Metaal spuitgieten is een fabricagetechniek voor het maken van gereedschappen van metalen elementen. Het proces van metaal spuitgieten wordt vaak afgekort als MIM. Het oorspronkelijke idee achter de MIM-productietechniek is om de vormgeving van spuitgieten te integreren met de sterke mechanische effecten van metaal....

Conventionele giettechnieken vereisen dat het metaal in een vloeibare toestand is tijdens het gieten; het metaalpoeder dat wordt gebruikt in Metal Injection Molding stelt de vormgevingstaken in staat om op veel lagere temperaturen uit te voeren. Vanwege de verschillende materialen, inclusief MIM-rauwmateriaal en de onder-smeltpunt-temperatuur van het vormgevingsproces, vereisen de vervaardiging van de afgewerkte delen enkele extra stappen. Het is de beste manier voor grootschalige productie van kleine metalen onderdelen. De vormgevingsfase is een vrij eenvoudig proces.

Productiefasen van Metal Injection Molding

 De productiefase van metal injection molding is verdeeld in vier eenvoudige stappen. Er bestaan veel contrasten tussen procedures, maar hieronder volgt een algemeen overzicht:

• Cross-Pollinatie

De eerste stap is het mengen van de grondstoffen [bindmiddelen en poeders] in een goede menging. Deze menging van poeder en polymeerbinden wordt feedstock genoemd.

Het hele MIM-proces is in wezen gebaseerd op de effecten en de toestand van de feedstock. Aangezien de feedstock zelf een centrale rol speelt in de MIM-methode, zullen de details van de feedstock elke stap van begin tot eind beïnvloeden.

• Injectie 

De tweede stap in het creëren van het geometrieonderdeel wordt “Injectie” genoemd.

Deze handeling begint met het verhogen van de temperatuur van de feedstock om de smelttemperatuur van de bindmiddel te overtreffen, een pers drukt de feedstock in een mal.

THet ingangspunt, genaamd de poort, wordt afgeknipt en de mal wordt geopend om een groene onderdeel eruit te halen. De viscositeit van de feedstock wordt minder dik, wat de belastingdruk tijdens het vullen vermindert. Het hangt ook af van de temperatuur en de concrete belading van de feedstock. 

• Ontbinder 

De derde stap in de productiefase van metaalinjectiegieten is ontbinding. Deze stap verwijdert het bindmiddel en produceert primaire densificatie om wat energie aan het onderdeel te geven en het hanteren te vergemakkelijken. Drie methoden worden vaak gebruikt: oplosmiddelextractie, wickings en thermische ontleding.

De ontbindingsprocedure is de massale beoordelingsstap in MIM-productie. Het succes hangt af van hoe zorgvuldig het bindmiddel wordt verwijderd. Tijdens de ontbinding moet de gevormde massa de spanningen weerstaan die ontstaan doordat de bindmiddelen uit het onderdeel worden gehaald, terwijl de vorm behouden blijft. 

• Sinteren 

Sinteren is de laatste stap, waarbij het onderdeel zijn uiteindelijke dichtheid bereikt. Het wordt op een setter geplaatst in een oven en blootgesteld aan een reducerende of inter-atmosfeer. De atmosfeer ontstaat net onder het smeltpunt van het materiaal, volgens een bepaald profiel.

De sintercyclus lijkt op elke standaard sintercyclus. Het verwijderen van externe energie is de belangrijkste drijfveer. Als resultaat heeft het onderdeel, dat bestaat uit kleine atomen, minder kracht nodig om te densificeren. 

Verschil tussen MIM en Bewerken

Wat betreft vergelijkbaarheid zal MIM waarschijnlijk goed aansluiten bij bewerkte gereedschappen wat betreft afgewerkte elementen. Over het algemeen kunnen MIM-elementen op dezelfde manier worden gebruikt als bewerkte onderdelen, medisch, ruimtevaart, en in sommige gevallen lijken MIM-gereedschappen meer op bewerkte onderdelen. Echter, wanneer het erop aankomt, biedt MIM veel voordelen voor nauwkeurigheidselementen die bewerking niet oplost.

Geïsoleerde geometrie

MIM biedt individuele geometrie- en ingewikkeldheidsmogelijkheden. Bewerking kent begrensde complexiteit, bewerkbaarheid en ontwerprechten, en het is vaak moeilijker om multiplex-elementen te bewerken. Naarmate de details complexer worden, wordt MIM kosteneffectiever omdat hoe ingewikkelder je gereedschap, hoe meer machine-uren het kost om het te maken.

Kracht & Productie 

Hoewel beide processen goed gebouwde gereedschappen maken, ondervinden MIM-elementen geen door de machine veroorzaakte stress of middelkracht, wat na verloop van tijd vervorming en mogelijk gereedschapsfouten kan veroorzaken. MIM-gereedschappen worden gevormd met traditionele mallen en vervolgens in een oven geplaatst waar de was uit het element wordt opgelost, waardoor een stevige, massieve stuk overblijft.

Malbijdrage 

Bij het produceren van een MIM-element is de betrokkenheid van het gereedschap meestal gerelateerd aan de malbijdrage. Dit betekent dat de mal of het gereedschap complex is, dus je hebt één extra kostenpost gerelateerd aan de moeilijkheid van je element. Bij bewerking, als je ingewikkeldheid toevoegt, voeg je nieuwe kosten en bewerkingstijd toe aan de gereedschapskosten.

Materiaalafval

Het materiaalafval verdwijnt niet bij de MIM-procedure. Dit is belangrijk omdat je als klant betaalt voor dat afval als je een bewerkt gereedschap hebt. Via de MIM-procedure hoef je geen geld te besteden aan materiaal dat elders gebruikt had kunnen worden.

Afmetingen 

MIM is beter geschikt voor het vergroten van een afmeting. Bewerking kost veel tijd om samengestelde gereedschappen te maken, dus als je van 10k naar 20k onderdelen per week wilt gaan, moet je meer CNC-machines aanschaffen om de afmetingen te bereiken.

Redenen: Waarom je voor Metaalinjectie Gieten zou moeten kiezen 

Er zijn verschillende redenen om het proces van metaalinjectie gieten te adopteren. Enkele daarvan zijn:

1- Het proces kan onderdelen maken van materiaal met lage bewerkbaarheid omdat complexe geometrie correct kan worden gevormd met een goede verhouding zonder bewerking. 

2- MIM heeft een hoge productiesnelheid die de doorlooptijd voor onderdeelproductie kan verkorten zodra de mal is gemaakt en de procesparameters goed zijn afgesteld. 

3- Dit proces kan de materiaalkosten verlagen dankzij het lagere aantal bewerkingsstappen en de hoge fabricagesnelheid die hierboven is genoemd.

4- Onderdelen vervaardigd door metaalinjectie gieten hebben een hoge causaliteit en meer vrijheid dan gieten omdat de precisie groter is in poedervormige injectiegietprocessen, en de resultaten in invoergroottes zijn veel kleiner dan bij gegoten materialen.

Wat zijn enkele voordelen van Metaalinjectie Gieten

Metaalinjectie gieten heeft verschillende voordelen ten opzichte van andere fabricagetechnologieën. De technologie van metaalinjectie gieten is de afgelopen 25 jaar aanzienlijk gevorderd, en de rijpheid van de technologie wijst op het toenemende aantal elementen, verbindingen, afmetingen en ingewikkeldheden die worden aangeboden.

Het proces van metaalinjectie gieten heeft de volgende voordelen:

• Prijs-constructieve productie hoog volume samengestelde gereedschappen.
• Lagere productietijd vergeleken met kostengieten
• Mechanische effecten zijn vaardiger voor gietstukken en andere PM-gereedschappen gebruikend
•  Prime atoomsmaat en hoge gesinterde hardheid
• Materiaal parallel aan bewerkt samengestelde materialen
• Breed schaal pre-samenstellingen en hoofdsamenstellingen verkrijgbaar
• Laagste van afwerkingstaken 
• Injectie gieten maakt hoge volumes consistentie en samengestelde gereedschappen mogelijk. Echter, je moet letten op inlaat- en barrièreposities, laslijnen, omhullende overgangen, wandgrootte, koptekening en meer om emissie te vergemakkelijken en exacte gereedschappen te verkrijgen.

Resultaten 

Het optimaliseren van een metaalinjectiegietproces is een volledig arbeidsintensieve en langdurige taak. Geen eenvoudige en korte berekeningen kunnen de optimale parameters opleveren, maar dienen puur als richtlijnen. Het vinden van de beste parameters is een op zichzelf staand proces.

De taak van optimalisatie is het meest feitelijk en hangt volledig af van scannen en foutidentificatie. De analyse concludeert dat optimalisatie van MIM-parameters een vaste workflow volgt.