Τα τελευταία χρόνια, τοδιεργασία χύτευσης με έγχυση μικρομέταλλου (μ-MIM)έχει αναπτυχθεί με στόχο την κατασκευή μετάλλων και κραμάτων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μαζική παραγωγή μικροεξαρτημάτων και επιφανειών μικροδομής. Το μ-MIM αυξάνει σημαντικά τη διαθεσιμότητα μετάλλων και κραμάτων για μικροεφαρμογές, όπως νέα υλικά με υψηλή σταθερότητα θερμοκρασίας, αντοχή και σκληρότητα, καθώς και θερμική αγωγιμότητα και μαγνητισμό.

Επιπλέον, σε σύγκριση με τη χύτευση πλαστικού μικροέγχυσης, η διαδικασία παραγωγής διμετάλλων που αναπτύχθηκε από το μ-MIM επιτρέπει τη σύνδεση δύο διαφορετικών μεταλλικών υλικών μεταξύ τους (διμεταλλική συνέγχυση) κατά τη διαδικασία χύτευσης με έγχυση.

1. MIM δύο συστατικών (2C-MIM)

Η επιφάνεια είναι πορώδης και ο εσωτερικός πυρήνας είναι πυκνός

Ως μέθοδος κατασκευής διμεταλλικών εξαρτημάτων, οι άνθρωποι έχουν αναπτύξει τη διαδικασία 2C-MIM (Two-Component MIM). Το κύριο πλεονέκτημα της διαδικασίας 2C-MIM είναι ότι δύο υλικά με διαφορετικές ιδιότητες μπορούν να συνδυαστούν απευθείας σε μια ενιαία διαδικασία παραγωγής, μειώνοντας έτσι τις επακόλουθες εργασίες αρμών (όπως συγκόλληση, πριτσίνωμα, συναρμολόγηση στερέωσης κ.λπ.).

Τα εξαρτήματα που μπορεί να κατασκευάσει η 2C-MIM κυμαίνονται από κοίλα εξαρτήματα με πολύπλοκες εσωτερικές δομές έως εύκαμπτα αποσπώμενα εξαρτήματα.

Στόχος όλων των ερευνών είναι η παραγωγή λειτουργικών βελτιωμένων εξαρτημάτων μηχανικής με ευνοϊκό κόστος. Για εξαρτήματα που φοριούνται εύκολα, μπορείτε να ενισχύσετε μόνο τοπικά τα βασικά μέρη όπως η επιφάνεια τριβής με σκληρότερα ή πιο ανθεκτικά στη φθορά υλικά και άλλα δομικά μέρη με υλικά σχετικά χαμηλού κόστους.

Για την κατασκευή διμεταλλικών μερών, δεν αρκεί απλώς η κατανόηση του σχήματος χύτευσης με έγχυση των δύο υλικών έγχυσης, το κλειδί είναι ότι τα δύο υλικά πρέπει να μπορούν να πυροσυσσωματωθούν στον ίδιο κλίβανο και στην ίδια ατμόσφαιρα πυροσυσσωμάτωσης. Επειδή ο ρυθμός συρρίκνωσης των δύο μερών δεν είναι ο ίδιος κατά τη σύντηξη, μπορεί να οδηγήσει σε αποκόλληση ή ρωγμές. Και όταν σχηματίζεται μια επιβλαβής φάση, τα κράματα μπορούν επίσης να εξαπλωθούν κατά μήκος του ορίου, γεγονός που μειώνει τις ιδιότητες του υλικού.

Σχήμα 17-4PH/316L σύνθετο εφελκυστικό δείγμα παρασκευασμένο με συνέγχυση

Με το συντονισμό των συντελεστών κατεργασίας, η ποιότητα των εξαρτημάτων 2C-MIM βελτιστοποιείται. Λόγω της μοναδικής ικανότητάς του να κατασκευάζει ένα εξάρτημα με διαφορετικές ιδιότητες υλικού χωρίς καμία εργασία συναρμολόγησης, η διαδικασία 2C-MIM είναι βέβαιο ότι θα επεκτείνει την αγορά εφαρμογών του βιομηχανία MIM.

Εάν το εύρος μεγέθους σωματιδίων της σκόνης είναι κάτω από 1 μm, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν ειδικά υλικά έγχυσης για να προσαρμοστούν στα προβλήματα που προκαλούνται από τη μεγάλη επιφάνεια τουχύτευση με έγχυση σκόνης και απολίπανση.

2. Διαδικασία χύτευσης με έγχυση μικρού μετάλλου (μ-MIM)

Δοχείο αντίδρασης από ανοξείδωτο χάλυβα μικροέγχυσης

Τα προϊόντα και τα συστήματα γίνονται μικροσκοπικά, πράγμα που σημαίνει ότι τα δομικά και λειτουργικά μέρη σε πολύπλοκα συστήματα γίνονται όλο και μικρότερα.

Αυτό απαιτεί όχι μόνο τη χρήση προηγμένων υλικών με κατάλληλες φυσικές ιδιότητες, αλλά και μικρομικρογραφικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά προκειμένου να αυξηθεί ο αριθμός των ενσωματωμένων λειτουργιών.

Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν εξαιρετικά αποτελεσματικές και αξιόπιστες μέθοδοι για την κατασκευή μικρο-εξαρτημάτων ή εξαρτημάτων μικροδομής και τα εξαρτήματα μικροδομής που κατασκευάζονται με μ-MIM μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αντικατάσταση πλαστικών εξαρτημάτων για την απόκτηση των πλεονεκτημάτων των μηχανικών ιδιοτήτων, της αντοχής στη διάβρωση ή των ιδιοτήτων υψηλής θερμοκρασίας μεταλλικών υλικών.

Η επιτυχία αυτής της νέας διαδικασίας παραγωγής βασίζεται στο γεγονός ότι η ανταγωνιστική της διαδικασία περιορίζεται από επεξεργάσιμα υλικά ή ικανότητα μαζικής παραγωγής και δεν υπάρχει εναλλακτική λύση στο μ-MIM.

Η τεχνολογία LIGA (συνδυασμός λιθογραφίας και ηλεκτροδιαμόρφωσης) είναι συνήθως κατάλληλη μόνο για 2D γεωμετρία και περιορίζεται από την ηλεκτροδιαμόρφωση όσον αφορά την επιλογή υλικού.

Άλλες τεχνικές, όπως οι μέθοδοι ηλεκτροχημικής μικροκατασκευής, η μικρο-άλεση και η μικροτριβή, προέρχονται από τη βιομηχανία μικροηλεκτρονικών με βάση το πυρίτιο και έχουν την ικανότητα να επιλύουν χαρακτηριστικά έως και 1μm, αλλά δεν είναι κατάλληλες για μαζική παραγωγή3D μέρη.

Τώρα, τα μικροεξαρτήματα που παράγονται με μ-MIM μπορούν να έχουν μέγεθος έως και 5 μm. Ωστόσο, προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η απόδοση, όπως η διατήρηση του σχήματος σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά ροής ή τα εξαρτήματα, έχουν αναπτυχθεί ειδικά υλικά έγχυσης που είναι πλήρως δυνατά για το υπομικρό ή το νανόμετρο που απαιτείται για το μ-MIM.

Γενικά, για τα μικροεξαρτήματα, το MIM μπορεί να αναπαράγει χαρακτηριστικά περίπου 10 φορές το μέσο μέγεθος σωματιδίων, το οποίο είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για μικροεξαρτήματα, εάν θέλετε να δημιουργήσετε μικρότερα χαρακτηριστικά, πρέπει να εφαρμόσετε μικρότερη σκόνη. Τώρα, η διαθέσιμη μεταλλική σκόνη είναι 1μm. Ορισμένες σκόνες είναι πολύ αντιδραστικές για να παράγουν σκόνες σε αυτό το εύρος μεγέθους σωματιδίων (π.χ. Ti), ενώ άλλες σκόνες μετάλλων παράγονται ευκολότερα με ειδική εξάτμιση αεροζόλ (π.χ. ανοξείδωτος χάλυβας).

Εάν το εύρος μεγέθους σωματιδίων της σκόνης είναι κάτω από 1 μm, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν ειδικά υλικά έγχυσης για να προσαρμοστούν στα προβλήματα που προκαλούνται από τη μεγάλη επιφάνεια της χύτευσης με έγχυση σκόνης και την απολίπανση.

Εικόνα μικροέγχυσης από ανοξείδωτο ατσάλι και πτερωτή

Προς το παρόν, το μ-MIM βρίσκεται ακόμη στο στάδιο της επώασης και αναπτύσσεται σε μεγάλο βαθμό παράλληλα με τη διαδικασία 2C-MIM. Πρώτον, και οι δύο διεργασίες βρίσκονται τώρα σε παραγωγή, αλλά και οι δύο υποβάλλονται σε ανάπτυξη τεχνολογίας και μελέτες σκοπιμότητας για μια μεγάλη ποικιλία μικροεξαρτημάτων ή μικροδομικών εξαρτημάτων.

Οι αρχικοί ανταγωνιστικοί στόχοι έρευνας και ανάπτυξης είναι κρίσιμοι για την επιτυχία τους στην αγορά, αλλά μόνο μέσω της ανάπτυξης υλικών και διαδικασιών παραγωγής γύρω από τις δυνατότητες του 2C-μ-MIM στη βιομηχανία, σε συνδυασμό με την εκπαίδευση μηχανικών και τεχνικών, μπορούν να επιτευχθούν πραγματικές ανακαλύψεις.

Τους τελευταίους έξι μήνες, με την εφαρμογή κεραμικού και 3D γυαλιού σε κινητά τηλέφωνα να λαμβάνει όλο και μεγαλύτερη προσοχή, υπάρχουν επίσης πολλά μοντέλα 3D γυαλιού και κεραμικής δομής διπλής όψης. Όλο και περισσότερες επιχειρήσεις έχουν αυτή τη βιομηχανία, εμφανίζοντας την άνθηση εκατό λουλουδιών, ορισμένες νέες τεχνολογίες, νέες διεργασίες, νέα υλικά έχουν αναπτυχθεί, όπως: ανοξείδωτο ατσάλι, κράμα τιτανίου, πλαίσιο MIM, κεραμικό πίσω κάλυμμα, πτυχές διαδικασίας όπως, ανάπτυξη υφής διαδικασίας διακόσμησης γυαλιού, νέα διαδικασία ψεκασμού μελανιού, εκτύπωση και σύντηξη κεραίας. Ο τρόπος βελτίωσης του ρυθμού διέλευσης γυαλιού 3D, μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας και βελτίωσης της απόδοσης έχει γίνει ένα δύσκολο πρόβλημα για ολόκληρη τη βιομηχανία.

  Χύτευση μετάλλου με έγχυση⎮Μεταλλουργία Σκόνης⎮Σχετικά με εμάς