1.กระบวนการวิช

กระบวนการ Wiech นำเสนอโดยสิทธิบัตรที่ Wiech คิดค้นขึ้นในปี พ.ศ. 2523 และได้รับการปรับปรุงหลายครั้ง ระบบกาวพื้นฐานของกระบวนการ Wiech ประกอบด้วยพาราฟินแว็กซ์และเรซินเทอร์โมพลาสติก สารยึดเกาะและผงจะถูกผสมบนอุปกรณ์ตัดแบบใบมีด “Z” หรือ “Σ” กระบวนการล้างไขมันขั้นต้นเป็นกระบวนการสองขั้นตอน โดยนำแท่งขึ้นรูป MIM ใส่ลงในภาชนะสุญญากาศก่อน จากนั้นให้ความร้อนที่อุณหภูมิการไหลของสารยึดเกาะหรือสูงกว่า จากนั้นค่อยๆ เติมตัวทำละลายในรูปก๊าซลงในภาชนะที่บรรจุแท่งขึ้นรูป ตัวทำละลายในรูปก๊าซจะเข้าไปในแท่งขึ้นรูปเพื่อละลายสารยึดเกาะ และเมื่อละลายจนได้ปริมาณหนึ่ง สารละลายตัวทำละลายของสารยึดเกาะจะไหลออกมาจากแท่งขึ้นรูป แผ่นขึ้นรูปที่นำสารยึดเกาะออกเกือบทั้งหมดแล้วจะถูกจุ่มลงในตัวทำละลายเหลวเพื่อกำจัดสารยึดเกาะที่เหลือออก สุดท้าย แท่งขึ้นรูปจะถูกอุ่นล่วงหน้าเพื่อกำจัดสารยึดเกาะและตัวทำละลายที่เหลือบางส่วน และผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะถูกเผาผนึก กระบวนการนี้ใช้เวลา 3 วันในการขจัดคราบไขมันออกจากตัวทำละลายที่เป็นก๊าซเพียงอย่างเดียว

ประสิทธิภาพในการขจัดไขมันต่ำมาก เนื่องจากอุณหภูมิในการขจัดไขมันสูงกว่าอุณหภูมิการไหลของสารยึดเกาะ จึงทำให้เกิดการเสียรูปอย่างรุนแรง ต่อมากระบวนการนี้ได้เปลี่ยนมาใช้การขจัดไขมันทั้งหมดโดยการย่อยสลายด้วยความร้อน ซึ่งทำให้เวลาในการขจัดไขมันลดลงอย่างมาก ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาอุตสาหกรรม MIM บริษัทส่วนใหญ่ใช้กระบวนการ Wiech จนถึงปัจจุบัน บางบริษัทยังคงใช้กระบวนการ Wiech ในการผลิต อย่างไรก็ตาม กระบวนการ Wiech มีปัญหาต่างๆ เช่น แรงเค้นสูงของแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกสีเขียว แตกและเสียรูปได้ง่าย และยากต่อการผลิตชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่

2 กระบวนการฉีดอินเจคทาแมกซ์

จอห์นสันจาก AMAX Metal Injection Molding USA คิดค้นกระบวนการ Injectamax ในปี พ.ศ. 2531 ข้อได้เปรียบหลักของกระบวนการนี้คือสารยึดเกาะประกอบด้วยพาราฟิน น้ำมันพืช และพอลิเมอร์ น้ำมันพืชจะเหลวเมื่อฉีดและทำให้เย็นลง ซึ่งทำให้ปริมาตรของแท่งขึ้นรูปเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยก่อนและหลังการฉีดขึ้นรูป และช่วยลดความเค้นภายในแท่งขึ้นรูป ในการล้างไขมัน ตัวทำละลายเช่นไตรคลอโรอีเทนจะถูกใช้ละลายน้ำมันพืชและพาราฟินแว็กซ์ก่อน ในขณะที่ส่วนประกอบที่ไม่ละลายน้ำจะไม่ถูกละลาย วิธีนี้จะเปิดช่องรูพรุนและกำจัดสารยึดเกาะที่เหลือออกด้วยการล้างไขมันด้วยความร้อน ระยะเวลาในการล้างไขมันทั้งหมดสั้น เพียง 6 ชั่วโมง ซึ่งถือว่าสั้นมาก

วิธีการขจัดคราบไขมันที่รวดเร็วยิ่งขึ้น ด้วยคุณสมบัติที่เรียบง่าย การลงทุนต่ำ และประสิทธิภาพสูง กระบวนการขจัดคราบไขมันด้วยตัวทำละลายและความร้อนแบบสองขั้นตอนจึงเป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน บริษัท MIM และผู้ผลิต

3. วิธีการเมทาโมลด์

กระบวนการเมตาโมลด์เป็นกระบวนการล้างไขมันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา MIM ที่พัฒนาโดยบริษัทบลูมาเคอร์ (Bloemacher) ซึ่งเทียบเท่ากับบริษัท BSAF ในประเทศเยอรมนีในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ลักษณะทางเทคนิคหลักของวิธีนี้คือใช้เรซินโพลีอีเทอร์เป็นสารยึดเกาะและเร่งปฏิกิริยาการล้างไขมันได้อย่างรวดเร็วในบรรยากาศที่เป็นกรด การใช้เรซินโพลีอีเทอร์สายยาวเป็นสารยึดเกาะ โดยใช้ขั้วเรซินโพลีอีเทอร์เชื่อมผงโลหะ สามารถใช้ได้กับผงโลหะหลากหลายประเภท ฟอร์มาลดีไฮด์จะถูกย่อยสลายเป็นฟอร์มาลดีไฮด์ภายใต้การเร่งปฏิกิริยาในบรรยากาศที่เป็นกรด ปฏิกิริยาการสลายตัวนี้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิสูงกว่า 110 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นการเปลี่ยนสถานะจากก๊าซเป็นของแข็งโดยตรง เดิมที BASF ใช้กรดไนตริกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเร่งปฏิกิริยาการล้างไขมันในระดับที่ต่ำกว่ากระบวนการพอลิเมอไรเซชัน

อุณหภูมิอ่อนตัวของเรซินอัลดีไฮด์ช่วยป้องกันการเกิดเฟสของเหลว ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการควบคุมการเสียรูปของแท่งพลาสติกสีเขียว และช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำของขนาดหลังจากการเผาผนึก การกำจัดไขมันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาจะดำเนินการที่รอยต่อของสารยึดเกาะในบรรยากาศ 2 ไม่มีก๊าซในแท่งพลาสติกที่กำลังขึ้นรูป และความเร็วในการเคลื่อนที่ของรอยต่อปฏิกิริยาสามารถสูงถึง 1 ~ 4 มม./ชม. ต่อมา BASF ได้พัฒนาวิธีการใหม่โดยใช้กรดออกซาลิกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งสามารถนำไปใช้กับโลหะผสมแข็งและเซรามิกส์ได้ ขยายขอบเขตการประยุกต์ใช้กระบวนการ Metamold คุณสมบัติที่สำคัญของกระบวนการ Metamold คือการใช้การกำจัดไขมันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา และไม่มีเฟสของเหลวเกิดขึ้นระหว่างการกำจัดไขมัน ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงจุดอ่อนที่ผลิตภัณฑ์ MIM มีแนวโน้มที่จะเสียรูปและควบคุมความแม่นยำของขนาดได้ยาก นับเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในอุตสาหกรรม MIM และเนื่องจากเป็นการกำจัดไขมันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา จึงช่วยลดเวลาในการกำจัดไขมันและลดต้นทุนได้อย่างมาก ขนาดใหญ่ ชิ้นส่วน MIM สามารถผลิตได้ด้วยวิธี Metamold ด้วยระบบการล้างไขมันและเผาผนึกอย่างต่อเนื่องของ CREMER ทำให้สามารถผลิตได้อย่างต่อเนื่อง ทำให้ MIM เป็นเทคโนโลยีการขึ้นรูป PM ที่เกือบจะสะอาดและสามารถแข่งขันได้อย่างแท้จริง อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้มีปัญหาบางประการ เช่น อุปกรณ์กัดกร่อนในบรรยากาศกรดและการบำบัดก๊าซเสีย และต้นทุนการลงทุนในอุปกรณ์หลักค่อนข้างสูง

บริษัท Thermal Precision Technology ซึ่งตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนากระบวนการใหม่ที่เรียกว่าโลหะแม่นยำ การฉีดขึ้นรูปผง (PPIM) บริษัทอ้างว่ากระบวนการนี้จะขับเคลื่อนเทคโนโลยี MIM สู่ยุคใหม่ที่ต้นทุนต่ำ ความแม่นยำสูง ผลผลิตสูง และปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ คุณสมบัติทางเทคนิคหลักของกระบวนการ PPIM แบ่งออกเป็นสองส่วน หนึ่งคือการใช้สารยึดเกาะที่ละลายน้ำได้ สารยึดเกาะนี้ประกอบด้วยโพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) เป็นองค์ประกอบแรก และพอลิเมอร์เชื่อมขวาง เช่น โพลีไวนิลบิวทิรัล (PVB) เป็นองค์ประกอบที่สอง ดังนั้นการขจัดคราบไขมันจึงสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกคือการกำจัดออกด้วยวิธีการละลายน้ำ PEG ซึ่ง PVB จะยังคงอยู่ในสถานะของแข็งเชื่อมขวาง ในทางกลับกัน กระบวนการ PPIM ใช้ผงโลหะที่ประกอบด้วยอนุภาคขนาดใหญ่ ผสมกับผงหยาบและผงละเอียด เพื่อเพิ่มปริมาณผงในวัสดุป้อนเข้า สำหรับผงสแตนเลสสามารถสูงถึง 74% (เศษส่วนปริมาตร) ซึ่งช่วยลดการหดตัวของขนาดได้อย่างมาก ด้วยการปรับปรุงทั้งสองส่วนนี้ ความแม่นยำเชิงขนาดของผลิตภัณฑ์จึงสูงถึง ±011% โดยใช้ กระบวนการ PPIMซึ่งถือว่าสูงที่สุดในบรรดาทั้งหมด กระบวนการ MIM ในปัจจุบัน.