Proces vstřikování kovů (MIM).

Co je to vstřikování kovů?

Proces vstřikování kovů (MIM) spojuje flexibilitu designu vstřikování plastů s pevností a integritou tvářených kovů a nabízí nákladově efektivní řešení pro vysoce složité geometrie součástí.

Proces MIM je obvykle vysvětlován jako čtyři jedinečné kroky zpracování (slučování, lisování, odstraňování vazby a slinování) k výrobě konečného dílu.

Skládání:

Proces MIM začíná procesem míchání nebo přípravy suroviny. Jemný kovový prášek o velikosti částic menší než 20 µ je smíchán s termoplastickými a voskovými pojivy v přesných množstvích. Poměr kovového prášku k pojivu je přibližně 60:40 objemově. Směs se umístí do speciálního míchacího zařízení a zahřeje se na teplotu, která způsobí roztavení pojiv. Hmota se mechanicky míchá, dokud nejsou částice kovového prášku rovnoměrně potaženy pojivy. Hmota je ochlazena a poté granulována do volně tekoucích pelet (vstupní surovina), které budou přijímány vstřikovacím lisem na kov.

Lití:

Vstřikování je svým vybavením a technikou identické s tím, jak probíhá vstřikování plastů. Peletizovaná surovina je přiváděna do vstřikovacího stroje, kde je zahřívána a vstřikována do dutiny formy pod vysokým tlakem. Lisovaná část (nyní nazývaná „zelená část“) se nechá vychladnout a poté se vyjme z formy, aby se proces mohl opakovat. Protože se taví pouze pojiva (pro přenášení kovových prášků), celý proces probíhá při teplotě asi 200 °C. Nástroje mohou mít více dutin pro vysoké rychlosti výroby. Dutina formy je dimenzována přibližně o 20 % větší, aby se kompenzovalo smrštění, ke kterému dochází během slinování. Změna smrštění je u každého materiálu přesně známa.

Odvázání:

Po vstřikování se lisovaný díl přesune k dalšímu kroku nazývanému odstranění pojiva nebo proces odstranění pojiva. Odstraňování pojiva je proces, při kterém jsou pojivové materiály odstraněny z lisované MIM komponenty. Tento proces se obvykle provádí v několika krocích, přičemž většina je odstraněna před krokem slinování a zanechává pouze tolik pojiva, aby bylo možné díly vložit do slinovací pece. Odstranění pojiva lze provést několika způsoby, z nichž nejoblíbenější je extrakce rozpouštědlem. Po odstranění pojiva je díl nyní poloporézní, což umožňuje zbývajícímu pojivu snadno uniknout během procesu slinování.

Slinování:

Části zbavené pojiva jsou umístěny na keramických usazovacích zařízeních, které jsou vloženy do vysokoteplotní, atmosférou řízené slinovací pece. Hnědé části se pomalu zahřívají v ochranné atmosféře, aby se vytlačila zbývající pojiva. Jakmile se pojiva odpaří, kovová část se zahřeje na vysokou teplotu, kde se odstraní prázdný prostor mezi částicemi, protože se částice spojí dohromady. Součást se izotropně smrští na své konstrukční rozměry a přemění se na husté těleso. Hustota slinutého dílu je u většiny materiálů typicky větší než 97 % teoretické. Vysoká hustota slinutého dílu dává výrobku vlastnosti podobné tvářeným materiálům.

Dokončení:

Dokončovací/obráběcí procesy nejsou součástí procesu vstřikování kovů. V závislosti na konečných požadavcích mohou být na slinutém dílu provedeny určité dokončovací/obráběcí operace. Pro zlepšení fyzikálních vlastností lze tepelné zpracování provádět jako u každého kovu. Pro dosažení tolerancí pro vstřikování kovů (MIM), které jsou přesnější, než může proces poskytnout, lze provést jakýkoli typ obráběcí operace. Díky vysoké hustotě materiálu lze snadno aplikovat pokovování a povlaky. Úspěšně lze také použít četné techniky mechanické montáže, jako je svařování nebo zpracování za studena.