Metal Injection Molding (MIM) adalah teknologi manufaktur near-net-shape canggih yang secara mendalam mengintegrasikan metalurgi serbuk dan pencetakan injeksi plastik. Dengan keunggulan utamanya yaitu mampu mencapai produksi komponen logam kompleks dalam skala besar dan presisi tinggi, MIM telah menjadi pilihan penting untuk menggantikan proses pemotongan, pengecoran, dan penempaan tradisional dalam manufaktur modern.

Teknologi ini secara langsung membentuk produk logam dengan akurasi dimensi tinggi dan struktur kompleks dengan mencampur bubuk logam dengan pengikat untuk membuat bahan baku, dan kemudian melalui proses pencetakan injeksi, penghilangan lapisan permukaan, sintering, dan proses lainnya.

 

Apa itu Cetakan Injeksi Logam

Inti dari Metal Injection Molding (MIM) adalah mencampur bubuk logam ultrahalus dengan pengikat termoplastik dalam proporsi tertentu, kemudian, melalui pencampuran dan granulasi, menghasilkan bahan baku dengan fluiditas dan plastisitas yang baik. Bahan baku tersebut disuntikkan ke dalam rongga cetakan presisi di bawah tekanan tinggi untuk membentuk benda mentah (green body) dengan mensimulasikan proses pencetakan injeksi plastik, dan kemudian pengikat dalam benda mentah tersebut dihilangkan melalui proses penghilangan lapisan permukaan (deglazing).

Terakhir, melalui proses sintering suhu tinggi, partikel serbuk logam mengalami pengikatan metalurgi dan pemadatan, sehingga pada akhirnya diperoleh komponen logam dengan presisi tinggi dan bentuk kompleks yang mendekati kepadatan teoritis.

Inti dari proses MIM adalah mencapai produksi massal produk logam melalui teknologi pencetakan plastik, menggabungkan sifat material logam dari metalurgi serbuk dengan fleksibilitas proses pencetakan injeksi plastik. Fitur intinya tercermin dalam tiga aspek:

1. Kebebasan pembentukan yang tinggi: Alat ini dapat membentuk struktur tiga dimensi yang kompleks dengan lubang samping, ulir internal, lubang silang, dan dinding tipis (> 0.3 mm), serta dapat mencapai pembentukan terintegrasi multi-komponen, sehingga mengurangi proses selanjutnya. majelis proses.
2. Akurasi dimensi tinggiToleransi dimensi produk jadi dapat dikontrol dalam ±0.3%, dan kekasaran permukaan Ra ≤1.6μm. Proses ini termasuk dalam proses pembentukan mendekati bentuk akhir (near-net-shape forming), yang secara signifikan mengurangi biaya pemrosesan halus.
3. Kompatibilitas material yang kuatSebagai respons terhadap tuntutan produksi massal industri, material logam dasar seperti baja tahan karat, baja karbon, tembaga, dan paduan tembaga semuanya dapat mencapai kompatibilitas proses MIM yang matang, dan sifat mekanik produk jadi dapat dibandingkan dengan sifat tempaan.

Prinsip kerja proses MIM

Seluruh proses produksi MIM meliputi lima langkah utama: persiapan material, pencetakan injeksi, penghilangan lemak, sintering, dan perlakuan pasca-produksi. Pengendalian pengaturan proses yang baik menentukan ukuran, kualitas, dan hasil akhir permukaan produk.

Logika inti dari keseluruhan proses adalah “membentuk bubuk logam melalui pengikat, dan kemudian memadatkan bubuk logam melalui proses penghilangan lapisan permukaan dan sintering”. Untuk material yang umum digunakan seperti baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga, parameter proses setiap langkah telah distandarisasi. Prinsip kerja spesifik dan operasi kuncinya adalah sebagai berikut:

(1) Persiapan pemberian makan

Proses pembuatan bahan baku terutama mencampurkan bubuk logam yang sangat halus (stainless steel, baja karbon, tembaga) dan bahan pengikat. Campuran ini kemudian diolah menjadi butiran kecil. Butiran ini stabil, mudah dibentuk, dan merata. Hasilnya adalah material berkualitas untuk pencetakan injeksi.

1. Persentase bahan baku:

Bubuk logam berjumlah 75%-85% berdasarkan volume. Bahan pengikat berjumlah 15%-25%.

Bahan pengikat biasanya terdiri dari bahan dasar seperti polietilen (PE) dan polipropilen (PP), plasticizer ftalat, dan pelumas asam stearat. Rasio disesuaikan sesuai dengan karakteristik bubuk logam.

2. Pemanasan dan pencampuran:

Masukkan bubuk logam dan pengikat ke dalam mixer. Panaskan dan aduk pada suhu 150-200℃. Pengikat akan meleleh sepenuhnya dan menutupi bubuk secara merata. Ini membentuk campuran yang seragam dan mencegah bubuk menggumpal.

3. Granulasi dan penyaringan:

Dinginkan campuran bahan cair. Kemudian hancurkan dan saring. Buat butiran berukuran 2-5 mm. Ini memastikan mesin injeksi bekerja dengan baik.

(2) Cetakan injeksi

Inti dari pencetakan injeksi adalah memplastiskan bahan baku melalui suhu dan tekanan tinggi serta mengisi rongga cetakan. Setelah pendinginan dan pemadatan, cetakan dilepas untuk mendapatkan benda mentah (green body), yang cocok untuk material seperti baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga.

1. Pemberian makan plastisasi:

Tambahkan bahan baku granular ke mesin injeksi. Panaskan hingga suhu antara 160℃ dan 220℃. Bahan tersebut akan meleleh dan mengalir dengan mudah.

2. Injeksi tekanan tinggi:

Bahan cair disuntikkan ke dalam cetakan di bawah tekanan tinggi 50-200 MPa. Cetakan perlu dirancang terlebih dahulu berdasarkan tingkat penyusutan sintering bahan logam, dengan cadangan toleransi penyusutan.

3. Pendinginan dan pelepasan dari cetakan:

Lelehan mendingin hingga suhu ruangan. Bahan pengikat mengeras dan membentuk wujud yang diinginkan. Pendinginan membutuhkan waktu minimal 3 menit. Pendinginan yang terlalu cepat dapat menyebabkan retak.

(3) Penghilangan lemak

Penghilangan lemak adalah proses menghilangkan pengikat dari bahan mentah untuk mendapatkan bahan mentah yang berpori, bebas lemak, dan memiliki kekuatan tertentu, sebagai persiapan untuk proses sintering selanjutnya.

Kesulitan utama dalam proses penghilangan lapisan permukaan terletak pada pengendalian laju penguapan pengikat. Jika menguap terlalu cepat, tekanan akan terbentuk di dalam benda mentah. Hal ini menyebabkan retak dan gelembung. Jadi kita perlu menghilangkannya secara perlahan. Di industri, baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga biasanya digunakan dengan campuran penghilangan lemak menggunakan pelarut dan penghilangan lemak termal.

1. Penghilangan lemak dengan pelarut:

Rendam badan hijau dalam etanol atau aseton. Ini akan menghilangkan bagian pengikat yang larut. Proses ini akan membentuk pori-pori kecil. Pori-pori ini berfungsi sebagai saluran untuk proses penghilangan lemak panas. Kadar pengikat yang tersisa harus di bawah 10%.

2. Penghilangan lemak panas:

Tempatkan badan mentah yang telah diolah sebelumnya ke dalam tungku. Panaskan perlahan hingga 200-400℃. Kecepatan pemanasan harus 5℃ per menit atau lebih rendah. Pengikat yang tersisa akan berubah menjadi gas dan menghilang. Seluruh proses menggunakan atmosfer nitrogen. Ini melindungi baja karbon dan tembaga dari oksidasi.

3. Inspeksi pasca-penghilangan lemak:

Periksa jumlah pengikat yang tersisa. Jumlahnya tidak boleh melebihi 0.5%. Periksa apakah bagian tersebut dalam kondisi baik. Singkirkan produk yang tidak memenuhi syarat. Produk tersebut akan merusak hasil sintering.

(4) Sintering

Inti dari proses sintering adalah menempatkan bahan baku yang telah dihilangkan lemaknya ke dalam tungku sintering bersuhu tinggi dan memanaskannya hingga 85%-90% dari titik leleh material logam, menyebabkan partikel serbuk logam mengalami difusi atom, ikatan metalurgi, dan rekristalisasi, secara bertahap menutup pori-pori untuk mencapai pemadatan, dan akhirnya memperoleh produk logam dengan kepadatan mendekati tingkat teoritis.

Untuk tiga material yang umum digunakan yaitu baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga, telah dibentuk standar yang jelas untuk parameter proses sintering. Operasi kunci spesifiknya adalah sebagai berikut:

1. Suasana sintering:

Untuk baja tahan karat, digunakan atmosfer hidrogen atau amonia terurai (anti-oksidasi); untuk baja karbon, digunakan atmosfer campuran nitrogen dan hidrogen; untuk tembaga, digunakan atmosfer nitrogen murni untuk mencegah oksidasi material atau pembentukan senyawa rapuh pada suhu tinggi.

2. Parameter inti:

Suhu sinter untuk baja tahan karat: 1300-1350℃, ditahan selama 2-3 jam; suhu sinter untuk baja karbon: 1250-1300℃, ditahan selama 1.5-2.5 jam; suhu sinter untuk tembaga: 850-950℃, ditahan selama 1-2 jam. Laju pemanasan dikontrol pada 2-5℃/menit.

3. Efek pemadatan:

Setelah proses sintering, kepadatan produk baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga dapat mencapai 95%-98% (mendekati kepadatan teoritis), dengan struktur mikro yang seragam dan sifat mekanik yang sebanding dengan produk tempa.

(5) Pengolahan pasca

Inti dari perlakuan pasca-produksi adalah melakukan koreksi presisi dan peningkatan kinerja pada produk jadi hasil sinter berdasarkan persyaratan aplikasi produk, untuk memenuhi persyaratan penggunaan akhir. Untuk produk baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga, metode perlakuan pasca-produksi terutama meliputi perlakuan panas, perlakuan permukaan, dan pemesinan presisi, dan kemampuan adaptasi prosesnya sangat kuat.

1. Perlakuan panas:

Kami memanaskan dan memproses baja karbon dengan pendinginan dan penempaan. Ini meningkatkan kekerasan dan ketahanan ausnya. Kami mengolah baja tahan karat dengan penuaan larutan. Ini meningkatkan ketahanan korosi dan kekuatannya. Kami melakukan anil pada tembaga untuk membuatnya lebih plastis dan meningkatkan konduktivitas listriknya.

2 Perlakuan permukaan:

Kami melakukan berbagai perawatan permukaan sesuai kebutuhan. Ini termasuk pemolesan (Ra≤0.8μm), sandblasting, dan pelapisan seng atau nikel untuk mencegah korosi. Kami menggunakan perawatan oksidasi untuk melindungi produk tembaga.

3. Pemesinan presisi:

Kami melakukan sedikit pemotongan pada komponen presisi tinggi seperti lubang berulir dan lubang penempatan. Kami mengontrol toleransi ukuran dalam ±0.01 mm. Ini memenuhi kebutuhan perakitan.

4. Pembentukan:

Kami menggunakan pembentukan dingin pada produk yang sedikit berubah bentuk setelah proses sintering. Ini mengembalikan ukuran yang tepat.

Bahan inti untuk MIM

• Pencetakan Injeksi Logam menggunakan bahan-bahan berikut:
• Baja Tahan Karat (Stainless Steel/SS): Memiliki ketahanan korosi dan kekuatan mekanik yang sangat baik. Banyak digunakan dalam industri otomotif, medis, dan kedirgantaraan. Industri-industri ini membutuhkan produk yang tahan lama dan berfungsi dengan baik di lingkungan yang keras.
• Baja Karbon (CS): Digunakan untuk komponen yang membutuhkan kekuatan dan kekerasan tinggi. Harganya murah dan bermanfaat. Digunakan di banyak industri, seperti roda gigi, pengencang, dan komponen otomotif.
• Kobalt-Kromium (Co-Cr): Kuat, tahan aus, dan tahan korosi. Banyak digunakan dalam implan medis dan alat bedah. Bidang-bidang ini membutuhkan produk dengan keandalan yang sangat tinggi.
• Baja Perkakas M2: Baja perkakas M2 bekerja dengan baik dalam proses MIM untuk membuat perkakas dan cetakan yang kuat. Baja ini memiliki kekerasan tinggi, ketangguhan yang baik, dan ketahanan aus yang luar biasa. Baja ini banyak digunakan untuk alat potong dan komponen industri yang承受 tekanan tinggi.
• Titanium (Ti): Titanium populer dalam MIM karena bobotnya yang ringan, kekuatan tinggi, dan ketahanan terhadap korosi. Proses penghilangan pengikat dan sintering harus dikontrol dengan hati-hati untuk melindungi sifat-sifatnya. Titanium banyak digunakan dalam industri kedirgantaraan, medis, dan peralatan olahraga.
• Tembaga: Tembaga dapat diproses dengan teknologi MIM. Namun, dibutuhkan kontrol yang sangat presisi terhadap atmosfer sintering. Oleh karena itu, aplikasinya lebih terbatas dibandingkan baja dan paduan nikel.
• Paduan Nikel (Inconel): Paduan nikel unggul dalam suhu tinggi dan kekuatan tinggi. Paduan ini banyak digunakan di bidang kedirgantaraan, energi, dan kimia. Industri-industri ini sering beroperasi dalam kondisi ekstrem.
• Paduan Aluminium 6061: Aluminium 6061 dapat digunakan dengan MIM (Metal Injection Molding) dengan teknologi khusus. Namun, metode ini tidak umum. Aluminium membutuhkan kondisi sintering khusus.
• Paduan Aluminium 7075: Aluminium 7075 dapat diproduksi dengan MIM (Metal Injection Molding) dalam kondisi khusus. Namun, metode ini tidak banyak diterapkan. Prosesnya membutuhkan pengaturan sintering yang tidak standar.
• Paduan Besi-Karbon: Paduan besi-karbon menghasilkan komponen dengan kekuatan tinggi dan kemampuan pengerjaan yang baik. Paduan ini digunakan dalam industri otomotif dan industri umum. Paduan ini digunakan untuk membuat komponen seperti katup dan roda gigi.

Keuntungan dan kerugian MIM

Proses MIM, dengan keunggulan teknologi yang matang, kemampuan adaptasi yang luas, dan efisiensi produksi massal yang tinggi, telah menjadi teknologi utama untuk produksi komponen logam kecil dan kompleks. Namun, karena keterbatasan karakteristik bahan baku, tahapan proses, dan persyaratan peralatan, proses ini masih memiliki keterbatasan tertentu.

Baik kelebihan maupun kekurangannya sangat berkorelasi dengan skenario produksi dalam jumlah besar, ukuran kecil, dan struktur kompleks. Dalam skenario tersebut, kelebihannya sangat signifikan, sementara keterbatasannya dapat diatasi secara bertahap melalui optimasi proses dan kontrol standar, sebagai berikut:

(1) Keuntungan

1. Ia memiliki tingkat kebebasan pembentukan yang tinggi dan dapat mencapai produksi massal terintegrasi dari struktur yang kompleks.

Inilah keunggulan utama dari proses MIM. Proses ini dapat membentuk struktur kompleks yang sulit diproses dengan pemotongan, pengecoran, dan penempaan tradisional, termasuk bagian logam kecil dengan lubang samping, ulir internal, lubang silang, dan dinding tipis (> 0.3 mm), serta dapat mencapai pembentukan terintegrasi multi-komponen, sehingga mengurangi proses perakitan selanjutnya.

Sebagai contoh, struktur sambungan yang kompleks pada konektor elektronik baja tahan karat dibentuk dalam satu kali proses melalui proses MIM, yang meningkatkan efisiensi produksi lebih dari 50% dibandingkan dengan proses perakitan tradisional.

2. Produk ini memiliki tingkat pemanfaatan material yang tinggi dan keunggulan biaya yang signifikan dalam produksi massal.

Tingkat pemanfaatan material pada proses MIM dapat mencapai lebih dari 98%, yang jauh lebih tinggi daripada proses pemotongan tradisional (30%-50%). Terutama untuk material yang diproduksi massal seperti baja karbon, baja tahan karat, dan tembaga, proses ini secara signifikan mengurangi pemborosan bahan baku.

Sementara itu, proses ini dapat mencapai produksi massal otomatis. Penerapan cetakan multi-rongga secara signifikan mengurangi biaya per unit seiring dengan peningkatan output. Untuk produk dengan output tahunan lebih dari 100,000 unit, biayanya 30% hingga 50% lebih rendah daripada proses pemotongan presisi.

3. Teknologi material intinya sudah matang, dan kinerja produk jadinya stabil dan dapat disesuaikan.

Proses MIM untuk tiga material inti yaitu baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga telah sepenuhnya distandarisasi. Parameter setiap tahapan, seperti persiapan bubuk, pemberian dan pencampuran, penghilangan lapisan permukaan, dan sintering, sudah jelas, dan hasil produk jadi dapat mencapai lebih dari 95%.

Selain itu, kinerja produk jadi dapat diatur melalui perlakuan panas. Misalnya, kekerasan baja karbon meningkat secara signifikan setelah pendinginan dan penemperan, ketahanan korosi baja tahan karat meningkat setelah penuaan larutan, dan plastisitas serta konduktivitas listrik tembaga dioptimalkan setelah anil, memenuhi persyaratan kinerja di berbagai bidang.

4. Akurasi dimensi tinggi dan pembentukan mendekati bentuk akhir mengurangi pengerjaan mesin halus.

Toleransi dimensi produk jadi dapat dikontrol dalam ±0.3%, dan kekasaran permukaan Ra < 1.6 μm. Untuk produk baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga, hanya sedikit pemrosesan halus yang diperlukan untuk komponen presisi tinggi, atau bahkan tidak diperlukan pemrosesan sama sekali, sehingga secara signifikan mengurangi biaya pemrosesan halus.

Sebaliknya, toleransi pengecoran logam tradisional adalah ±1%-2%, yang membutuhkan sejumlah besar prosedur pemrosesan yang teliti.

5. Peralatan dan prosesnya memiliki kemampuan adaptasi yang kuat dan mudah untuk mencapai peningkatan lini produksi.

Peralatan produksi MIM dapat sedikit dimodifikasi berdasarkan peralatan cetakan injeksi plastik, dan parameter proses untuk baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga tidak perlu disesuaikan secara signifikan. Perusahaan pengolahan perangkat keras tradisional dapat dengan cepat meningkatkan lini produksi mereka dengan biaya investasi rendah dan pengembalian yang cepat.

(2) Kekurangan

Terdapat batasan pada ukuran produk dan ketebalan dinding.

1. Karena keterbatasan peralatan cetak injeksi dan tungku sinter, proses MIM cocok untuk pembuatan komponen logam kecil dan berdinding tipis. Umumnya, ukuran maksimum produk kurang dari 100 mm, berat kurang dari 50 g, dan ketebalan dinding lebih dari 0.3 mm.

Untuk produk baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga berukuran besar (> 200 mm) dan berdinding tebal (> 10 mm), cacat seperti sintering tidak merata, kepadatan rendah, dan deformasi rentan terjadi, sehingga sulit untuk memastikan kinerja yang konsisten.

2. Siklus penghilangan lapisan permukaan dan sinterisasi memakan waktu lama, dan efisiensi produksi secara keseluruhan lebih rendah dibandingkan dengan pencetakan injeksi plastik.

Siklus penghilangan lapisan permukaan pada proses MIM biasanya berlangsung selama 8 hingga 24 jam, dan siklus sintering selama 1 hingga 3 jam, yang jauh lebih lama daripada pencetakan injeksi plastik (beberapa detik hingga beberapa menit).

Bahkan untuk produk tembaga dengan suhu sintering yang relatif rendah, siklus proses keseluruhan masih lebih lama daripada pengecoran cetakan tradisional, yang sampai batas tertentu memengaruhi efisiensi produksi.

3. Tingkat penyusutan sinteringnya besar, dan sulit untuk mengontrol ukurannya.

Tingkat penyusutan sintering produk MIM yang terbuat dari baja tahan karat, baja karbon, dan tembaga adalah 14%-20%, yang jauh lebih tinggi daripada pengecoran logam (< 5%). Bahkan fluktuasi terkecil dalam tingkat penyusutan sintering dapat menyebabkan penyimpangan dimensi pada produk jadi.

Oleh karena itu, diperlukan pengendalian yang tepat terhadap berbagai tahapan seperti karakteristik bubuk, keseragaman pemasukan, dan suhu sintering, yang menuntut ketelitian tinggi dalam pengendalian proses.

4. Biaya pembuatan cetakannya tinggi, sehingga cocok untuk produksi massal.

Cetakan untuk proses MIM adalah cetakan presisi yang perlu dirancang secara terpisah berdasarkan tingkat penyusutan sintering dari berbagai material. Material cetakan biasanya berupa baja cetakan berkualitas tinggi, dengan persyaratan akurasi pemrosesan yang tinggi. Biaya pengembangan cetakan tinggi, dan siklusnya panjang (1-2 bulan).

Untuk produksi dalam jumlah kecil dengan output tahunan kurang dari 10,000 buah, biaya cetakan dialokasikan ke setiap produk individual, yang akan menyebabkan total biaya yang relatif tinggi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja MIM

Kinerja produk MIM dipengaruhi secara komprehensif oleh empat dimensi faktor: karakteristik bahan baku, parameter proses, presisi peralatan, dan pengendalian proses. Faktor-faktor inti yang memengaruhi dan mekanisme kerja spesifik dari keempat dimensi tersebut adalah sebagai berikut:

(1) Karakteristik bahan baku

Karakteristik bahan baku meliputi karakteristik serbuk logam dan pengikat. Di antara keduanya, karakteristik serbuk logam merupakan faktor pengaruh yang paling penting, sedangkan karakteristik pengikat memengaruhi stabilitas proses pembentukan.

1. Bubuk logam memiliki beberapa ciri utama:

Ukuran partikel, bentuk, kandungan oksigen, dan kandungan karbon untuk baja karbon.

Jika partikel terlalu besar, umpan tidak akan mengalir dengan baik, dan produk hasil sintering tidak akan padat.

Terlalu banyak oksigen akan menciptakan pengotor keras selama proses sintering. Hal ini membuat produk menjadi kurang kuat dan tangguh.

Jika kandungan karbon dalam baja karbon salah, kekerasan setelah perlakuan panas tidak akan stabil.

2. Karakteristik pengikat:

Formula, daya alir, dan kemampuan untuk dihilangkan dari bahan pengikat memengaruhi proses pemasukan, bentuk mentah, dan hasil penghilangan lapisan mengkilap.

Jika jumlah plasticizer terlalu sedikit, bahan baku akan menjadi keras. Hal ini dapat dengan mudah menyumbat cetakan selama injeksi. Terlalu banyak pelumas membuat benda mentah menjadi lemah. Benda mentah mudah pecah saat dikeluarkan dari cetakan. Sisa pengikat menyebabkan lubang dan gelembung setelah sintering.

(2) Parameter proses

Pengaturan proses utama MIM adalah injeksi, penghilangan lapisan permukaan, dan sintering. Material yang berbeda memiliki rentang kontrolnya masing-masing. Kita harus menjaga kesalahan dalam batas ±5%.

1. Parameter pencetakan injeksi:

Suhu, tekanan, dan waktu penahanan memengaruhi kepadatan dan kualitas benda mentah. Suhu rendah menyebabkan material mengisi cetakan dengan buruk. Tekanan rendah menyebabkan lubang dan penyok pada benda mentah. Waktu penahanan yang singkat menciptakan tegangan internal. Bagian tersebut akan mudah berubah bentuk setelah sintering.

2. Parameter penghilangan lemak:

Laju penghilangan lemak, suhu penghilangan lemak, dan atmosfer penghilangan lemak adalah kuncinya. Jika suhu naik terlalu tinggi, pengikat akan menguap dengan cepat. Hal ini menyebabkan benda mentah retak dan menggelembung. Penghilangan lemak di udara dapat mengoksidasi baja tahan karat, baja karbon, dan bubuk tembaga. Ini akan memengaruhi hasil sintering.

3. Parameter sintering:

Suhu sintering, waktu penahanan, dan atmosfer merupakan faktor kunci. Faktor-faktor ini menentukan kepadatan dan kekuatan produk akhir.

Suhu rendah menyebabkan difusi atom yang tidak memadai dan kepadatan rendah. Suhu yang terlalu tinggi menyebabkan pertumbuhan butir dan penurunan ketangguhan. Jika atmosfer sintering tidak tepat, logam dapat teroksidasi atau membentuk material yang rapuh.

(3) Akurasi peralatan

Proses MIM membutuhkan peralatan yang akurat dan stabil. Kesalahan pada peralatan akan mengubah parameter proses. Hal ini akan memengaruhi kualitas produk. Peralatan utama meliputi mesin injeksi, tungku penghilang lemak, dan tungku sinter.

1. Mesin cetak injeksi:

Akurasi kontrol tekanan dan akurasi kontrol suhu pada sekrup secara langsung memengaruhi keseragaman plastisasi pada proses pengumpanan.

2. Tungku sintering:

Suhu yang merata dan pengendalian atmosfer yang akurat sangat penting.

3. Peralatan pengujian:

Mesin pengujian presisi memengaruhi keakuratan pengujian material dan produk. Mesin-mesin ini memberikan data yang berguna untuk meningkatkan proses produksi.

Aplikasi teknologi MIM

Proses MIM, dengan keunggulan teknologi yang matang, biaya yang terkontrol, dan efisiensi produksi massal yang tinggi, telah banyak diterapkan di berbagai bidang industri seperti elektronik konsumen, manufaktur otomotif, perkakas perangkat keras, peralatan elektronik dan listrik, mesin umum, dan perangkat medis.

(1) Elektronik konsumen

Elektronik konsumen merupakan bidang aplikasi teknologi MIM yang paling matang. Tuntutan utamanya adalah presisi, miniaturisasi, ketahanan terhadap korosi, dan tampilan yang baik. Produk-produknya sebagian besar berupa komponen mikro kompleks dengan dimensi mulai dari 1 hingga 10 mm. Produk-produk tipikal meliputi dudukan kartu SIM, braket kamera, komponen antarmuka Type-C, dan lain sebagainya.

(2) Manufaktur otomotif

Manufaktur otomotif merupakan bidang aplikasi penting dari teknologi MIM. Persyaratan intinya adalah kekuatan tinggi, ketahanan aus, ketahanan suhu tinggi, konduktivitas listrik, dan produksi massal yang stabil. Produk-produknya mencakup komponen presisi kecil untuk sistem tenaga otomotif, sistem elektronik, dan sistem keselamatan, seperti badan katup ABS, konektor baterai, dan roda gigi presisi untuk sistem kontrol elektronik.

(3) Alat-alat perangkat keras

Bidang perkakas perangkat keras merupakan skenario aplikasi inti dari proses MIM baja karbon. Persyaratan utamanya adalah biaya rendah, kekuatan tinggi, dan ketahanan aus. Produk-produknya terutama berupa aksesori perkakas kecil, seperti poros putar gunting, penjepit kunci pas, pengencang mata pisau utilitas, dll. Tidak ada persyaratan khusus untuk ketahanan korosi.

(4) Elektronika dan teknik elektro

Persyaratan utama di bidang elektronika dan teknik elektro adalah konduktivitas listrik yang tinggi, konduktivitas termal yang tinggi, dan presisi. Aplikasinya meliputi terminal konektor, inti transformator, pendingin panas, dan lain sebagainya.

(5) Alat medis

Bidang perangkat medis memiliki persyaratan yang sangat tinggi untuk ketahanan korosi, biokompatibilitas, dan presisi produk. Ini adalah skenario aplikasi inti dari proses MIM baja tahan karat 316L, seperti penjepit instrumen bedah minimal invasif, klip hemostatik, aksesori instrumen gigi, dll.

 

Perbandingan antara MIM dan jenis lainnya injection molding

Dimensi perbandingan	MIM	Cetakan injeksi plastik	Pembentukan cetakan logam
Membentuk bahan	Bubuk ultrahalus baja tahan karat/baja karbon/tembaga + pengikat	Plastik termoplastik/termosetting	Terutama paduan aluminium/paduan seng/paduan magnesium cair.
Akurasi pembentukan	Tinggi, dengan toleransi dalam ±0.3%, dan permukaan yang halus.	Tinggi, toleransi ±0.1%-0.5%, mudah untuk menciptakan tekstur halus.	Sedang, toleransi ±1%-2%, memerlukan penyelesaian selanjutnya
Membentuk kompleksitas	Alat ini dapat digunakan untuk membuat struktur yang kompleks dan kecil seperti struktur berdinding tipis, berlubang mikro, dan berulir di bagian dalam.	Ini dapat digunakan untuk struktur yang kompleks, dan sudut kemiringan perlu dipertimbangkan.	Cocok untuk struktur sederhana dan sulit untuk membentuk fitur-fitur halus dan kompleks.
kinerja produk	Sifat-sifat logam: kekuatan tinggi, tahan panas, tahan korosi/konduktivitas listrik	Meskipun ringan dan bersifat isolasi, namun memiliki kekuatan dan ketahanan suhu yang buruk.	Sifat logam: Kekuatan sedang, dengan sedikit cacat mikro-pori.
Tingkat pemanfaatan material	Lebih dari 98%, hampir seluruhnya terbentuk sempurna, dengan sedikit sekali limbah.	Lebih dari 95% sisa bahan dapat didaur ulang secara langsung.	80% hingga 90%, dengan banyak sisa material pada gerbang, sehingga memerlukan peleburan ulang dan daur ulang.

Dari perbandingan tersebut, kita dapat memahaminya dengan jelas. Injeksi plastik digunakan untuk produk plastik yang diproduksi secara massal. Pengecoran logam digunakan untuk komponen sederhana berukuran sedang dan besar. MIM paling cocok untuk komponen logam kecil dan kompleks. Ini adalah teknologi manufaktur yang canggih.

Kesimpulan

Nilai inti dari proses MIM terletak pada penyelesaian masalah produksi massal komponen logam kecil, kompleks, dan presisi yang sulit dicapai dengan proses manufaktur tradisional, serta mengisi kesenjangan teknologi dari proses pemotongan, pengecoran, dan pencetakan cetakan tradisional.

Proses ini, dengan keunggulan utamanya berupa kebebasan pembentukan yang tinggi, akurasi dimensi yang tinggi, tingkat pemanfaatan material yang tinggi, dan sifat mekanik produk jadi yang sangat baik, menggabungkan karakteristik proses yang matang, biaya yang terkendali, dan kemampuan adaptasi yang luas terhadap berbagai material.

Teknologi ini telah menjadi teknologi produksi massal utama di berbagai bidang seperti elektronik konsumen, manufaktur otomotif, perkakas perangkat keras, dan peralatan elektronik dan listrik. Ini adalah teknologi manufaktur canggih yang menggabungkan inovasi teknologi, kematangan proses, dan kepraktisan pasar.

Mengapa memilih Noble sebagai produsen MIM Anda?

NOBLE adalah solusi manufaktur kustom terpercaya Anda yang terintegrasi. Mulai dari desain prototipe hingga manufaktur, melalui sumber daya manufaktur yang besar, teknologi yang sesuai, proses yang efisien, panduan ahli, dan proses inspeksi kualitas yang sempurna, kami dapat mewujudkan ide-ide Anda menjadi kenyataan.

Anda bisa mendapatkan penawaran harga online instan untuk komponen cetakan injeksi logam, mulai dari pembuatan prototipe cepat hingga produksi. Proyek pencetakan injeksi logam Anda dapat dioptimalkan untuk waktu tunggu dan biaya dengan solusi manufaktur kami. NOBLE dapat membantu Anda memproduksi komponen cetakan injeksi logam sesuai permintaan dengan kualitas tertinggi.

Layanan pencetakan injeksi logam kustom NOBLE sangat ideal untuk membuat komponen cetakan berkualitas tinggi dengan harga kompetitif dan waktu pengerjaan yang cepat, mulai dari pembuatan prototipe logam hingga pencetakan produksi. Fasilitas manufaktur yang signifikan dengan mesin presisi yang canggih memastikan bahwa alat cetakan yang sama digunakan untuk membuat komponen yang kompatibel. Lebih baik lagi, kami menyediakan konsultasi ahli gratis untuk setiap pesanan pencetakan injeksi logam, termasuk saran desain cetakan, pemilihan material dan finishing untuk aplikasi penggunaan akhir, dan metode pengiriman.

FAQ (Pertanyaan Umum)

1. Persyaratan utama apa yang perlu dipenuhi oleh bubuk logam MIM?

Ukuran partikel 10-45μm, sferisitas ≥0.9, kandungan oksigen rendah, dan distribusi ukuran partikel yang wajar untuk memastikan keseragaman bahan baku dan densifikasi sintering.

2. Mengapa proses penghilangan pengikat (debinding) pada MIM dikontrol secara ketat?

Mencegah tekanan internal akibat penguapan pengikat yang cepat, sehingga menghindari retak, gelembung, dan deformasi pada bagian mentah.

3. Berapakah tingkat penyusutan sintering tipikal pada komponen MIM?

15%-20% secara keseluruhan; toleransi penyusutan harus diperhitungkan dalam desain cetakan untuk memastikan akurasi dimensi.