan so'ng, siz jigarrang qismga ega bo'lasiz - metall kukunining mo'rt, g'ovakli skeleti orqa miya biriktiruvchisi bilan birlashtiriladi. Bu g'amxo'rlik qilish vaqti.
Sinterlash: Qaytib bo'lmaydigan nuqta
Sinterlash MIM jarayonining yuragi hisoblanadi. Bu erda jigarrang qism qattiq metall qismga aylanadi. Siz uni boshqariladigan atmosfera pechida - ko'pincha vodorod yoki vakuumda - metallning erish nuqtasidan pastroqqa qizdirasiz. Zarrachalar birlashadi. Qism qisqaradi, bashorat qilinadigan va bir xilda, umid qilasiz. Biz qisqarish omili haqida gapiramiz, odatda 15-20% atrofida, bu qolip dizaynida aniq qoplanadi. Ammo bashorat qilish nazariy atamadir.
Men o'qotar qurol uchun katta hajmli komponent ustida ishladim. Bu qism uzun, ingichka tutqich edi. Pechda qismlar seramika o'rnatgichlarda qo'llab-quvvatlanadi. Agar o'rnatgich mukammal tekis bo'lmasa yoki pechning issiq zonasi bo'lsa, bu uzun qism sinterlashning plastik bosqichida o'z og'irligi ostida cho'kishi mumkin. Bizda 30% engil egrilik bilan chiqqan partiyamiz bor edi. O'tish / yo'q o'lchagichni zudlik bilan ishlamay qoldirish uchun etarli emas, lekin yakuniy yig'ilishda bahor kuchlanishiga ta'sir qilish uchun etarli. Asosiy sabab? Sinterlash pechidagi eskirgan konveyer temir yo'li kritik harorat rampasida zo'rg'a seziladigan tebranishga olib keladi. Biz topgunimizcha hamma narsani tekshirishga bir necha kun kerak bo'ldi.
Atmosfera yana bir jim o'zgaruvchidir. Zanglamaydigan po'latdan 17-4PH uchun, uglerod tarkibini nazorat qilish uchun biror narsaning qisman bosimi kerak, bu to'g'ridan-to'g'ri yakuniy qattiqlik va korroziyaga chidamliligiga ta'sir qiladi. Pech eshigining qistirmalaridagi kichik oqish kislorodni kiritadi va siz charchoq muddatini buzishi mumkin bo'lgan sirt oksidlanishini olasiz. Tuz purkash testini qilmaguningizcha buni ko'rmaysiz. Aynan mana shu yashirin oʻzaro taʼsirlar boʻlib, shunchaki ishlab chiqaruvchi doʻkonni ularni ishlab chiqaruvchidan ajratib turadi.
MIM qayerga mos keladi va qayerda mos kelmaydi
MIM butun kengash bo'ylab ishlov berish yoki investitsiya quyish o'rnini bosmaydi. Uning yoqimli joyi - bu murakkab, kichik va o'rta o'lchamdagi qismlar (100 grammdan kam, ko'pincha 25 grammdan kam) bo'lib, ular yiliga 10 ming donadan ko'proq hajmda tarmoq shaklidagi ishlab chiqarishni talab qiladi. Tishli komponentlar, ortopedik qavslar, o'qotar qurol qismlari, ulagichlar haqida o'ylang. Agar siz uni ikkita operatsiyada novda zaxirasidan osongina qayta ishlasangiz, MIM hatto hajmda ham raqobatbardosh emas. Asboblar narxi to'siqdir.
Lekin ichki iplar, yon teshiklari va yupqa devorlari bo'lgan zanglamaydigan po'latdan yasalgan miniatyura korpusi kabi qism uchun? Bu erda MIM porlaydi. Siz bu xususiyatlarning barchasini bir suratda shakllantirasiz. Buning muqobil varianti juda katta material chiqindilari va sekinroq aylanish vaqtlari bilan mayda ignabargli materiallarga ishlov beradigan ko'p o'qli CNC bo'lishi mumkin. Men stomatologik dastgoh uchun qismni baholaganimni eslayman. Bu kichkina, murakkab metall jumboqga o'xshardi. Ishlov berish narxi astronomik edi va bardoshlik bilan bog'liq muammolar mavjud edi. MIM uni amalga oshirish mumkin bo'lgan diapazonga olib keldi, ammo qoliplash paytida kukunni qadoqlash bilan bog'liq muammolarni oldini olish uchun ba'zi ichki burchaklarni qayta loyihalashimiz kerak edi.
Moddiy xususiyatlar ko'pincha muhokama qilinadigan mavzudir. Sinterlangan MIM qismi odatda ishlangan material zichligining 95-99% ni tashkil qiladi. Ko'pgina ilovalar uchun mexanik xususiyatlar etarli darajada ko'proq. Ammo agar sizga soxta qismga mos keladigan eng yuqori kuchlanish kuchi yoki cho'zilish kerak bo'lsa, MIM sizni u erga olib kelmasligi mumkin. Bu savdo-sotiq. Siz dizaynning murakkabligi va miqyosda birlik narxi uchun biroz yuqori samaradorlik bilan savdo qilyapsiz.
Mashinada qo'l siqish: Nima uchun hamkorlar QSY muhimligini yoqtirishadi
Bu ko'pincha o'tkazib yuborilgan muhim nuqta: juda oz sonli MIM qismlari haqiqatan ham aniq shaklga ega. Ko'pchilik ikkinchi darajali operatsiyalarni talab qiladi. Bu erda chuqur quyi oqim imkoniyatlariga ega bo'lgan hamkorga ega bo'lish shunchaki qulay emas; bu muhim. kabi kompaniyani oling Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY). Siz ularning tarixiga qaraysiz - quyma va ishlov berishda 30 yildan ortiq. Bu sizga nimanidir aytadi. Men MIM qismlarini manba qilganimda yoki qoliplovchi bilan hamkorlik qilsam, men shunchaki sinterlash xizmatini sotib olmayman. Men butun sayohatni boshqarish qobiliyatini sotib olaman.
Oddiy stsenariy: biz 316L zanglamaydigan po'latdan yasalgan valf komponentini sinterlaymiz. U +/- 0,013 mm bardoshlik darajasida ushlab turiladigan tanqidiy teshikka muhtoj, bu sirt qoplamasi faqat MIM bilan erisha olmaydi. MIM jarayoni bizni u erda 95%, nazorat ostida qisqarish bilan oladi. Keyin, biz uni QSY kabi do'konga o'sha teshikda nozik CNC ishlov berish uchun jo'natamiz. Ularning shunga o'xshash materiallar bilan tajribasi investitsion kasting va qobiq qoliplarini quyish ish metallurgiyani tushunishlarini anglatadi. Ular sinterlangan qismni qanday mahkamlashni (u zarb qilingan blanka kabi qattiq emas), g'ovakli to'r shaklidagi geometriyada qanday besleme va tezliklardan foydalanishni va ishlov berishdan keyin zanglamaydigan po'latning korroziyaga chidamliligini qanday saqlashni biladilar. Buni umumiy mashinalar do'koni bilan qilishga urinish - bu hurda va yurak og'rig'i uchun retsept.
Ularning maxsus qotishmalar bilan ishlashi -kobalt asosidagi qotishmalar, nikel asosidagi qotishmalar- yana bir kalitning o'xshashligi. Bular MIMda tibbiy va aerokosmik ilovalar uchun keng tarqalgan. Ularni ishlov berish qiyin. Inconel 718 ni sinterlashi mumkin bo'lgan qolipchi va uni tugatishi mumkin bo'lgan mashinist kuchli kombinatsiyadir. Bu ta'minot zanjirini soddalashtiradi va eng muhimi, sifat javobgarligi bir-birini ayblayotgan uch xil sotuvchi o'rtasida bo'linmasligini ta'minlaydi. Siz ularni o'z platformasida topishingiz mumkin, https://www.tsingtaocnc.com, bu ularning o'zaro jarayon imkoniyatlarini batafsil bayon qiladi. Bu integratsiya yaxshi MIM qismini ishonchli, yuqori samarali komponentga aylantiradi.
Xandaqlardan olingan saboqlar: muvaffaqiyatdan ko'proq narsani o'rgatgan muvaffaqiyatsizlik
Menga bir nosozlik bilan bo'lishishga ijozat bering. Dastlab, bizda 17-4PH da uchuvchisiz kamera gimbal kronshteynini yaratish loyihasi bor edi. Qismning ingichka, konsolli qo'li bor edi. Dizayn ekranda yaxshi ko'rinardi. Birinchi maqolalar tekshiruvdan o'tdi. Taxminan 50 000 dona ishlab chiqarilgach, biz darz ketgan qo'llar uchun dala qaytarib olishni boshladik. Muvaffaqiyatsizlik tahlili qo'lning markaziy chizig'i bo'ylab stressni kontsentrator sifatida ishlaydigan intervalgacha g'ovaklikka ishora qildi.
O'limdan keyingi jarayon og'riqli, ammo tarbiyaviy edi. Muammo qolip dizaynida edi. Eshik - xom ashyo bo'shliqqa kiradigan joy - optimal oqim emas, balki olib tashlash qulayligi uchun joylashtirilgan. O'sha nozik qo'l uchun u in'ektsiya paytida oqim old qismida biroz ikkilanishga olib keldi. Ushbu mikro-ikkilanish kukun va bog'lovchining faqat bir qismini ajratishga imkon berdi, bu esa zichlikning o'zgarishiga olib keldi. Sinterlashda bu o'zgarish nozik, intergranulyar gözenek tuzilishiga aylandi. Bu standart zichlik tekshiruvlari yoki hatto namuna olish tezligimiz bo'yicha rentgenogramma orqali ushlanmadi. U faqat maydonda dinamik charchoq ostida muvaffaqiyatsizlikka uchradi.
Tuzatish qimmatga tushdi: o'zgartirilgan eshikli yangi qolip va oqimni yaxshiroq boshqarish uchun issiq yugurish tizimi. Bu menga MIM bilan har bir dizayn qarori - darvoza joylashuvi, devor qalinligining o'tish joylari, burchak radiusi - mikro tuzilmaviy natijaga to'g'ridan-to'g'ri chiziqqa ega ekanligini o'rgatdi. Siz shunchaki qismni loyihalashtirmaysiz; siz chang-bog'lovchi bulamaçning oqim yo'lini va uning issiqlik bilan keyingi mustahkamlanishini loyihalashtiryapsiz. Bu metall hosil qilish jarayoni sifatida yashiringan tizim muhandisligi muammosi.
Shunday qilib, odamlar metall quyish o'z loyihalari uchun to'g'ri keladimi deb so'rashganda, mening javobim hech qachon oddiy ha yoki yo'q. Bu geometriya, hajm, materialning xususiyatlari va eng muhimi, parcha sinterlash pechidan chiqqandan keyin nima sodir bo'lishi haqida bir qator savollar. Bu kuchli vosita, ammo aniq. Siz uning tilini - xom ashyo, sinterlash atmosferasi va izotropik qisqarish tilini tushunishingiz kerak - va yakuniy qismni kuylash uchun sizga qo'shni nozik ishlov berish va metallurgiya tillarida gapiradigan hamkorlar kerak. Bu porloq broshyuralardan uzoqda bo'lgan MIMning haqiqiy dunyosi.
