Metal Enjeksiyon Kalıplama (MIM), toz metalurjisi ve plastik enjeksiyon kalıplamayı derinlemesine entegre eden, gelişmiş, nihai şekle yakın bir üretim teknolojisidir . Karmaşık metal parçaların büyük ölçekli ve yüksek hassasiyetli üretimini sağlayabilme avantajıyla, modern üretimde geleneksel kesme, döküm ve dövme işlemlerinin yerini alabilecek önemli bir seçenek haline gelmiştir.

Bu teknoloji, metal tozunu bağlayıcılarla karıştırarak besleme malzemesi elde ettikten sonra enjeksiyon kalıplama, yüzey düzeltme, sinterleme ve diğer işlemlerden geçirerek yüksek boyutsal hassasiyete ve karmaşık yapılara sahip metal ürünleri doğrudan şekillendirir.

 

Metal Enjeksiyon Kalıplama Nedir?

Metal Enjeksiyon Kalıplama (MIM) yönteminin özü, ultra ince metal tozunun belirli bir oranda termoplastik bir bağlayıcı ile karıştırılması ve ardından karıştırma ve granülasyon yoluyla iyi akışkanlık ve plastisiteye sahip bir besleme malzemesinin üretilmesidir. Besleme malzemesi, plastik enjeksiyon kalıplama sürecini simüle ederek, yüksek basınç altında hassas bir kalıbın boşluğuna enjekte edilerek ham gövde oluşturulur ve daha sonra ham gövdedeki bağlayıcı, bir deglazlama işlemiyle uzaklaştırılır.

Son olarak, yüksek sıcaklıkta sinterleme yoluyla, metal tozu parçacıkları metalurjik bağlama ve yoğunlaştırmaya uğrar ve sonuç olarak teorik yoğunluğa yakın, yüksek hassasiyetli ve karmaşık şekillere sahip metal bileşenler elde edilir.

MIM sürecinin özü, toz metalurjisinin metal malzeme özelliklerini plastik enjeksiyon kalıplama sürecinin esnekliğiyle birleştirerek, plastik kalıplama teknolojisi aracılığıyla metal ürünlerin seri üretimini sağlamaktır. Temel özellikleri üç açıdan kendini gösterir:

1. Yüksek şekillendirme özgürlüğüYan delikler, iç dişler, çapraz delikler ve ince duvarlar (> 0.3 mm) ile karmaşık üç boyutlu yapılar oluşturabilir ve çok bileşenli entegre şekillendirme sağlayarak sonraki aşamalardaki maliyetleri azaltabilir. montaj süreçler.
2. Yüksek boyutsal doğruluk: Nihai ürünün boyutsal toleransı ±0.3% içinde kontrol edilebilir ve yüzey pürüzlülüğü Ra ≤1.6 μm'dir. Bu, hassas işleme maliyetini önemli ölçüde azaltan, neredeyse nihai şekle yakın bir şekillendirme işlemidir.
3. Güçlü malzeme uyumluluğuEndüstriyel seri üretimin taleplerine yanıt olarak, paslanmaz çelik, karbon çelik, bakır ve bakır alaşımları gibi temel metal malzemelerin tümü, olgun MIM proses uyumluluğuna ulaşabilir ve nihai ürünlerin mekanik özellikleri dövme parçalarınkiyle karşılaştırılabilir düzeyde olabilir.

MIM sürecinin çalışma prensibi

MIM üretim sürecinin tamamı beş temel adımdan oluşur: malzeme hazırlığı, enjeksiyon kalıplama, yağ giderme, sinterleme ve son işlem. Proses ayarlarının iyi kontrolü, nihai ürünün boyutunu, kalitesini ve yüzey kalitesini belirler.

Tüm sürecin temel mantığı, "bağlayıcı madde aracılığıyla metal tozu oluşturmak ve ardından metal tozunu yüzeyden arındırma ve sinterleme yoluyla yoğunlaştırmak"tır. Paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakır gibi yaygın olarak kullanılan malzemeler için her adımın işlem parametreleri standartlaştırılmıştır. Spesifik çalışma prensibi ve temel işlemler aşağıdaki gibidir:

(1) Beslenme hazırlığı

Besleme hazırlama işlemi esas olarak çok küçük metal tozlarını (paslanmaz çelik, karbon çelik, bakır) ve bağlayıcıları bir araya getirerek küçük taneler haline getirmeyi içerir. Bu taneler stabildir, kolay şekillendirilebilir ve düzgündür. Enjeksiyon kalıplama için nitelikli malzemeler sağlarlar.

1. Hammadde yüzdesi:

Metal tozu hacimce %75-85 oranındadır. Bağlayıcı madde ise %15-25 oranındadır.

Bağlayıcı madde genellikle polietilen (PE) ve polipropilen (PP) gibi baz malzemelerden, ftalat plastikleştiricilerden ve stearik asit yağlayıcılardan oluşur. Oran, metal tozunun özelliklerine göre ayarlanır.

2. Isıtma ve karıştırma:

Metal tozunu ve bağlayıcıyı bir karıştırıcıya koyun. 150-200℃'de ısıtın ve karıştırın. Bağlayıcı tamamen erir ve tozu eşit şekilde kaplar. Bu, homojen bir karışım oluşturur ve tozun topaklanmasını önler.

3. Granülasyon ve eleme:

Karıştırılmış erimiş malzemeyi soğutun. Ardından kırın ve eleyin. 2-5 mm'lik granüller halinde besleme yapın. Bu, enjeksiyon makinesinin düzgün çalışmasını sağlar.

(2) Enjeksiyon kalıplama

Enjeksiyon kalıplamanın özü, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç altında besleme malzemesini plastikleştirmek ve kalıp boşluğunu doldurmaktır. Soğuma ve katılaşmanın ardından, kalıp çıkarılarak ham gövde elde edilir; bu işlem paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakır gibi malzemeler için uygundur.

1. Plastikleştirmenin beslenmesi:

Granül halindeki besleme malzemesini enjeksiyon makinesine ekleyin. 160℃ ile 220℃ arasında ısıtın. Eriyip kolayca akacaktır.

2. Yüksek basınçlı enjeksiyon:

Sıvı malzeme, 50-200 MPa'lık yüksek bir basınç altında kalıba enjekte edilir. Kalıp, metal malzemenin sinterleme büzülme oranına göre önceden tasarlanmalı ve bir miktar büzülme payı da dikkate alınmalıdır.

3. Soğutma ve kalıptan çıkarma:

Erime oda sıcaklığına kadar soğur. Bağlayıcı madde sertleşir ve şeklini alır. Soğuma en az 3 dakika sürer. Hızlı soğuma çatlaklara neden olabilir.

(3) Yağdan Arındırma

Yağdan arındırma, belirli bir mukavemete sahip gözenekli, yağdan arındırılmış bir ham madde elde etmek ve bunu sonraki sinterleme işlemine hazırlamak için ham maddeden bağlayıcı maddenin uzaklaştırılması işlemidir.

Yüzeydeki yağ giderme işleminin temel zorluğu, bağlayıcı maddenin buharlaşma hızını kontrol etmekte yatmaktadır. Eğer çok hızlı buharlaşırsa, ham malzemenin içinde basınç oluşur. Bu da çatlaklara ve kabarcıklara yol açar. Bu nedenle, bağlayıcı maddeyi yavaşça uzaklaştırmamız gerekir. Endüstride, paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakır genellikle solvent bazlı yağ giderme ve termal yağ giderme yöntemlerinin bir karışımıyla kullanılır.

1. Solventle yağ giderme:

Yeşil gövdeyi etanol veya asetonda bekletin. Bu, bağlayıcının çözünebilir kısımlarını uzaklaştırır. Küçük gözenekler oluşturur. Bu gözenekler, sıcak yağ giderme için kanallar görevi görür. Kalan bağlayıcı %10'un altında olmalıdır.

2. Sıcak yağ giderme:

Ön işlemden geçirilmiş ham maddeyi fırına yerleştirin. Yavaşça 200-400℃'ye kadar ısıtın. Isıtma hızı dakikada 5℃ veya daha düşük olmalıdır. Kalan bağlayıcı madde gaza dönüşecek ve kaybolacaktır. Tüm işlem azot atmosferi kullanılarak gerçekleştirilir. Bu, karbon çeliğini ve bakırı oksidasyondan korur.

3. Yağdan arındırma sonrası kontrol:

Kalan bağlayıcı madde miktarını test edin. %0.5'i geçmemelidir. Parçanın iyi durumda olup olmadığını kontrol edin. Kalitesiz ürünlerden kurtulun. Bunlar sinterleme sonucunu olumsuz etkileyecektir.

(4) Sinterleme

Sinterleme işleminin özü, yağdan arındırılmış ham metalin yüksek sıcaklıktaki bir sinterleme fırınına yerleştirilmesi ve metal malzemenin erime noktasının %85-90'ına kadar ısıtılmasıdır. Bu işlem, metal tozu parçacıklarının atomik difüzyon, metalurjik bağ ve yeniden kristalleşme süreçlerinden geçmesine, gözeneklerin kademeli olarak kapanmasına ve yoğunlaşmanın sağlanmasına, nihayetinde teorik seviyeye yakın bir yoğunluğa sahip metal bir ürün elde edilmesine yol açar.

Paslanmaz çelik, karbon çeliği ve bakır olmak üzere yaygın olarak kullanılan üç malzeme için sinterleme proses parametrelerine ilişkin net standartlar oluşturulmuştur. Önemli işlemler şunlardır:

1. Sinterleme ortamı:

Paslanmaz çelik için hidrojen veya ayrışmış amonyak atmosferi (antioksidasyon) kullanılır; karbon çelik için azot ve hidrojenden oluşan karışık bir atmosfer kullanılır; bakır için ise yüksek sıcaklıklarda malzemenin oksidasyonunu veya kırılgan bileşiklerin oluşumunu önlemek amacıyla saf azot atmosferi kullanılır.

2. Temel parametreler:

Paslanmaz çelik için sinterleme sıcaklığı: 1300-1350℃, 2-3 saat bekleme; karbon çelik için sinterleme sıcaklığı: 1250-1300℃, 1.5-2.5 saat bekleme; bakır için sinterleme sıcaklığı: 850-950℃, 1-2 saat bekleme. Isıtma hızı 2-5℃/dk olarak kontrol edilir.

3. Yoğunlaştırma etkisi:

Sinterleme işleminden sonra, paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakır ürünlerinin yoğunluğu %95-98'e (teorik yoğunluğa yakın) ulaşabilir ve dövme ürünlerle karşılaştırılabilir homojen bir mikroyapı ve mekanik özelliklere sahip olabilirler.

(5) Rötuş

Son işlem aşamasının özü, ürünlerin uygulama gereksinimlerine bağlı olarak sinterlenmiş nihai ürünlerde hassas düzeltmeler ve performans iyileştirmeleri yaparak son kullanım gereksinimlerini karşılamaktır. Paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakır ürünler için son işlem yöntemleri esas olarak ısıl işlem, yüzey işlemi ve hassas işlemeyi içerir ve işlem uyarlanabilirliği güçlüdür.

1. Isıl işlem:

Karbon çeliğini sertleştirme ve temperleme işlemleriyle ısıtıp işliyoruz. Bu, sertliğini ve aşınma direncini artırır. Paslanmaz çeliği çözelti yaşlandırma işlemine tabi tutuyoruz. Bu, korozyon direncini ve mukavemetini artırır. Bakırı daha plastik hale getirmek ve elektriksel iletkenliğini iyileştirmek için tavlama işlemine tabi tutuyoruz.

2. Yüzey işlemleri:

İhtiyaçlara göre farklı yüzey işlemleri uyguluyoruz. Bunlar arasında parlatma (Ra≤0.8μm), kum püskürtme ve korozyona karşı çinko veya nikel kaplama yer almaktadır. Bakır ürünleri korumak için oksidasyon işlemi kullanıyoruz.

3. Hassas işleme:

Dişli delikler ve konumlandırma delikleri gibi yüksek hassasiyet gerektiren parçalarda küçük çaplı kesimler yapıyoruz. Boyut toleransını ±0.01 mm içinde kontrol ediyoruz. Bu, montaj ihtiyaçlarını karşılıyor.

4. Şekillendirme:

Sinterleme işleminden sonra şekli biraz değişen ürünlerde soğuk şekillendirme yöntemini kullanıyoruz. Bu sayede ürünler doğru boyutlarına geri dönüyor.

MIM için temel malzeme

• Metal enjeksiyon kalıplama yönteminde şu malzemeler kullanılır:
• Paslanmaz Çelik (SS): Mükemmel korozyon direnci ve mekanik dayanıklılığa sahiptir. Otomotiv, tıp ve havacılık endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır. Bu endüstriler, dayanıklı ve zorlu ortamlarda iyi performans gösteren ürünlere ihtiyaç duyar.
• Karbon Çeliği (CS): Yüksek mukavemet ve sertlik gerektiren parçalar için kullanılır. Düşük maliyetli ve kullanışlıdır. Dişliler, bağlantı elemanları ve otomotiv parçaları gibi birçok endüstride kullanılır.
• Kobalt-Krom (Co-Cr): Güçlü, aşınmaya ve korozyona dayanıklıdır. Tıbbi implantlarda ve cerrahi aletlerde yaygın olarak kullanılır. Bu alanlar çok yüksek güvenilirliğe sahip ürünlere ihtiyaç duyar.
• M2 Takım Çeliği: M2 takım çeliği, güçlü takımlar ve kalıplar yapmak için MIM'de iyi sonuç verir. Yüksek sertliğe, iyi tokluğa ve mükemmel aşınma direncine sahiptir. Kesici takımlar ve yüksek gerilim altındaki endüstriyel parçalar için yaygın olarak kullanılır.
• Titanyum (Ti): Titanyum, hafifliği, yüksek mukavemeti ve korozyon direnci nedeniyle MIM'de popülerdir. Özelliklerini korumak için bağlayıcı madde uzaklaştırma ve sinterleme işlemleri dikkatlice kontrol edilmelidir. Havacılık, tıp ve spor malzemeleri endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
• Bakır: Bakır, MIM teknolojisiyle işlenebilir. Ancak sinterleme ortamının çok hassas bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Bu nedenle, uygulama alanı çelik ve nikel alaşımlarına göre daha sınırlıdır.
• Nikel Alaşımları (Inconel): Nikel alaşımları yüksek sıcaklıklara ve yüksek mukavemete dayanıklıdır. Havacılık, enerji ve kimya alanlarında yaygın olarak kullanılırlar. Bu sektörler genellikle aşırı koşullar altında çalışır.
• 6061 Alüminyum Alaşımı: 6061 alüminyum, özel bir teknoloji ile MIM yöntemiyle kullanılabilir. Ancak bu yöntem yaygın değildir. Alüminyum özel sinterleme koşullarına ihtiyaç duyar.
• 7075 Alüminyum Alaşımı: 7075 alüminyum, özel koşullar altında MIM yöntemiyle üretilebilir. Ancak yaygın olarak kullanılmamaktadır. Standart dışı sinterleme ayarları gerektirir.
• Demir-Karbon Alaşımları: Demir-karbon alaşımları, yüksek mukavemete ve iyi işlenebilirliğe sahip parçalar üretir. Otomotiv ve genel endüstrilerde kullanılırlar. Valfler ve dişliler gibi parçaların yapımında kullanılırlar.

MIM'in avantajları ve dezavantajları

Olgun teknolojisi, geniş uyarlanabilirliği ve yüksek seri üretim verimliliği avantajlarıyla MIM prosesi, küçük ve karmaşık metal parçaların üretiminde ana akım teknoloji haline gelmiştir. Bununla birlikte, hammadde özelliklerindeki, proses bağlantılarındaki ve ekipman gereksinimlerindeki sınırlamalar nedeniyle, hala bazı kısıtlamaları bulunmaktadır.

Hem avantajları hem de dezavantajları, büyük miktarlarda, küçük boyutlarda ve karmaşık yapılarda üretim senaryolarıyla yakından ilişkilidir. Bu tür senaryolarda avantajları önemliyken, sınırlamaları süreç optimizasyonu ve standartlaştırılmış kontrol yoluyla kademeli olarak aşılabilir, şöyle ki:

(1) Avantajlar

1. Yüksek derecede kalıplama özgürlüğüne sahiptir ve karmaşık yapıların entegre seri üretimini gerçekleştirebilir.

Bu, MIM işleminin temel avantajıdır. Yan delikleri, iç dişleri, çapraz delikleri ve ince duvarları (> 0.3 mm) olan küçük metal parçalar da dahil olmak üzere, geleneksel kesme, döküm ve dövme yöntemleriyle işlenmesi zor olan karmaşık yapıları oluşturabilir ve çok bileşenli entegre şekillendirme sağlayarak sonraki montaj süreçlerini azaltabilir.

Örneğin, paslanmaz çelik elektronik konektörlerin karmaşık geçmeli yapısı, MIM işlemiyle tek seferde oluşturulur; bu da geleneksel montaj işlemine kıyasla üretim verimliliğini %50'den fazla artırır.

2. Yüksek malzeme kullanım oranına ve seri üretimde önemli bir maliyet avantajına sahiptir.

MIM prosesinin malzeme kullanım oranı %98'in üzerine çıkabilir; bu da geleneksel kesme işlemlerine ( %30-%50) kıyasla çok daha yüksektir. Özellikle karbon çeliği, paslanmaz çelik ve bakır gibi seri üretilen malzemeler için hammadde israfını önemli ölçüde azaltır.

Bu arada, bu süreç otomatik seri üretime olanak tanır. Çoklu boşluklu kalıpların kullanımı, üretim arttıkça parça başına maliyeti önemli ölçüde düşürür. Yıllık 100,000 adetten fazla üretim yapılan ürünler için maliyet, hassas kesim işlemine göre %30 ila %50 daha düşüktür.

3. Temel malzeme teknolojisi olgunlaşmış olup, nihai ürünün performansı istikrarlı ve ayarlanabilir niteliktedir.

Paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakır olmak üzere üç temel malzeme için MIM prosesi tamamen standartlaştırılmıştır. Toz hazırlama, besleme ve karıştırma, yüzey düzeltme ve sinterleme gibi her aşamanın parametreleri nettir ve nihai ürün verimi %95'in üzerine çıkabilmektedir.

Ayrıca, nihai ürünlerin performansı ısıl işlem yoluyla düzenlenebilir. Örneğin, karbon çeliğinin sertliği su verme ve temperleme işleminden sonra önemli ölçüde artırılır, paslanmaz çeliğin korozyon direnci çözelti yaşlandırma işleminden sonra iyileştirilir ve bakırın plastisitesi ve elektriksel iletkenliği tavlama işleminden sonra optimize edilerek farklı alanların performans gereksinimleri karşılanır.

4. Yüksek boyutsal doğruluk ve neredeyse nihai şekillendirme, hassas işleme ihtiyacını azaltır.

Nihai ürünün boyutsal toleransı ±0.3% içinde kontrol edilebilir ve yüzey pürüzlülüğü Ra < 1.6 μm'dir. Paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakır ürünler için, yüksek hassasiyetli parçalar için yalnızca az miktarda ince işleme gereklidir veya hiç işleme gerek duyulmayabilir, bu da ince işleme maliyetini önemli ölçüde azaltır.

Buna karşılık, geleneksel metal dökümünün toleransı ±%1-2'dir ve bu da çok sayıda hassas işleme prosedürü gerektirir.

5. Ekipman ve süreç yüksek uyarlanabilirliğe sahiptir ve üretim hattı yükseltmeleri kolaylıkla gerçekleştirilebilir.

MIM üretim ekipmanları, plastik enjeksiyon kalıplama ekipmanlarına göre hafifçe modifiye edilebilir ve paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakır için işlem parametrelerinde önemli bir ayarlama yapılması gerekmez. Geleneksel donanım işleme işletmeleri, düşük yatırım maliyetleri ve hızlı geri dönüşlerle üretim hatlarını hızla yükseltebilirler.

(2) Dezavantajlar

Ürün boyutu ve duvar kalınlığı konusunda sınırlamalar bulunmaktadır.

1. Enjeksiyon kalıplama ekipmanlarının ve sinterleme fırınlarının sınırlamaları nedeniyle, MIM işlemi küçük, ince duvarlı metal parçaların üretimi için uygundur. Genellikle ürünün maksimum boyutu < 100 mm, ağırlığı < 50 g ve duvar kalınlığı > 0.3 mm'dir.

Büyük boyutlu (> 200 mm) ve kalın duvarlı (> 10 mm) paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakır ürünlerde, düzensiz sinterleme, düşük yoğunluk ve deformasyon gibi kusurlar ortaya çıkma eğilimindedir ve bu da tutarlı performans sağlamayı zorlaştırır.

2. Yüzeyin sıyrılması ve sinterleme döngüsü uzundur ve genel üretim verimliliği plastik enjeksiyon kalıplamaya göre daha düşüktür.

MIM prosesinin cam giderme döngüsü genellikle 8 ila 24 saat, sinterleme döngüsü ise 1 ila 3 saat sürer; bu da plastik enjeksiyon kalıplama yöntemine (birkaç saniye ila birkaç dakika) kıyasla çok daha uzundur.

Nispeten düşük sinterleme sıcaklıklarına sahip bakır ürünler için bile, genel işlem döngüsü geleneksel kalıp dökümüne göre daha uzundur ve bu da bir ölçüde üretim verimliliğini etkiler.

3. Sinterleme büzülme oranı yüksektir ve boyut kontrolü zordur.

Paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakırdan üretilen MIM ürünlerinin sinterleme büzülme oranı %14-20'dir; bu oran metal dökümüne göre (< %5) çok daha yüksektir. Sinterleme büzülme oranındaki en ufak bir dalgalanma bile nihai ürünlerde boyut sapmalarına yol açabilir.

Bu nedenle, toz özellikleri, besleme homojenliği ve sinterleme sıcaklığı gibi birden fazla aşamanın hassas bir şekilde kontrol edilmesi gerekmektedir; bu da proses kontrolüne yüksek talepler getirmektedir.

4. Kalıp maliyeti yüksek olduğundan seri üretime uygundur.

MIM işlemi için kullanılan kalıplar, farklı malzemelerin sinterleme büzülme oranına göre ayrı ayrı tasarlanması gereken hassas kalıplardır. Kalıp malzemeleri genellikle yüksek kaliteli kalıp çeliğidir ve yüksek işleme hassasiyeti gerektirir. Kalıp geliştirme maliyeti yüksektir ve işlem süresi uzundur (1-2 ay).

Yıllık üretim miktarı 10,000 adetten az olan küçük ölçekli üretimde, kalıp maliyeti her bir ürüne ayrı ayrı yansıtılır; bu da toplam maliyetin nispeten yüksek olmasına yol açar.

MIM performansını etkileyen faktörler

MIM'in ürün performansı, hammadde özellikleri, proses parametreleri, ekipman hassasiyeti ve proses kontrolü olmak üzere dört boyuttan kapsamlı bir şekilde etkilenir. Bu dört boyutun temel etkileyici faktörleri ve etki mekanizmaları aşağıdaki gibidir:

(1) Hammadde özellikleri

Hammaddenin özellikleri arasında metal tozları ve bağlayıcıların özellikleri yer almaktadır. Bunlar arasında metal tozlarının özellikleri en önemli etkileyici faktörlerdir, bağlayıcıların özellikleri ise şekillendirme sürecinin stabilitesini etkiler.

1. Metal tozunun birkaç temel özelliği vardır:

Karbon çeliği için parçacık boyutu, şekli, oksijen içeriği ve karbon içeriği.

Parçacıklar çok büyük olursa, besleme iyi akmaz ve sinterlenmiş ürün yoğun olmaz.

Sinterleme sırasında çok fazla oksijen sert safsızlıklar oluşturur. Bu da ürünün mukavemetini ve dayanıklılığını azaltır.

Karbon çeliğindeki karbon içeriği yanlışsa, ısıl işlemden sonraki sertlik sabit kalmaz.

2. Bağlayıcı özellikleri:

Bağlayıcı maddenin formülü, akışkanlığı ve uzaklaştırılabilirliği, beslemeyi, ham gövdeyi ve yüzey parlatma sonucunu etkiler.

Plastikleştirici miktarı çok az olursa, malzeme sertleşir. Enjeksiyon sırasında kalıbı kolayca tıkayabilir. Çok fazla yağlayıcı madde ise ham gövdeyi zayıflatır. Kalıptan çıkarırken kolayca kırılır. Artık bağlayıcı madde ise sinterleme sonrasında deliklere ve kabarcıklara neden olur.

(2) Proses parametreleri

MIM'in temel işlem ayarları enjeksiyon, yüzey düzeltme ve sinterlemedir. Farklı malzemelerin kendi kontrol aralıkları vardır. Hata payını ±%5 içinde tutmalıyız.

1. Enjeksiyon kalıplama parametreleri:

Sıcaklık, basınç ve bekleme süresi, ham malzemenin yoğunluğunu ve kalitesini etkiler. Düşük sıcaklık, malzemenin kalıbı kötü doldurmasına neden olur. Düşük basınç, ham malzemede delikler ve çukurlar oluşmasına yol açar. Kısa bekleme süresi iç gerilime neden olur. Parça, sinterleme sonrasında kolayca şekil değiştirir.

2. Yağ giderme parametreleri:

Yağ giderme hızı, yağ giderme sıcaklığı ve yağ giderme ortamı kilit öneme sahiptir. Sıcaklık çok fazla yükselirse, bağlayıcı hızla buharlaşır. Bu da ham gövdenin çatlamasına ve kabarmasına neden olur. Havada yağ giderme, paslanmaz çelik, karbon çelik ve bakır tozunu oksitleyebilir. Bu da sinterleme sonucunu etkileyecektir.

3. Sinterleme parametreleri:

Sinterleme sıcaklığı, bekleme süresi ve atmosfer, nihai ürünün yoğunluğunu ve mukavemetini belirleyen temel faktörlerdir.

Düşük sıcaklık, yetersiz atomik difüzyona ve düşük yoğunluğa yol açar. Aşırı yüksek sıcaklıklar ise tane büyümesine ve tokluğun azalmasına neden olur. Sinterleme ortamı yanlışsa, metal oksitlenebilir veya kırılgan malzemeler oluşturabilir.

(3) Ekipman doğruluğu

MIM işlemi yüksek hassasiyetli ve istikrarlı ekipman gerektirir. Ekipmandaki hatalar işlem parametrelerini değiştirecek ve bu da ürün kalitesini etkileyecektir. Başlıca ekipmanlar arasında enjeksiyon makineleri, yağ giderme fırınları ve sinterleme fırınları yer almaktadır.

1. Enjeksiyon kalıplama makinesi:

Vidanın basınç kontrol hassasiyeti ve sıcaklık kontrol hassasiyeti, besleme malzemesinin plastikleştirme homojenliğini doğrudan etkiler.

2. Sinterleme fırını:

Dengeli sıcaklık ve doğru atmosfer kontrolü çok önemlidir.

3. Test ekipmanları:

Hassas test makineleri, malzeme ve ürün testlerinin doğruluğunu etkiler. Üretim sürecini iyileştirmek için faydalı veriler sağlarlar.

MIM teknolojisinin uygulamaları

Olgun teknolojisi, kontrol edilebilir maliyeti ve yüksek seri üretim verimliliği avantajlarıyla MIM prosesi, tüketici elektroniği, otomotiv üretimi, donanım araçları, elektronik ve elektrikli ev aletleri, genel makineler ve tıbbi cihazlar gibi birçok endüstriyel alanda yaygın olarak uygulanmaktadır.

(1) Tüketici elektroniği

Tüketici elektroniği, MIM teknolojisinin en olgun uygulama alanıdır. Temel gereksinimler hassasiyet, minyatürleştirme, korozyon direnci ve iyi görünümdür. Ürünler çoğunlukla 1 ila 10 mm arasında değişen boyutlarda mikro karmaşık parçalardır. Tipik ürünler arasında SIM kart tutucuları, kamera braketleri, Type-C arayüz bileşenleri vb. yer alır.

(2) Otomotiv üretimi

Otomotiv üretimi, MIM teknolojisinin önemli bir uygulama alanıdır. Temel gereksinimler yüksek mukavemet, aşınma direnci, yüksek sıcaklık direnci, elektriksel iletkenlik ve istikrarlı seri üretimdir. Ürünler, ABS valf gövdeleri, akü konektörleri ve elektronik kontrol sistemleri için hassas dişliler gibi otomotiv güç sistemleri, elektronik sistemler ve güvenlik sistemleri için küçük hassas parçaları kapsar.

(3) Donanım araçları

Karbon çelik MIM prosesinin temel uygulama alanı, donanım aletleri alanıdır. Temel gereksinimler düşük maliyet, yüksek mukavemet ve aşınma direncidir. Ürünler çoğunlukla makas döner milleri, anahtar klipsleri, maket bıçağı bağlantı elemanları vb. gibi küçük alet aksesuarlarıdır. Korozyon direnci için özel bir gereksinim yoktur.

(4) Elektronik ve elektrik mühendisliği

Elektronik ve elektrik mühendisliği alanındaki temel gereksinimler yüksek elektriksel iletkenlik, yüksek termal iletkenlik ve hassasiyettir. Uygulama alanları arasında konektör terminalleri, transformatör çekirdekleri, ısı dağıtıcılar vb. yer almaktadır.

(5) Tıbbi cihaz

Tıbbi cihaz alanı, ürünlerin korozyon direnci, biyouyumluluğu ve hassasiyeti konusunda son derece yüksek gereksinimlere sahiptir. Bu, minimal invaziv cerrahi alet forsepsleri, hemostatik klipsler, dişçi alet aksesuarları vb. gibi 316L paslanmaz çelik MIM işleminin temel uygulama alanıdır.

 

MIM ile diğer türler arasındaki karşılaştırma enjeksiyon kalıplama

Karşılaştırma boyutu	MIM	Plastik enjeksiyon kalıplama	Metal döküm şekillendirme
Şekillendirme malzemesi	Paslanmaz çelik/karbon çelik/bakır ultra ince toz + bağlayıcı	Termoplastik/termoset plastikler	Esas olarak erimiş alüminyum alaşımı/çinko alaşımı/magnezyum alaşımı
Şekillendirme doğruluğu	Yüksek, ±0.3% tolerans dahilinde ve pürüzsüz bir yüzey.	Yüksek hassasiyet, ±0.1%-0.5% tolerans, ince dokular oluşturmak kolay.	Orta kalınlıkta, tolerans ±%1-2, sonradan son işlem gerektirir.
Karmaşıklığın oluşumu	İnce duvarlı, mikro delikli ve içten dişli gibi karmaşık ve küçük yapılar üretmek için kullanılabilir.	Karmaşık yapılar için kullanılabilir ve eğim açısı dikkate alınmalıdır.	Basit yapılar ve şekillendirilmesi zor ince ve karmaşık detaylar için uygundur.
Ürün performansı	Metal özellikleri: yüksek mukavemet, ısı direnci, korozyon direnci/elektrik iletkenliği	Hafif ve yalıtımlıdır, ancak mukavemeti ve sıcaklık direnci zayıftır.	Metalik özellikler: Orta mukavemetli, az sayıda mikro gözenek kusuru içeriyor.
Malzeme kullanım oranı	%98'in üzerinde, neredeyse net olarak oluşturulmuş, çok az atıkla.	Atıkların %95'inden fazlası doğrudan geri dönüştürülebilir.	%80 ila %90 oranında, fırın ağzında çok fazla çapak oluştuğu için yeniden eritilip geri dönüştürülmesi gerekiyor.

Karşılaştırmadan bunları açıkça anlayabiliriz. Plastik enjeksiyon, seri üretilen plastik ürünler için kullanılır. Metal döküm, orta ve büyük boyutlu basit parçalar için kullanılır. MIM, küçük ve karmaşık metal parçalar için en uygun olanıdır. Gelişmiş bir üretim teknolojisidir.

Sonuç

MIM sürecinin temel değeri, geleneksel üretim süreçleriyle elde edilmesi zor olan küçük, karmaşık ve hassas metal parçaların seri üretim sorununu çözmesinde ve geleneksel kesme, döküm ve kalıp döküm süreçlerinin teknik açığını kapatmasında yatmaktadır.

Bu süreç, yüksek şekillendirme özgürlüğü, yüksek boyutsal hassasiyet, yüksek malzeme kullanım oranı ve nihai ürünün mükemmel mekanik özellikleri gibi temel avantajlarıyla, olgunlaşmış süreçlerin özelliklerini, kontrol edilebilir maliyetleri ve farklı malzemelere geniş uyarlanabilirliği bir araya getiriyor.

Tüketici elektroniği, otomotiv üretimi, donanım araçları ve elektronik ve elektrikli ev aletleri gibi birçok alanda ana seri üretim teknolojisi haline gelmiştir. Teknolojik yeniliği, süreç olgunluğunu ve pazar uygulanabilirliğini birleştiren gelişmiş bir üretim teknolojisidir.

MIM üreticisi olarak Noble'ı neden tercih etmelisiniz?

NOBLE, güvenilir ve kapsamlı özel üretim çözüm ortağınızdır. Prototip tasarımından üretime kadar, geniş üretim kaynaklarımız, uygun teknolojimiz, optimize edilmiş süreçlerimiz, uzman rehberliğimiz ve mükemmel kalite kontrol sürecimiz sayesinde fikirlerinizi gerçeğe dönüştürebiliriz.

Hızlı prototiplemeden seri üretime kadar metal enjeksiyon kalıplama parçaları için anında çevrimiçi fiyat teklifi alabilirsiniz . Üretim çözümlerimiz sayesinde metal enjeksiyon kalıplama projeleriniz, teslim süreleri ve maliyetler açısından optimize edilebilir. NOBLE, metal enjeksiyon kalıplama parçalarınızı en yüksek kalitede ve talep üzerine üretmenize yardımcı olabilir.

NOBLE'ın özel metal enjeksiyon kalıplama hizmetleri, metal prototiplemeden seri üretime kadar, rekabetçi fiyatlarla ve yüksek kalitede kalıplanmış parçaları hızlı teslim süreleriyle üretmek için idealdir. Güçlü ve hassas makinelerle donatılmış büyük üretim tesislerimiz, uyumlu parçalar oluşturmak için aynı kalıp araçlarının kullanılmasını sağlar. Daha da iyisi, her metal enjeksiyon kalıplama siparişinde, kalıp tasarımı tavsiyesi, son kullanım uygulamaları için malzeme ve yüzey seçimi ve nakliye yöntemleri de dahil olmak üzere ücretsiz uzman danışmanlığı sağlıyoruz.

SSS

1. MIM metal tozlarının karşılaması gereken temel gereksinimler nelerdir?

Hammaddenin homojenliğini ve sinterleme yoğunlaşmasını sağlamak için parçacık boyutu 10-45 μm, küresellik ≥0.9, düşük oksijen içeriği ve makul parçacık boyutu dağılımı gereklidir.

2. MIM'de bağlayıcı madde uzaklaştırma işlemi neden sıkı bir şekilde kontrol ediliyor?

Hızlı bağlayıcı buharlaşmasından kaynaklanan iç basıncı önleyerek, ham parçaların çatlamasını, kabarmasını ve deformasyonunu engeller.

3. MIM parçalarının tipik sinterleme büzülme oranı nedir?

Genel olarak %15-20 oranında; boyutsal doğruluğu sağlamak için kalıp tasarımında büzülme payı ayrılmalıdır.