Метално ињекционо обликовање
Метално ињекционо ливење (МИМ) је поступак обраде метала у коме се фино прах метала меша са везивним материјалом да би се створила „сировина“ која се затим обликује и учвршћује помоћу ињекционог ливења . Процес обликовања омогућава обликовање сложених делова велике запремине у једном кораку. Након обликовања, део се подвргава кондиционирању ради уклањања везива (одвајања) и згушњавања пудера. Готови производи су мале компоненте које се користе у многим индустријама и применама.
Понашање МИМ сировине регулисано је реологијом , проучавањем муља, суспензија и осталим не-њутонским течностима.
Због тренутних ограничења опреме, производи се морају одливати употребом количине од 100 грама или мање по "пуцању" у калуп. Овај снимак се може дистрибуирати у више шупљина, што МИМ чини исплативим за мале, замршене, велике количине производа, које би иначе било скупо произвести. МИМ сировине могу бити састављене од мноштва метала, али најчешћи су нехрђајући челици који се широко користе у металургији праха . Након почетног обликовања, везиво за сировине се уклања, а металне честице су дифузијским везивањем и згуснуте ради постизања жељених својстава чврстоће. Последња операција обично смањује производ за 15% у свакој димензији.
Тржиште за бризгање метала порасло је са 9 милиона УСД 1986. године, на 382 милиона УСД 2004. године, на више од 1,5 милијарди УСД 2015. године. Сродна технологија је бризгање керамичког праха, што доводи до укупне продаје од око две милијарде УСД. Већина раста последњих година је у Азији.
Процес
Кораци поступка укључују комбиновање металних прахова са полимерима као што су восак и полипропиленска везива за производњу мешавине „сировине“ која се убризгава као течност у калуп користећи пластичне машине за бризгање. Обликовани или „зелени део“ хлади се и избацује из калупа. Затим се део везивног материјала уклања помоћу растварача, термичких пећи, каталитичког поступка или комбинације поступака. Добијени, крхки и порозни (40 запреминских процената „ваздух“) део је у стању званом „смеђа“ фаза. Да би се побољшало руковање, уклањање и синтеровање често се комбинује у један процес. Синтеровање загријава прах на температурама близу талишта у заштитној атмосфери пећи како би се згуснуле честице користећи капиларне силе у процесу званом синтеровање . МИМ делови се често синтрају на температурама готово довољно високим да изазову делимично топљење у процесу названом синтеровање у течној фази. На пример, нерђајући челик може да се загрева на 1350 до 1400 степени Целзијуса). Брзине дифузије су високе што доводи до високог скупљања и згушњавања. Ако се изводи у вакууму, уобичајено је да се достигне 96–99% чврсте густине. Метал крајњег производа има упоредива механичка и физичка својства са жареним деловима израђеним класичним методама обраде метала. Термички третмани за МИМ после синтеровања исти су као и за остале путеве израде, а са високом густином МИМ компонента је компатибилна са третманима за кондиционирање метала, као што су облагање, пасивирање , жарење, карбуризација, нитрирање и очвршћивање оборином.
Апликације
Прозор економске предности у металним деловима за бризгање метала лежи у сложености и запремини делова мале величине. МИМ материјали су упоредиви са металима створеним такмичарским методама, а крајњи производи се користе у широком спектру индустријске, комерцијалне, медицинске, стоматолошке, ватреног оружја, ваздухопловне и аутомобилске примене. Димензионе толеранције од ± 0,3% су уобичајене, а за ближе толеранције потребна је обрада. МИМ може произвести делове на којима је тешко, или чак немогуће, ефикасно израдити предмет другим производним средствима. Идеално је да се примене најмање 75 димензионалне спецификације у компоненти максималне величине од само 25 мм и масе 10 г - као што је на пример потребно за кућишта сатова, мобилне утичнице и шарке за лаптоп рачунар. Повећани трошкови за традиционалне производне методе својствене сложености дела, као што су унутрашњи / спољни навоји, минијатуризација или обележавање идентитета, обично не повећавају трошкове у МИМ операцији због флексибилности убризгавања у калупе.
Остале дизајнерске могућности које се могу имплементирати у МИМ операцију укључују кодове производа, бројеве делова или жигове датума; делови произведени по њиховој нето тежини смањујући материјални отпад и трошкове; Густина контролисана на 95–98%; Спајање делова и сложене 3Д геометрије.
Способност комбиновања неколико операција у један процес осигурава да МИМ буде успешан у уштеди времена, као и трошкова, пружајући значајне користи произвођачима. Процес убризгавања метала могао би бити зелена технологија због значајног смањења отпада у поређењу с "традиционалним" производним методама као што је 5-осна ЦНЦ обрада. Међутим, неке старије операције стварају токсичне емисије попут формалдехида, одлажу хлорована растварача и морају сагоревати восак или друге полимере, што доводи до емисије гасова са ефектом стаклене баште.
На располагању је широк спектар материјала када се користи МИМ процес. Традиционални процеси обраде метала често укључују значајну количину материјалног отпада, што МИМ чини високо ефикасном опцијом за израду сложених компоненти које се састоје од скупих / специјалних легура ( кобалт-хром , нерђајући челик 17-4 ПХ , легуре титанијума и карбид волфрама ). МИМ је одржива опција када се захтевају екстремно танки зидови (тј. 100 микрометара). Поред тога, захтеви за ЕМИ оклоп ( електромагнетне интерференције ) су предочили јединствене изазове, који се успешно постижу коришћењем специјалних легура.