В последние годы, процесс микролитья металла под давлением (μ-MIM) была разработана с целью производства металлов и сплавов, которые могут использоваться для массового производства микродеталей и микроструктурных поверхностей. Технология μ-MIM значительно повышает доступность металлов и сплавов для микроприложений, таких как новые материалы с высокой температурной стабильностью, прочностью и ударной вязкостью, а также теплопроводностью и магнетизмом.

Кроме того, по сравнению с микролитьем пластмасс под давлением, процесс производства биметалла, разработанный μ-MIM, позволяет соединять вместе два различных металлических материала (совместное литье биметаллов) в процессе литья под давлением.

1. Двухкомпонентный МИМ (2C-МИМ)

Поверхность пористая, а внутреннее ядро ​​плотное.

Для изготовления биметаллических деталей был разработан метод 2C-MIM (двухкомпонентная MIM-сварка). Главное преимущество процесса 2C-MIM заключается в возможности непосредственного соединения двух материалов с различными свойствами в одном производственном процессе, что позволяет сократить количество последующих операций по соединению (таких как сварка, клепка, сборка креплений и т. д.).

Детали, которые можно изготавливать по технологии 2C-MIM, варьируются от полых деталей со сложной внутренней структурой до гибких съемных компонентов.

Целью всех исследований является создание функциональных усовершенствованных инженерных деталей по выгодной цене. Для деталей, подверженных износу, возможно лишь локальное усиление ключевых элементов, таких как поверхность трения, с использованием более твёрдых или износостойких материалов, а других конструктивных элементов — с использованием относительно недорогих материалов.

Для изготовления биметаллических деталей недостаточно простого понимания формы литья под давлением двух литьевых материалов; важно, чтобы оба материала можно было спекать в одной печи и в одной атмосфере. Поскольку скорость усадки двух деталей во время спекания неодинакова, это может привести к расслоению или растрескиванию. Кроме того, при образовании вредной фазы легирующие элементы могут распространяться по границе раздела, что ухудшает свойства материала.

Рисунок 17-Образец композита 4PH/316L для испытаний на растяжение, приготовленный методом совместной инъекции

Благодаря координации факторов обработки качество деталей 2C-MIM оптимизируется. Благодаря уникальной возможности изготовления деталей из материалов с различными свойствами без необходимости сборки, технология 2C-MIM, несомненно, расширит сферу применения. МИМ-индустрия.

Если диапазон размеров частиц порошка составляет менее 1 мкм, следует использовать специальные инъекционные материалы, чтобы адаптироваться к проблемам, вызванным большой площадью поверхности литье под давлением порошка и обезжиривание.

2. Процесс микролитья металла под давлением (μ-MIM)

Микроинъекционная реакционная чаша из нержавеющей стали

Изделия и системы становятся миниатюрными, а это означает, что структурные и функциональные части сложных систем становятся все меньше и меньше.

Это требует не только использования современных материалов с соответствующими физическими свойствами, но и микроминиатюрных геометрических элементов для увеличения количества интегрированных функций.

Поэтому необходимо разработать высокоэффективные и надежные методы изготовления микродеталей или микроструктурных деталей, а микроструктурные детали, изготовленные с использованием μ-MIM, могут использоваться для замены пластиковых деталей, чтобы получить преимущества механических свойств, коррозионной стойкости или высокотемпературных свойств металлических материалов.

Успех этого нового производственного процесса основан на том, что его конкурентоспособность ограничена обрабатываемыми материалами или возможностями массового производства, а альтернативы μ-MIM нет.

Технология LIGA (комбинация литографии и гальванопластики) обычно подходит только для 2D-геометрии и ограничивается гальванопластикой с точки зрения выбора материала.

Другие методы, такие как методы электрохимического микропроизводства, микрофрезерование и микрошлифование, пришли из кремниевой микроэлектронной промышленности и способны обрабатывать детали размером до 1 мкм, но они не подходят для массового производства. 3D-детали.

В настоящее время микродетали, изготовленные с использованием технологии μ-MIM, могут иметь размер элемента до 5 мкм. Однако для оптимизации производительности, например, сохранения формы в соответствии с характеристиками потока деталей, были разработаны специальные литьевые материалы, которые вполне подходят для субмикронного или нанометрового размера, необходимого для μ-MIM.

В целом, для микродеталей технология MIM позволяет воспроизводить элементы, размер частиц которых примерно в 10 раз превышает средний, что особенно актуально для микродеталей. Для создания более мелких элементов необходимо использовать порошок более мелкого размера. В настоящее время доступны металлические порошки с размером частиц 1 мкм. Некоторые порошки слишком реакционноспособны для получения порошков с таким размером частиц (например, Ti), в то время как другие металлические порошки проще получать методом специального аэрозольного испарения (например, нержавеющая сталь).

Если диапазон размеров частиц порошка составляет менее 1 мкм, необходимо использовать специальные литьевые материалы, чтобы решить проблемы, вызванные большой площадью поверхности литья под давлением порошка и обезжиривания.

Изображение микроинъекционной шестерни и рабочего колеса из нержавеющей стали

В настоящее время технология μ-MIM всё ещё находится на стадии инкубации и развивается параллельно с технологией 2C-MIM. Во-первых, оба процесса уже запущены в производство, но оба проходят этапы внедрения технологий и технико-экономических исследований для широкого спектра микродеталей и микроструктурных компонентов.

Первоначальные конкурентоспособные цели исследований и разработок имеют решающее значение на пути к успеху на рынке, но только путем разработки материалов и производственных процессов с учетом возможностей 2C-μ-MIM в отрасли, в сочетании с обучением инженеров и техников, можно добиться настоящих прорывов.

За последние полгода, с ростом интереса к применению керамики и 3D-стекла в мобильных телефонах, появилось множество моделей двусторонних 3D-стеклянных и керамических структур. Всё больше предприятий работают в этой отрасли, демонстрируя расцвет множества направлений. Были разработаны новые технологии, новые процессы и новые материалы, такие как нержавеющая сталь, титановый сплав, каркасы из многослойной керамической матрицы (MIM), керамическая задняя крышка. В число технологических аспектов входят, например, разработка текстуры для декорирования стекла, новый процесс распыления чернил, печать и слияние антенн. Повышение скорости пропускания 3D-стекла, снижение энергопотребления и повышение эффективности стали сложной задачей для всей отрасли.

  Литье металла под давлением⎮Порошковая металлургия⎮О нас