De laatste jaren is de micro-metaal spuitgietproces (μ-MIM) is ontwikkeld met als doel het vervaardigen van metalen en legeringen die geschikt zijn voor de massaproductie van micro-onderdelen en microstructurele oppervlakken. μ-MIM vergroot de beschikbaarheid van metalen en legeringen voor microtoepassingen aanzienlijk, zoals nieuwe materialen met een hoge temperatuurstabiliteit, sterkte en taaiheid, en daarnaast thermische geleidbaarheid en magnetisme.

Bovendien maakt het door de μ-MIM ontwikkelde bimetaalproductieproces het, in vergelijking met het microspuitgieten van kunststof, mogelijk om tijdens het spuitgietproces twee verschillende metaalmaterialen met elkaar te verbinden (bimetaalco-injectie).

1. Twee-componenten MIM (2C-MIM)

Het oppervlak is poreus en de binnenste kern is dicht

Als methode voor de productie van bimetalen onderdelen is het 2C-MIM-proces (Two-Component MIM) ontwikkeld. Het belangrijkste voordeel van het 2C-MIM-proces is dat twee materialen met verschillende eigenschappen direct in één productieproces kunnen worden gecombineerd, waardoor de benodigde verbindingsbewerkingen (zoals lassen, klinken, bevestigen, enz.) worden verminderd.

De onderdelen die 2C-MIM kan produceren variëren van holle onderdelen met complexe interne structuren tot flexibele, afneembare componenten.

Het doel van al het onderzoek is om functioneel verbeterde technische onderdelen te produceren tegen gunstige kosten. Bij onderdelen die gemakkelijk slijten, kun je alleen de belangrijkste onderdelen, zoals het wrijvingsoppervlak, lokaal versterken met hardere of slijtvastere materialen, en andere structurele onderdelen met relatief goedkope materialen.

Om bimetaalonderdelen te produceren, is het niet voldoende om alleen de spuitgietvorm van de twee materialen te begrijpen; het belangrijkste is dat de twee materialen in dezelfde oven en in dezelfde sinteratmosfeer gesinterd moeten kunnen worden. Omdat de krimpsnelheid van de twee onderdelen tijdens het sinteren niet gelijk is, kan dit leiden tot delaminatie of scheurvorming. Bovendien kunnen gelegeerde elementen zich, wanneer een schadelijke fase ontstaat, langs de grens verspreiden, wat de eigenschappen van het materiaal vermindert.

Figuur 17-4PH/316L samengesteld trekmonster bereid door co-injectie

Door de bewerkingsfactoren op elkaar af te stemmen, wordt de kwaliteit van 2C-MIM-onderdelen geoptimaliseerd. Dankzij de unieke mogelijkheid om een ​​onderdeel met verschillende materiaaleigenschappen te maken zonder assemblage, zal het 2C-MIM-proces de toepassingsmarkt van de MIM-industrie.

Als het deeltjesgroottebereik van het poeder kleiner is dan 1 µm, moeten speciale injectiematerialen worden gebruikt om de problemen aan te pakken die worden veroorzaakt door het grote oppervlak van het poeder. poederspuitgieten en ontvetten.

2. Micro-metaal spuitgietproces (μ-MIM)

Micro-injectie roestvrijstalen reactieschaal

Producten en systemen worden steeds kleiner, wat betekent dat structurele en functionele onderdelen in complexe systemen steeds kleiner worden.

Hiervoor zijn niet alleen geavanceerde materialen met de juiste fysieke eigenschappen nodig, maar ook micro-geminiaturiseerde geometrische kenmerken om het aantal geïntegreerde functies te vergroten.

Daarom is het noodzakelijk om zeer effectieve en betrouwbare methoden te ontwikkelen voor de productie van micro-onderdelen of microstructurele onderdelen. Microstructurele onderdelen die met μ-MIM zijn geproduceerd, kunnen worden gebruikt ter vervanging van kunststofonderdelen om de voordelen van mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid of hogetemperatuureigenschappen van metalen materialen te behouden.

Het succes van dit nieuwe productieproces is gebaseerd op het feit dat de concurrentie wordt beperkt door bewerkbare materialen of massaproductiecapaciteit en dat er geen alternatief is voor μ-MIM.

De LIGA-technologie (een combinatie van lithografie en elektroformeren) is doorgaans alleen geschikt voor 2D-geometrie en kent bij elektroformeren beperkingen wat betreft de materiaalkeuze.

Andere technieken, zoals elektrochemische microfabricagemethoden, microfrezen en micromalen, komen uit de op silicium gebaseerde micro-elektronica-industrie en hebben de mogelijkheid om kenmerken op te lossen die zo klein zijn als 1 μm, maar ze zijn niet geschikt voor massaproductie van 3D-onderdelen.

Micro-onderdelen die met μ-MIM worden geproduceerd, kunnen nu al een afmeting hebben van slechts 5 μm. Om de prestaties te optimaliseren, bijvoorbeeld door de vorm te behouden op basis van de stromingseigenschappen of onderdelen, zijn er speciale injectiematerialen ontwikkeld die volledig geschikt zijn voor de submicron- of nanometergrootte die vereist is voor μ-MIM.

Over het algemeen kan MIM voor micro-onderdelen kenmerken van ongeveer 10 keer de gemiddelde deeltjesgrootte nabootsen. Dit is met name geschikt voor micro-onderdelen. Als u kleinere kenmerken wilt creëren, moet u een kleiner poeder gebruiken. Het beschikbare metaalpoeder is nu 1 μm. Sommige poeders zijn te reactief om poeders in dit deeltjesgroottebereik te produceren (bijv. Ti), terwijl andere metaalpoeders gemakkelijker te produceren zijn met speciale aerosolverdamping (bijv. roestvrij staal).

Als de deeltjesgrootte van het poeder kleiner is dan 1 µm, moeten speciale injectiematerialen worden gebruikt om de problemen op te lossen die ontstaan ​​door het grote oppervlak van het poeder bij het spuitgieten en ontvetten.

Foto micro-injectie roestvrijstalen tandwiel en waaier

Momenteel bevindt μ-MIM zich nog in de incubatiefase en ontwikkelt het zich grotendeels parallel aan het 2C-MIM-proces. Beide processen zijn nu in productie, maar beide ondergaan momenteel de technologische uitrol en haalbaarheidsstudies voor een breed scala aan micro-onderdelen of microstructurele onderdelen.

Initiële concurrerende onderzoeks- en ontwikkelingsdoelen zijn van cruciaal belang voor succes op de markt. Maar echte doorbraken kunnen alleen worden bereikt door de ontwikkeling van materialen en productieprocessen rond de mogelijkheden van 2C-μ-MIM in de industrie, in combinatie met de opleiding van ingenieurs en technici.

De afgelopen zes maanden, met de toenemende aandacht voor de toepassing van keramiek en 3D-glas in mobiele telefoons, zijn er ook veel dubbelzijdige 3D-glas- en keramische structuurmodellen verschenen. Steeds meer bedrijven hebben deze sector in handen, met de bloei van honderd bloemen, en er zijn nieuwe technologieën, processen en materialen ontwikkeld, zoals roestvrij staal, titaniumlegeringen, MIM-frames en keramische achterwanden. Ook zijn er procesaspecten ontwikkeld zoals de ontwikkeling van textuur voor glasdecoratie, nieuwe processen voor inktspuiten, printen en antennefusie. Het verbeteren van de doorloopsnelheid van 3D-glas, het verminderen van het energieverbruik en het verbeteren van de efficiëntie is een lastig probleem geworden voor de hele sector.

  Metaalspuitgieten⎮Poedermetallurgie⎮Over ons