[CNPIM] Yenilikçi metal enjeksiyon kalıplama işlemi ve ilgili kalıp teknolojisi

[CNPIM] Yenilikçi metal enjeksiyon kalıplama işlemi ve ilgili kalıp teknolojisi

Bu makalede listelenen işlemler yeni değildir. Temel olarak, çok olgun uygulamaları var.

Bu makale, Han Fenglin'in ihtiyacı olan arkadaşların sorgulanması ve referansı için sistematik envanteri amaçlayan kitaplarının içeriğine atıfta bulunmaktadır.

Metal enjeksiyon kalıplama işlemi, multidisipliner bir teknolojidir ve metal parçalar için gelişmiş hassas kalıplama işlemlerinden biridir.

Metal enjeksiyon kalıplama işlemi, insanlar tarafından yavaş yavaş tanındı, kabul edildi ve değer verildi. Daha karmaşık parça üretim gereksinimlerine ulaşmak için, birçok alandaki en son teknolojiler MIM endüstrisine dahil edilmiş ve güçlü bir şekilde yenilenmiştir. Bu nedenle, metal enjeksiyon kalıplama işleminin yeni teknolojileri ve yeni süreçleri de ortaya çıkmakta ve geliştirme ve üretime uygulanmaktadır.

Ardından, bir envanter yapalım.

1. Metal mikro enjeksiyon teknolojisi (μ- MIM)

Mikro-mekanik veya mikro-elektro-mekanik sistemler (MEMS), 1980'lerin sonunda geliştirilen yeni bir disiplinler arası sistemdir ve 21. yüzyılın temel disiplinlerinden biri olarak kabul edilmiştir.

Mikromekanik veya MEMS'in uygulanabilirliği, mikro işleme teknolojisinin ilerlemesine bağlıdır. Metal mikro enjeksiyon kalıplama teknolojisi, yüksek hassasiyetli ve yüksek performanslı mikro metal veya seramik parçaların seri üretimi için en etkili yöntemdir.

Metal mikro enjeksiyon kalıplama teknolojisi, mikrometre boyutunda veya mikrometre yapısında metal veya seramik parçalar üretmek için MIM sürecini kullanan bir proses teknolojisini ifade eder. Genellikle 1 mm'den küçük veya yerel mikrometre ince yapılı hassas parçalara atıfta bulunur.

Şu anda 25~50, uygun ince toz μ M kalınlığında hazırlanabilir, yerel yapısal ayrıntılar 5 μ M'den azdır. Metal veya seramik parçaların yüzey pürüzlülüğü 2~3 μ M'dir.

Metal enjeksiyon kalıplama parçalarının boyutu iki uç noktaya kadar gelişmiştir. Mikron boyutlu hassas parçalar, büyük bir pazar kapasitesine ve geliştirme potansiyeline sahiptir. Optik fiber metal kılıf, lazer kateter, baskılı devre mikro matkap, mikro elektronik aktüatör ve dental tıbbi parçalar gibi bu küçük parçaların teknik katma değeri çok yüksektir ve fiyatı kilogram başına 4000~20000 dolar.

Mikro enjeksiyon kalıplama ürünleri, aktüatörler, sensörler, cep tüketim malları, silahlar, havacılık, elektronik montaj araçları, oksijen analizörleri, filtreler ve tıbbi ve sağlık ekipmanlarında geniş uygulama beklentilerine sahiptir.

Hassas mikro kalıpların üretilmesi, dar boşlukların doldurulması ve küçük parçaların çalıştırılması mikro enjeksiyon kalıplama teknolojisinin gelişimini kısıtlayan başlıca engellerdir.

Bu tür yüksek hassasiyetli mikro parçaları üretmek için kullanılan kalıplar, geleneksel kalıplardan çok daha hassastır ve fotolitografi, elektroform, mikro kesim, mikro edm vb. plastik kayıp köpük kalıpları üretmek için LIGA (Alman plaka yapımı, elektroforming ve enjeksiyon kalıplama üç kısaltması) ve diğer işlemler kullanılarak sorunlar iyi bir şekilde çözülebilir.

LIGA işlemi ile plastik kayıp köpük kalıbı üretmenin iki yolu vardır:

Bir işlem, PMMA plastik kalıp maçasını kalıplamak, doğrudan metal enjeksiyon kalıplama için PMMA plastik kalıp maçasını kalıp tabanına yerleştirmek, PMMA plastik kalıp maçasını ve boş MIM parçasını kalıp tabanından bir bütün olarak ayırmak ve MIM'i oluşturmaktır. doğrudan yağdan arındırma ve sinterleme için boş parça plastik kalıp göbeğinde bırakılır, bu tek adımlı bir çoğaltma işlemi haline gelir.

Diğer işlem, elektroform işlemiyle PMMA plastik parçalarının yüzeyinde bir metal nikel tabakası biriktirmek ve ardından PMMA plastiğini nikel kabuğundan soymak ve ardından nikel kabuğunu kalıp tabanı işleminin metal kalıbına sokarak oluşturmaktır. MIM parçası boş. Bu, iki adımlı bir çoğaltma işlemi haline gelir.

Tek adımlı çoğaltma işlemiyle oluşturulan parçaların hassasiyeti yüksektir ve parçaların kalıptan çıkarılması ve müteakip operasyon zorlukları çözülür, ancak maliyet yüksektir; İki aşamalı replikasyon işlemi ile oluşan parçaların hassasiyeti azalır, bu da seri üretime uygundur ancak parçaların kalıptan çıkarılması ve sonrasında çalıştırılmasında zorluklar yaşanır.

2. Çok bileşenli malzeme kompozit enjeksiyon teknolojisi

Tek kimyasal bileşimli malzemelerden yapılan parçaların, parça fonksiyonlarının karmaşık entegrasyonu için modern imalat endüstrisinin özel gereksinimlerini karşılaması zordur. Bir parçanın farklı parçaları, farklı malzemelerden yapılır ve farklı işlevsel gereksinimlerin karşılanması, modern parça imalatının bir gelişme eğilimidir.

[CMPIM] Yenilikçimetal enjeksiyon kalıplamasüreç ve ilgili kalıp teknolojisi Çok bileşenli malzeme kompozit enjeksiyon kalıplama teknolojisi

Plastik endüstrisinde yaygın olarak kullanılan iki renkli (çok renkli) enjeksiyon kalıplama teknolojisi, metal enjeksiyon kalıplama alanına girmiş olup, karmaşık metal veya seramik kompozitlerin harmanlanmasını ve verimli bir şekilde işlenmesini mümkün kılmaktadır.

Bileşik enjeksiyon kalıplama teknolojisinin ilkesi, bir enjeksiyon makinesinin aynı anda iki veya daha fazla varil takımı ile donatılması ve her bir varil setindeki enjeksiyon malzemelerinin aynı olmasıdır. Çok boşluklu kalıbın sabit kalıbı, dönen şaftın etrafında dönebilir ve her pozisyonda farklı boşluklara farklı enjeksiyon malzemeleri enjekte edilir. İlk enjeksiyon boşluğu en içte bırakılır ve soğuduktan sonra kalıp açılır, ancak hemen kalıptan çıkarılmaz. Sabit kalıp belirli bir açıyla döndürüldükten sonra sabit kalıp kapatılır ve tüm boşluk birinci enjeksiyon boşluğuna göre dışa doğru genişler ve ardından farklı enjeksiyon malzemelerinin ikinci enjeksiyon kalıplaması gerçekleştirilir. Her parça, çoklu enjeksiyonla oluşturulur ve sonunda çıkarılır.

Çok bileşenli kompozit enjeksiyon kalıplama teknolojisinin tanıtılması, tek parçaların işlevsel ve performans entegrasyonu gereksinimlerini karşılayabilir, değerli ham maddelerden tasarruf sağlayabilir ve maliyetleri azaltabilir.

Kompozit teknolojisi, çelikle sertleştirilmiş karbür veya seramik kesici takımlar, çökelmeyle sertleştirilmiş paslanmaz çelik demir-alüminyum alaşımlı meme, manyetik ve manyetik olmayan elektronik bileşenler gibi birçok alanda geniş uygulama beklentilerine sahiptir.

Birinci ve ikinci makaleler için lütfen daha ayrıntılı girişe bakın: [Teknoloji] Yeni metal enjeksiyon teknolojisi: μ- MIM ve 2C-MIM sürecine giriş

3. Gaz (sıvı) destekli kalıplama teknolojisi

Gaz (sıvı) destekli kalıplamanın çalışma prensibi, kalıp boşluğuna belirli bir miktarda erimiş enjeksiyon malzemesi (hacim oranı yüzde 50 ~ yüzde 80) enjekte etmek ve ardından ürünü içi boş hale getirmek için eriyikten basınçlı gaz veya su enjekte etmektir. . Erimiş enjeksiyon malzemesi genişler ve kalıp boşluğunun iç duvarına tam olarak oturur. Ürünün daha kalın kısmının çekirdeği nihayet katılaştığından, bu kısmın içi boş olması muhtemeldir.

[CMPIM] Yenilikçi metal enjeksiyon kalıplama işleminin ve ilgili kalıp teknolojisi gaz destekli kalıplama ekipmanının şematik diyagramı

Hacim basınçla değişerek gazı çok daha küçük hale getirdiğinden, su akışının ve içi boş duvar kalınlığının oluşumunun kontrol edilmesi daha kolaydır. Gaz (sıvı) gövde destekli şekillendirme işlemi ile tasarım özgürlüğü arttırılmış olup, et kalınlık farkı büyük olan ürünlerin kolay şekillendirilmesi; Enjeksiyon basıncı azaltılabilir ve ürünün iç basınç dağılımı daha düzgündür; Ürün, gerilimin, çarpılmanın, çökmenin ve yüzey kalitesinin azaltılmasına katkıda bulunur; Yağ giderme süresini kısaltabilir, malzeme tüketimini azaltabilir ve parçaların ağırlığını azaltabilir.

Gaz (sıvı) destekli kalıplama teknolojisi, golf başlığı, kapı kolu, el sanatları vb. alanlara başarıyla uygulanmış ve dikkate değer sonuçlar alınmıştır.

4. Enjeksiyon boşluğunun işlenmesi ve montaj teknolojisi

Enjeksiyon boşluğunun yağ gidermeden önceki mukavemeti, sinterlenmiş metal parçalarınkinden çok daha düşük olmasına rağmen, yine de işlenecek ve kırpılacak belirli bir mukavemete sahiptir.

Malzeme ekleme ve çıkarma işleme teknolojisi, boşluğun boyutunu ve şeklini değiştirmek için uygulanabilir. Yağdan arındırmadan önce enjeksiyon boşluğu kapı kesme, ayırma hattı işleme, delme, pah kırma ve diğer malzeme çıkarma ile işlenebilir.

İş parçası yumuşak olduğu için aletin aşınması büyük ölçüde azalır. Boşluğun gücü zayıftır ve hasar görmesi kolaydır. Nihai boyutlu işleme doğruluğunu karşılamak için yüksek kesme hızına ve düşük ilerleme hızına ihtiyaç duyar.

Geleneksel montaj işlemi, sinterlenmiş parçaları birbirine bağlamaktır ve ayrıca enjeksiyon boş parçalarını yağdan arındırmadan önce birleştirmek de mümkündür. Şu anda, montaj işlemi için üç yöntem vardır: birincisi, ilk kalıp boşluğu, ikinci enjeksiyon kalıplama için bir ek olarak kullanılır; İkincisi, çok bileşenli malzemelerin kompozit kalıplanmasıdır; Üçüncüsü, yağdan arındırmadan önce tekli enjeksiyon körünü bir bütün halinde birleştirin.

Tüm boş parçalar, aynı enjeksiyon malzemelerinin enjeksiyonla kalıplanmasıyla oluşturulmuşsa, uygun yağ giderme sinterleme çekme özelliği, bunların iyi bir kombinasyonunu sağlayabilir; Her ham parçaya farklı enjeksiyon malzemeleri enjekte ediliyorsa, çatlama ve deformasyonu önleyecek önlemler alınmalıdır.

Bu teknolojiyi kullanmak, kalıp yapısını basitleştirebilir ve kalıp maliyetini azaltabilir; Daha karmaşık şekle sahip ve geleneksel teknoloji ile işlenmesi zor olan parçalar; Farklı performans ve fonksiyonel gereksinimlere sahip kompozit parçalar oluşturmak veya değerli ham maddeleri kurtarmak.

5. Sıcak yolluk teknolojisi

Sıcak yolluk enjeksiyon kalıbı, gerçek bir koşucu olmayan katılaşma enjeksiyon kalıbıdır ve sıcak yolluk teknolojisi, enjeksiyon sürecinde ileri bir teknolojidir.

Hassas tasarım, üretim ve kontrol teknolojisi sayesinde, tüm akış kanalındaki enjeksiyon malzemesi, akış kanalı yoğuşması, salivasyon ve enjeksiyon malzemesinin aşırı ısınması, ayrılması veya bozulması olmadan her zaman erimiş halde tutulur.

Sıcak yolluk yapısı temel olarak ana yolluk nozulu, yolluk plakası, nozul, ısıtma ve sıcaklık ölçüm elemanları, montaj ve sabitleme parçalarından oluşmaktadır.

[CMPIM] Yenilikçi metal enjeksiyon kalıplama işlemi ve ilgili kalıp teknolojisi - sıcak yolluk yapısı

Yüksek teknik zorluk nedeniyle, tüm sıcak yolluk sistemi genellikle profesyonel şirketler tarafından tasarlanır ve üretilir. Eksiksiz bir karmaşık sıcak yolluk kalıbı seti, sorunsuz enjeksiyon kalıplamayı sağlamak için deneyimli enjeksiyon kalıp işletmeleri ve sıcak yolluk ekipman şirketleri tarafından ortaklaşa tasarlanmış ve üretilmiştir.

Sıcak yolluk sisteminin kalıp yapısı karmaşıktır ve maliyeti yüksektir, bu da seri sürekli üretim için uygundur:

- Kalıptan çıkarma işlemi için yolluksuz sıcak yolluk sistemi kullanılarak tüm enjeksiyon işleminin otomatik kontrolünü gerçekleştirmek daha kolaydır;

- Yollukta, üretim sürecinin kararlılığını ve büyük miktarlarda üretilen ürünlerin kalite tutarlılığını artıran geri dönüştürülmüş malzemelerin karışması yoktur;

- Akış kanalındaki basınç kaybı azaldığında, enjeksiyon basıncı azaltılabilir, bu da enjeksiyon malzemesinin ayrılma ve bozulma eğilimini azaltır, ürünün artık stresini azaltır ve deformasyonu azaltır;

- Tutma süresi daha uzun ve etkilidir, enjeksiyon parçasının büzülmesini azaltır ve her parçanın yoğunluğu daha üniformdur;

-Daha büyük boyutlu, daha ince et kalınlığına, daha karmaşık şekle ve daha yüksek hassasiyete sahip ürünler üretebilir;

-MIM kalıbında kullanılamayan gizli kapı ile birleştiğinde, boş kapının işlenmesi azaltılarak üretim verimliliği iyileştirilebilir;

-Enerji tasarrufu ve seri üretim maliyetleri azaltabilir.

6. Hızlı takım teknolojisi

Normal üretim kalıplarının üretim maliyeti genellikle yüksektir. Çoğu durumda, tüm doğrulama tasarımı ve üretimi sürecinde karşılaşılabilecek sorunları bulmak için deneysel kalıplar yapmak ve son kalıbı değiştirmek gerekir. Bu duruma uyum sağlamak için yüzlerce parçanın deneme üretimini karşılayabilecek deneysel kalıplar üretmek için birçok hızlı veya yumuşak kalıp teknolojisi ortaya çıkmıştır.

Şu anda, yumuşak metal enjeksiyon kalıbı üretmek için alüminyum alaşımı, partikül takviyeli epoksi reçinesi, berilyum bakırı, düşük karbonlu çelik, paslanmaz çelik ve kobalt alaşımı kullanılmaktadır. Kolay biçimlendirilmesi nedeniyle çinko, alüminyum ve bizmut alaşımları ara sıra test kalıpları ve numune prototipleri üretmek için kullanılır.

Ancak kolay çizilmesi ve hasar görmesi nedeniyle nihai üretim kalıbında sert malzemeler kullanılacaktır.

Silikon kauçuk kalıbın işlem prensibine dayalı olarak sınırlı hizmet ömrüne sahip MIM plastik enjeksiyon kalıbı yapmak nispeten yeni bir kalıp teknolojisidir. Erimiş plastiği ana kalıbın boşluğunun etrafına dökün. Katılaşma ve sertleşmeden sonra plastiği kesin ve ana kalıbı çıkarın. Kısıtlı kalıp tabanına bastırılan bu tür plastik kalıp, yüzlerce düşük basınçlı enjeksiyon testine dayanmak için kullanılabilir.

Lazer hızlı prototipleme teknolojisi, kalıp veya prototip üretimi için çok basit bir yöntemdir. Kalıp boşluğunu doğrudan üretmek için lazer tarama entegre plastik veya metal tozu birikimini kullanır. Lazer hızlı prototipleme teknolojisinin başka bir kalıp üretim süreci, hassas döküm veya elektroforming yoluyla kalıp boşluğunu üretmek için istiflenmiş reçine veya kağıt modeli kullanmaktır.

Bu yöntemlerle üretilen kalıbın yüzeyi nispeten pürüzlüdür ve üretim kalıbının katı gereksinimlerini karşılayamayan hassasiyet düşüktür.

Çok büyük seri üretimlerde kullanılan kalıp boşluğu veya bileşenlerinin aşınması kolaydır. Hızlı takım teknolojisi çok etkili bir teknolojik araç olacaktır.

7. Eriyebilir çekirdek oluşturma teknolojisi

Geleneksel yöntemlerle kalıptan çıkarılması zor olan karmaşık maça veya özel yapıya sahip parçalar için eriyebilir maça şekillendirme teknolojisi, bu tür parçaların kalıplama problemini çözebilir.

Eriyebilir maça kalıplama teknolojisinin temel fikri, reçine, kağıt, düşük erime noktalı metal ve diğer malzemelerle kalıptan kalıptan çıkarılması zor olan parçanın çekirdek yapısını parça haline getirmektir. Kalıplama ve kalıptan çıkarmadan sonra, kesici uç enjeksiyon boşluğunda kalır ve hemen dışarı çıkmaz. Daha sonra enjeksiyon boşluğunda kalan ekler sinterlemeden önce eritme, parçalama, solvent çözme ve diğer yöntemlerle çıkarılır.

Bu yöntemi kullanarak, çevreleyen iç içbükey, ince dişli ve küçük dişli gibi geleneksel metal enjeksiyon kalıplama ile doğrudan üretilmesi zor veya imkansız olan parçaların seri üretimini gerçekleştirmek kolaydır.