Trong những năm gần đây,quá trình ép phun vi kim loại (μ-MIM) đã được phát triển với mục tiêu sản xuất kim loại và hợp kim có thể được sử dụng để sản xuất hàng loạt các bộ phận vi mô và bề mặt cấu trúc vi mô. μ-MIM làm tăng đáng kể tính sẵn có của kim loại và hợp kim cho các ứng dụng vi mô, chẳng hạn như vật liệu mới có độ ổn định nhiệt độ cao, độ bền và độ bền cũng như tính dẫn nhiệt và từ tính.

Ngoài ra, so với phương pháp ép phun vi mô nhựa, quy trình sản xuất lưỡng kim do μ-MIM phát triển cho phép hai vật liệu kim loại khác nhau được kết nối với nhau (đồng phun lưỡng kim) trong quá trình ép phun.

1. MIM hai thành phần (2C-MIM)

Bề mặt xốp và lõi bên trong dày đặc

Là một phương pháp sản xuất các bộ phận lưỡng kim, người ta đã phát triển quy trình 2C-MIM (MIM hai thành phần). Ưu điểm chính của quy trình 2C-MIM là hai vật liệu có đặc tính khác nhau có thể được kết hợp trực tiếp trong một quy trình sản xuất duy nhất, do đó làm giảm các hoạt động chung tiếp theo (chẳng hạn như hàn, tán đinh, lắp ráp buộc chặt, v.v.).

Các bộ phận mà 2C-MIM có thể sản xuất bao gồm từ các bộ phận rỗng có cấu trúc bên trong phức tạp đến các bộ phận linh hoạt có thể tháo rời.

Mục đích của tất cả các nghiên cứu là sản xuất các bộ phận kỹ thuật nâng cao chức năng với chi phí thuận lợi. Đối với các bộ phận dễ mài mòn, bạn chỉ có thể gia cố cục bộ các bộ phận chính như bề mặt ma sát bằng vật liệu cứng hơn hoặc chịu mài mòn hơn và các bộ phận kết cấu khác bằng vật liệu có chi phí tương đối thấp.

Để sản xuất các bộ phận lưỡng kim, chỉ hiểu hình dạng ép phun của hai vật liệu ép phun là chưa đủ, điều quan trọng là hai vật liệu này phải có khả năng được thiêu kết trong cùng một lò và trong cùng một môi trường thiêu kết. Do tốc độ co ngót của hai phần không giống nhau trong quá trình thiêu kết nên có thể dẫn đến hiện tượng tách lớp hoặc nứt. Và khi một pha có hại được hình thành, các nguyên tố hợp kim cũng có thể lan rộng dọc theo ranh giới, làm giảm tính chất của vật liệu.

Hình 17-4PH/316L mẫu kéo composite được chuẩn bị bằng phương pháp phun đồng thời

Bằng cách phối hợp các yếu tố gia công, chất lượng của các bộ phận 2C-MIM được tối ưu hóa. Do khả năng độc đáo của nó là tạo ra một bộ phận có các đặc tính vật liệu khác nhau mà không cần bất kỳ công việc lắp ráp nào, quy trình 2C-MIM chắc chắn sẽ mở rộng thị trường ứng dụng của ngành MIM.

Nếu phạm vi kích thước hạt của bột dưới 1um, nên sử dụng vật liệu phun đặc biệt để thích ứng với các vấn đề do diện tích bề mặt lớn của bột gây ra.ép phun bột và tẩy dầu mỡ.

2.Quy trình ép phun kim loại vi mô (μ-MIM)

Đĩa phản ứng bằng thép không gỉ Microinjection

Các sản phẩm và hệ thống đang ngày càng được thu nhỏ, điều đó có nghĩa là các bộ phận cấu trúc và chức năng trong các hệ thống phức tạp ngày càng trở nên nhỏ hơn.

Điều này không chỉ đòi hỏi việc sử dụng các vật liệu tiên tiến có đặc tính vật lý phù hợp mà còn cả các đặc điểm hình học thu nhỏ để tăng số lượng chức năng tích hợp.

Do đó, cần phát triển các phương pháp sản xuất các bộ phận vi mô hoặc bộ phận cấu trúc vi mô có hiệu quả cao và đáng tin cậy, đồng thời các bộ phận cấu trúc vi mô được sản xuất bằng μ-MIM có thể được sử dụng để thay thế các bộ phận bằng nhựa nhằm đạt được những ưu điểm về tính chất cơ học, khả năng chống ăn mòn. hoặc tính chất nhiệt độ cao của vật liệu kim loại.

Sự thành công của quy trình sản xuất mới này dựa trên thực tế là quy trình cạnh tranh của nó bị hạn chế bởi vật liệu có thể gia công hoặc năng lực sản xuất hàng loạt và không có giải pháp thay thế nào cho μ-MIM.

Công nghệ LIGA (kết hợp giữa in thạch bản và mạ điện) thường chỉ phù hợp với hình học 2D và bị hạn chế bởi mạ điện về mặt lựa chọn vật liệu.

Các kỹ thuật khác, chẳng hạn như phương pháp sản xuất vi mô điện hóa, phay vi mô và mài vi mô, đến từ ngành công nghiệp vi điện tử dựa trên silicon và có khả năng giải quyết các tính năng nhỏ tới 1μm, nhưng chúng không phù hợp để sản xuất hàng loạt các sản phẩmbộ phận 3D.

Giờ đây, các bộ phận vi mô được sản xuất bằng μ-MIM có thể có kích thước tính năng nhỏ tới 5μm. Tuy nhiên, để tối ưu hóa hiệu suất, chẳng hạn như duy trì hình dạng theo đặc tính dòng chảy hoặc các bộ phận, các vật liệu phun đặc biệt đã được phát triển hoàn toàn có thể sử dụng được cho micromet hoặc nanomet cần thiết cho μ-MIM.

Nhìn chung, đối với các bộ phận vi mô, MIM có thể tái tạo các đặc điểm có kích thước hạt trung bình khoảng 10 lần, điều này đặc biệt phù hợp với các bộ phận vi mô, nếu muốn tạo các đặc điểm nhỏ hơn, bạn cần phủ một lượng bột nhỏ hơn. Bây giờ, bột kim loại có sẵn là 1μm. Một số loại bột có tính phản ứng cao nên không thể tạo ra các loại bột có kích thước hạt này (ví dụ: Ti), trong khi các loại bột kim loại khác dễ sản xuất hơn với phương pháp bay hơi bằng khí dung đặc biệt (ví dụ: thép không gỉ).

Nếu phạm vi kích thước hạt của bột dưới 1um, nên sử dụng vật liệu phun đặc biệt để thích ứng với các vấn đề do diện tích bề mặt lớn của quá trình ép phun và tẩy dầu mỡ gây ra.

Hình ảnh bánh răng và cánh quạt bằng thép không gỉ phun vi mô

Hiện tại, μ-MIM vẫn đang trong giai đoạn ươm tạo và phần lớn đang phát triển song song với quy trình 2C-MIM. Đầu tiên, cả hai quy trình hiện đang được sản xuất nhưng cả hai đều đang trong quá trình triển khai công nghệ và nghiên cứu tính khả thi cho nhiều bộ phận vi mô hoặc bộ phận cấu trúc vi mô.

Các mục tiêu nghiên cứu và phát triển cạnh tranh ban đầu rất quan trọng trên con đường dẫn đến thành công trên thị trường, nhưng chỉ thông qua việc phát triển vật liệu và quy trình sản xuất xung quanh khả năng của 2C-μ-MIM trong ngành, cùng với việc đào tạo các kỹ sư và kỹ thuật viên, mới có thể tạo ra những đột phá thực sự đạt được.

Trong sáu tháng qua, với việc ứng dụng gốm và kính 3D trong điện thoại di động ngày càng được chú ý, cũng có nhiều mẫu kính 3D và cấu trúc gốm hai mặt. Ngày càng có nhiều doanh nghiệp tham gia vào ngành này, cho thấy sự hưng thịnh của trăm hoa, một số công nghệ mới, quy trình mới, vật liệu mới đã được phát triển như: thép không gỉ, hợp kim titan, khung MIM, mặt sau bằng gốm, các khía cạnh quy trình như, quá trình trang trí kính phát triển kết cấu, quá trình phun mực mới, in ấn và hợp nhất ăng-ten; Làm thế nào để cải thiện tốc độ truyền kính 3D, giảm mức tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu quả đã trở thành một bài toán khó cho toàn ngành.

  ép phun kim loại⎮Luyện kim bột⎮Về chúng tôi