ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กระบวนการฉีดขึ้นรูปโลหะไมโคร (μ-MIM) ได้รับการพัฒนาด้วยเป้าหมายเพื่อผลิตโลหะและโลหะผสมที่สามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กและพื้นผิวโครงสร้างขนาดเล็กจำนวนมาก μ-MIM ช่วยเพิ่มความพร้อมใช้งานของโลหะและโลหะผสมอย่างมากสำหรับการใช้งานในระดับจุลภาค เช่น วัสดุใหม่ที่มีความเสถียรต่ออุณหภูมิ ความแข็งแกร่งและความเหนียวสูง ตลอดจนคุณสมบัติการนำความร้อนและแม่เหล็ก

นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับการขึ้นรูปพลาสติกด้วยการฉีดไมโคร กระบวนการผลิตไบเมทัลที่พัฒนาโดย μ-MIM จะทำให้สามารถเชื่อมต่อวัสดุโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันเข้าด้วยกันได้ (การฉีดไบเมทัลร่วมกัน) ในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปพลาสติก

1. MIM สององค์ประกอบ (2C-MIM)

พื้นผิวมีรูพรุนและแกนในมีความหนาแน่น

ในการผลิตชิ้นส่วนไบเมทัลลิก ผู้คนได้พัฒนากระบวนการ 2C-MIM (Two-Component MIM) ขึ้น ข้อได้เปรียบหลักของกระบวนการ 2C-MIM คือสามารถรวมวัสดุสองชนิดที่มีคุณสมบัติต่างกันเข้าด้วยกันได้โดยตรงในกระบวนการผลิตเดียว จึงช่วยลดขั้นตอนการเชื่อมต่อที่ตามมา (เช่น การเชื่อม การตอกหมุด การยึดติด ฯลฯ)

ชิ้นส่วนที่ 2C-MIM สามารถผลิตได้มีตั้งแต่ชิ้นส่วนกลวงที่มีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนไปจนถึงชิ้นส่วนแบบยืดหยุ่นที่สามารถถอดออกได้

เป้าหมายของการวิจัยทั้งหมดคือการผลิตชิ้นส่วนวิศวกรรมที่เพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานได้จริงในราคาที่เอื้อมถึง สำหรับชิ้นส่วนที่สึกหรอง่าย สามารถทำได้เฉพาะการเสริมความแข็งแกร่งให้กับชิ้นส่วนสำคัญๆ เช่น พื้นผิวที่เสียดสีด้วยวัสดุที่แข็งกว่าหรือทนทานต่อการสึกหรอมากกว่า และชิ้นส่วนโครงสร้างอื่นๆ ด้วยวัสดุที่มีราคาค่อนข้างต่ำ

ในการผลิตชิ้นส่วนไบเมทัล การเข้าใจรูปร่างของวัสดุฉีดขึ้นรูปทั้งสองชนิดเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ สิ่งสำคัญคือวัสดุทั้งสองชนิดต้องสามารถเผาผนึกในเตาเผาเดียวกันและในบรรยากาศการเผาผนึกเดียวกันได้ เนื่องจากอัตราการหดตัวของชิ้นส่วนทั้งสองชนิดไม่เท่ากันในระหว่างการเผาผนึก จึงอาจทำให้เกิดการหลุดลอกหรือการแตกร้าวได้ และเมื่อเกิดเฟสที่เป็นอันตราย ธาตุโลหะผสมก็สามารถแพร่กระจายไปตามขอบ ซึ่งทำให้คุณสมบัติของวัสดุลดลง

รูปที่ 17-4 ตัวอย่างแรงดึงคอมโพสิต PH/316L ที่เตรียมโดยการฉีดร่วม

การประสานปัจจัยการตัดเฉือนเข้าด้วยกันช่วยยกระดับคุณภาพของชิ้นส่วน 2C-MIM ด้วยความสามารถอันโดดเด่นในการผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติของวัสดุที่แตกต่างกันโดยไม่ต้องประกอบชิ้นส่วนใดๆ กระบวนการ 2C-MIM จึงมั่นใจได้ว่าจะขยายตลาดการใช้งานของ อุตสาหกรรม MIM-

หากขนาดอนุภาคของผงมีขนาดต่ำกว่า 1 ไมโครเมตร ควรใช้วัสดุฉีดพิเศษเพื่อปรับให้เข้ากับปัญหาที่เกิดจากพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ของ การฉีดขึ้นรูปผง และการขจัดคราบไขมัน

2.กระบวนการฉีดขึ้นรูปโลหะขนาดเล็ก (μ-MIM)

จานปฏิกิริยาสแตนเลสแบบฉีดไมโคร

ผลิตภัณฑ์และระบบต่างๆ กำลังมีขนาดเล็กลง ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนโครงสร้างและฟังก์ชันในระบบที่ซับซ้อนจะมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ

สิ่งนี้ต้องการไม่เพียงแต่การใช้วัสดุขั้นสูงที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่เหมาะสมเท่านั้น แต่ยังต้องใช้คุณลักษณะทางเรขาคณิตขนาดเล็กจิ๋วเพื่อเพิ่มจำนวนฟังก์ชันที่บูรณาการอีกด้วย

ดังนั้น จึงจำเป็นต้องพัฒนาวิธีการที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนไมโครหรือชิ้นส่วนโครงสร้างไมโคร และชิ้นส่วนโครงสร้างไมโครที่ผลิตด้วย μ-MIM สามารถใช้ทดแทนชิ้นส่วนพลาสติกเพื่อให้ได้ข้อดีของคุณสมบัติเชิงกล ความทนทานต่อการกัดกร่อน หรือคุณสมบัติอุณหภูมิสูงของวัสดุโลหะ

ความสำเร็จของกระบวนการผลิตใหม่นี้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่ากระบวนการแข่งขันนั้นถูกจำกัดด้วยวัสดุที่สามารถกลึงได้หรือกำลังการผลิตจำนวนมาก และไม่มีทางเลือกอื่นนอกจาก μ-MIM

โดยทั่วไปแล้วเทคโนโลยี LIGA (การผสมผสานระหว่างการพิมพ์หินและการขึ้นรูปด้วยไฟฟ้า) จะเหมาะกับรูปทรงเรขาคณิต 2 มิติเท่านั้น และมีข้อจำกัดในการเลือกวัสดุโดยการขึ้นรูปด้วยไฟฟ้า

เทคนิคอื่นๆ เช่น วิธีการผลิตไมโครเคมีไฟฟ้า การกัดไมโคร และการเจียรไมโคร มาจากอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ซิลิกอน และมีความสามารถในการแก้ไขคุณสมบัติที่เล็กถึง 1μm แต่ไม่เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก ชิ้นส่วน 3 มิติ-

ปัจจุบัน ชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ผลิตด้วย μ-MIM สามารถมีขนาดเล็กได้ถึง 5 ไมโครเมตร อย่างไรก็ตาม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน เช่น การรักษารูปทรงตามลักษณะการไหลหรือชิ้นส่วน จึงได้มีการพัฒนาวัสดุฉีดชนิดพิเศษที่สามารถรองรับขนาดอนุภาคขนาดเล็กกว่าไมครอนหรือนาโนเมตรตามที่กำหนดสำหรับ μ-MIM

โดยทั่วไปแล้ว สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก MIM สามารถจำลองคุณสมบัติที่มีขนาดอนุภาคใหญ่กว่าค่าเฉลี่ยประมาณ 10 เท่า ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก หากต้องการสร้างคุณสมบัติที่เล็กลง จำเป็นต้องใช้ผงโลหะขนาดเล็กลง ปัจจุบันผงโลหะที่มีอยู่มีขนาด 1 ไมโครเมตร ผงโลหะบางชนิดมีปฏิกิริยามากเกินไปจนไม่สามารถผลิตผงที่มีขนาดอนุภาคขนาดนี้ได้ (เช่น ไททาเนียม) ในขณะที่ผงโลหะชนิดอื่นๆ ผลิตได้ง่ายกว่าด้วยการระเหยด้วยละอองลอยแบบพิเศษ (เช่น สเตนเลสสตีล)

หากขนาดอนุภาคของผงมีขนาดต่ำกว่า 1 ไมโครเมตร ควรใช้วัสดุฉีดพิเศษเพื่อแก้ปัญหาที่เกิดจากพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ของการฉีดผงและการขจัดไขมัน

ภาพไมโครอินเจคชั่น เฟืองและใบพัดสแตนเลส

ปัจจุบัน μ-MIM ยังคงอยู่ในระยะฟักตัวและกำลังพัฒนาควบคู่ไปกับกระบวนการ 2C-MIM เป็นอย่างมาก เบื้องต้น กระบวนการทั้งสองอยู่ในขั้นตอนการผลิตแล้ว แต่อยู่ระหว่างการพัฒนาเทคโนโลยีและการศึกษาความเป็นไปได้สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กหรือชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดเล็กที่หลากหลาย

เป้าหมายการวิจัยเชิงแข่งขันและการพัฒนาในเบื้องต้นถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จในตลาด แต่การบรรลุความก้าวหน้าที่แท้จริงนั้นสามารถทำได้ผ่านการพัฒนาวัสดุและกระบวนการผลิตที่เกี่ยวข้องกับความเป็นไปได้ของ 2C-μ-MIM ในอุตสาหกรรม ควบคู่ไปกับการให้ความรู้แก่วิศวกรและช่างเทคนิคเท่านั้น

ในช่วงหกเดือนที่ผ่านมา การนำเซรามิกและกระจก 3 มิติมาใช้ในโทรศัพท์มือถือได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ จึงมีกระจก 3 มิติและโครงสร้างเซรามิกแบบสองด้านเกิดขึ้นมากมาย ผู้ประกอบการจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ในอุตสาหกรรมนี้ แสดงให้เห็นถึงความเจริญรุ่งเรืองของดอกไม้นับร้อย มีการพัฒนาเทคโนโลยี กระบวนการ และวัสดุใหม่ๆ เช่น สเตนเลส โลหะผสมไทเทเนียม กรอบ MIM ฝาหลังเซรามิก การพัฒนาพื้นผิวของกระจก กระบวนการพ่นหมึกแบบใหม่ การพิมพ์ และการเชื่อมเสาอากาศ การปรับปรุงอัตราการผ่านของกระจก 3 มิติ ลดการใช้พลังงาน และเพิ่มประสิทธิภาพ กลายเป็นปัญหาที่ยากสำหรับอุตสาหกรรมโดยรวม

  การฉีดขึ้นรูปโลหะผงโลหะวิทยาเกี่ยวกับเรา