[Tecnología] Nueva tecnología de moldeo por inyección de metales: μ- Introducción al proceso MIM y 2C-MIM

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De hecho, no es una tecnología demasiado nueva. Se ha utilizado en producción^_^

En los últimos años, con el objetivo de fabricar metales y aleaciones que puedan utilizarse para la producción en masa de superficies de micropiezas y microestructuras, se ha desarrollado el proceso de moldeo por inyección de micrometales (μ-MIM). μ- MIM ha mejorado en gran medida la disponibilidad de metales y aleaciones para microaplicaciones, como nuevos materiales con estabilidad a altas temperaturas, resistencia y tenacidad, así como conductividad térmica y magnetismo.

Además, en comparación con el moldeo por microinyección de plásticos, μ- El proceso de producción bimetálica desarrollado por MIM permite conectar dos materiales metálicos diferentes (co-inyección bimetálica) durante el proceso de moldeo por inyección.

El pequeño editor extrajo algunos contenidos de los trabajos de la industria y presentó brevemente la situación actual de estos dos procesos.

1. Coinyección bimetálica 2C-MIM (MIM de dos componentes)

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Implantes de titanio con superficie porosa y núcleo interno denso

Como método de fabricación de piezas bimetálicas, se ha desarrollado el proceso 2C-MIM (MIM de dos componentes). La principal ventaja del proceso 2C-MIM es que, en un proceso de producción, se pueden combinar directamente dos materiales con diferentes propiedades, lo que reduce las operaciones de conexión posteriores (como soldadura, remachado, montaje de fijación, etc.).

La gama de piezas que 2C-MIM puede fabricar incluye piezas huecas con estructuras internas complejas hasta componentes desmontables flexibles.

El propósito de todos los estudios es fabricar piezas de ingeniería con funcionalidad mejorada a un costo favorable. Para piezas que son fáciles de desgastar, los materiales duros o resistentes al desgaste solo se pueden usar para el refuerzo local en piezas clave como las superficies de fricción, y otras piezas estructurales se pueden fabricar con materiales de costo relativamente bajo.

Para fabricar piezas bimetálicas, no es suficiente entender simplemente la forma de moldeo por inyección de los dos materiales de inyección. La clave es que los dos materiales deben poder sinterizarse en el mismo horno y bajo la misma atmósfera de sinterización. Debido a que la contracción de las dos partes es diferente durante la sinterización, puede causar deslaminación o agrietamiento. Además, cuando se forman fases dañinas, los elementos de aleación también se difundirán a lo largo del límite, lo que reducirá el rendimiento del material.

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17-4Muestra de tracción compuesta de PH/316L preparada mediante coinyección

Al coordinar los factores de procesamiento, se puede optimizar la calidad de las piezas 2C-MIM. Debido a su capacidad única, una pieza puede tener diferentes propiedades materiales sin ninguna operación de ensamblaje. Por lo tanto, el proceso 2C-MIM ciertamente expandirá el mercado de aplicaciones de la industria MIM.

2. Proceso de moldeo por inyección de micrometal (μ- MIM)

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Recipiente de reacción de acero inoxidable para microinyección

Los productos y sistemas tienden a la miniaturización, lo que significa que la estructura y las partes funcionales de los sistemas complejos serán cada vez más pequeñas.

Esto requiere no solo el uso de materiales avanzados con propiedades físicas apropiadas, sino también la microminiaturización de las características geométricas, para aumentar el número de funciones integradas.

Por lo tanto, es necesario desarrollar métodos altamente efectivos y confiables para la fabricación de micropiezas o piezas de microestructura μ- Las piezas de microestructura fabricadas por MIM se pueden utilizar para reemplazar las piezas de plástico para obtener las ventajas de propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión o alta temperatura. rendimiento de los materiales metálicos.

El éxito de este nuevo proceso de fabricación se basa en que su proceso competitivo está limitado por materiales procesables o gran capacidad de producción, y no existe sustituto del cacao μ-MIM.

La tecnología LIGA (combinación de fotolitografía y electroformado) generalmente solo se aplica a la geometría 2D y está limitada por el electroformado en la selección de materiales.

Otras tecnologías, como los métodos de microfabricación electroquímicos, las tecnologías de micromolienda y micromolienda, todas provienen de la industria de la microelectrónica basada en silicio, y todas tienen la capacidad de resolver problemas tan pequeños como 1 μ La capacidad de m características, sin embargo, no es adecuado para la producción en masa de piezas 3D.

Ahora, utilice μ- El tamaño característico de las micropiezas producidas por MIM puede ser tan pequeño como 5 μ m. Sin embargo, con el fin de optimizar el rendimiento, por ejemplo, de acuerdo con las características de flujo o la forma de la pieza, la gente ha desarrollado materiales de inyección especiales de μ-submicras o nanómetros completamente posibles requeridos por MIM.

En términos generales, para micropartes, MIM puede replicar características aproximadamente 10 veces el tamaño de partícula promedio, lo que es particularmente aplicable para micropartes. Si desea fabricar características más pequeñas, debe aplicar un polvo más fino. Ahora, disponible polvo metálico de 1 μm. Algunos polvos son demasiado activos para producir polvos de este tamaño (por ejemplo, Ti), mientras que otros polvos metálicos son más fáciles de producir mediante atomización especial (por ejemplo, acero inoxidable).

Si el rango de tamaño de partícula del polvo es inferior a 1 um, se deben usar materiales de inyección especiales para adaptarse a los problemas causados ​​por el moldeo por inyección y el desengrase del polvo en una gran superficie.

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Engranaje e impulsor de microinyección en acero inoxidable

¿Ahora? μ-MIM todavía está en la etapa de cultivo y generalmente se desarrolla en paralelo con el proceso 2C-MIM. En primer lugar, ambos procesos se han utilizado en la producción, pero ambos están en proceso de introducción de tecnología y estudio de viabilidad en varias micropiezas o piezas de microestructura.

En el camino para ingresar con éxito al mercado, los objetivos preliminares de investigación y desarrollo competitivos son un trabajo clave, pero solo centrándose en 2C en la industria. μ- La posibilidad de MIM para desarrollar materiales y procesos de producción, junto con la educación de ingeniería y técnica. personal, puede lograr un avance real.