في السنوات الأخيرة، عملية حقن المعادن الدقيقة (μ-MIM) تم تطوير تقنية μ-MIM بهدف تصنيع المعادن والسبائك التي يمكن استخدامها في الإنتاج الضخم للأجزاء الدقيقة وأسطح الهياكل الدقيقة. تزيد تقنية μ-MIM بشكل كبير من توافر المعادن والسبائك للتطبيقات الدقيقة، مثل المواد الجديدة ذات الاستقرار في درجات الحرارة العالية والقوة والمتانة، بالإضافة إلى التوصيل الحراري والمغناطيسية.

بالإضافة إلى ذلك، بالمقارنة مع عملية حقن البلاستيك الدقيقة، فإن عملية إنتاج ثنائي المعدن التي طورتها μ-MIM تمكن من ربط مادتين معدنيتين مختلفتين معًا (الحقن المشترك ثنائي المعدن) أثناء عملية حقن القالب.

1. MIM ثنائي المكونات (2C-MIM)

السطح مساميّ والنواة الداخلية كثيفة

كطريقة لتصنيع الأجزاء ثنائية المعدن، طُوِّرت عملية 2C-MIM (MIM ثنائي المكونات). ميزتها الرئيسية هي إمكانية دمج مادتين مختلفتي الخصائص مباشرةً في عملية إنتاج واحدة، مما يُقلل من عمليات الوصل اللاحقة (مثل اللحام، والتثبيت، وتركيبات التثبيت، إلخ).

تتراوح الأجزاء التي يمكن لشركة 2C-MIM تصنيعها من الأجزاء المجوفة ذات الهياكل الداخلية المعقدة إلى المكونات المرنة القابلة للفصل.

تهدف جميع الأبحاث إلى إنتاج قطع هندسية مُحسّنة وظيفيًا بتكلفة مناسبة. بالنسبة للقطع سهلة التآكل، يُمكن تقوية الأجزاء الرئيسية محليًا فقط، مثل سطح الاحتكاك، بمواد أكثر صلابة أو مقاومة للتآكل، بينما تُقوّى القطع الهيكلية الأخرى بمواد منخفضة التكلفة نسبيًا.

لتصنيع أجزاء ثنائية المعدن، لا يكفي مجرد فهم شكل حقن مادتي الحقن، بل يجب أن تكون المادتان قابلتين للتلبيد في الفرن نفسه وفي بيئة التلبيد نفسها. ولأن معدل انكماش الجزأين لا يكون متساويًا أثناء التلبيد، فقد يؤدي ذلك إلى انفصال الطبقات أو التشقق. وعند تكوين طور ضار، قد تنتشر العناصر المخلوطية على طول الحدود، مما يقلل من خصائص المادة.

الشكل 17-4 عينة شد مركبة PH/316L مُحضرة بالحقن المشترك

من خلال تنسيق عوامل التشغيل، يتم تحسين جودة قطع 2C-MIM. بفضل قدرتها الفريدة على تصنيع قطع بخصائص مواد مختلفة دون الحاجة إلى أي تجميع، من المؤكد أن عملية 2C-MIM ستوسع سوق تطبيقاتها. صناعة ميم.

إذا كان نطاق حجم جسيمات المسحوق أقل من 1 ميكرومتر، فيجب استخدام مواد حقن خاصة للتكيف مع المشكلات الناجمة عن المساحة السطحية الكبيرة للجزيئات. حقن المسحوق وإزالة الشحوم.

2. عملية حقن المعادن الدقيقة (μ-MIM)

طبق تفاعل من الفولاذ المقاوم للصدأ للحقن الدقيق

أصبحت المنتجات والأنظمة مصغرة، مما يعني أن الأجزاء الهيكلية والوظيفية في الأنظمة المعقدة أصبحت أصغر وأصغر.

ويتطلب هذا ليس فقط استخدام مواد متقدمة ذات خصائص فيزيائية مناسبة، بل يتطلب أيضًا ميزات هندسية مصغرة للغاية من أجل زيادة عدد الوظائف المتكاملة.

لذلك، من الضروري تطوير طرق فعالة وموثوقة للغاية لتصنيع الأجزاء الدقيقة أو أجزاء البنية الدقيقة، ويمكن استخدام أجزاء البنية الدقيقة المصنعة باستخدام μ-MIM لاستبدال الأجزاء البلاستيكية للحصول على مزايا الخصائص الميكانيكية أو مقاومة التآكل أو خصائص درجات الحرارة العالية للمواد المعدنية.

ويعتمد نجاح هذه العملية التصنيعية الجديدة على حقيقة أن عمليتها التنافسية محدودة بالمواد القابلة للتصنيع أو قدرة الإنتاج الضخم، ولا يوجد بديل لـ μ-MIM.

تعتبر تقنية LIGA (مزيج من الطباعة الحجرية والتشكيل الكهربائي) مناسبة عادةً للهندسة ثنائية الأبعاد فقط، وتقتصر على التشكيل الكهربائي من حيث اختيار المواد.

وتأتي تقنيات أخرى، مثل طرق التصنيع الدقيقة الكهروكيميائية، والطحن الدقيق، والطحن الدقيق، من صناعة الإلكترونيات الدقيقة القائمة على السيليكون، ولديها القدرة على حل ميزات صغيرة تصل إلى 1 ميكرومتر، ولكنها غير مناسبة للإنتاج الضخم. أجزاء ثلاثية الأبعاد.

الآن، يمكن أن يصل حجم الأجزاء الدقيقة المُنتجة بتقنية μ-MIM إلى 5 ميكرومتر. ومع ذلك، لتحسين الأداء، كالحفاظ على شكل الأجزاء وفقًا لخصائص التدفق، طُوّرت مواد حقن خاصة تُناسب تمامًا الأجزاء دون الميكرون أو النانومتر المطلوبة لتقنية μ-MIM.

بشكل عام، بالنسبة للأجزاء الدقيقة، يُمكن لتقنية MIM إنتاج خصائص تفوق متوسط ​​حجم الجسيمات بحوالي عشرة أضعاف، وهو ما يُناسبها بشكل خاص. أما إذا كنت ترغب في إنتاج خصائص أصغر، فيتعين عليك استخدام مسحوق أصغر. يتوفر مسحوق معدني بحجم ميكرومتر واحد حاليًا. بعض المساحيق شديدة التفاعل، مما يحول دون إنتاجها في هذا النطاق من حجم الجسيمات (مثل التيتانيوم)، بينما يُسهّل إنتاج مساحيق معدنية أخرى باستخدام تقنية تبخير خاصة (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ).

إذا كان نطاق حجم جزيئات المسحوق أقل من 1 ميكرومتر، فيجب استخدام مواد حقن خاصة للتكيف مع المشاكل الناجمة عن مساحة السطح الكبيرة لقوالب حقن المسحوق وإزالة الشحوم.

صورة لتروس ومروحة من الفولاذ المقاوم للصدأ بتقنية الحقن الدقيق

حاليًا، لا تزال تقنية μ-MIM في مرحلة الحضانة، وتتطور بشكل كبير بالتوازي مع عملية 2C-MIM. أولًا، كلتا العمليتين قيد الإنتاج حاليًا، لكنهما تخضعان لطرح التكنولوجيا ودراسات الجدوى لمجموعة واسعة من الأجزاء الدقيقة أو الأجزاء الهيكلية الدقيقة.

إن أهداف البحث والتطوير التنافسية الأولية لها أهمية بالغة في طريقها إلى النجاح في السوق، ولكن فقط من خلال تطوير المواد وعمليات الإنتاج حول إمكانيات 2C-μ-MIM في الصناعة، إلى جانب تعليم المهندسين والفنيين، يمكن تحقيق اختراقات حقيقية.

في الأشهر الستة الماضية، ومع تزايد الاهتمام بتطبيق السيراميك والزجاج ثلاثي الأبعاد في الهواتف المحمولة، ظهرت أيضًا العديد من نماذج الهياكل الزجاجية والسيراميكية ثلاثية الأبعاد ثنائية الجوانب. وتشهد هذه الصناعة ازدهارًا متزايدًا، حيث طُوّرت تقنيات وعمليات ومواد جديدة، مثل: الفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك التيتانيوم، وإطارات MIM، والأغطية الخلفية الخزفية، وجوانب عملية مثل تطوير ملمس عملية تزيين الزجاج، وعملية رش الحبر الجديدة، والطباعة، ودمج الهوائيات. وقد أصبحت كيفية تحسين معدل نجاح الزجاج ثلاثي الأبعاد، وتقليل استهلاك الطاقة، وتحسين الكفاءة، مشكلةً صعبةً تواجه الصناعة بأكملها.

  حقن المعادن⎮مسحوق المعادن⎮معلومات عنا