Vergleich von Metallinjektionsformen und Pulvermetallurgie

Hersteller auf der ganzen Welt sind stets bemüht, leistungsstärkere Metallkomponenten zu schaffen. Sie wünschen sich mehr Gestaltungsfreiheit, ohne die Kosten zu opfern. Wenn traditionelle Gießmethoden nicht mehr ausreichen, wenden sich die Hersteller anderen Formgebungsprozessen zu, um ihre Produkte voranzutreiben.

Wenn Sie mit Pulvermetallurgie (PM) vertraut sind, wissen Sie, dass die Teile aus Metall bestehen, das in einer Form zusammengepresst und dann gesintert wird. Metallinjektionsformen (MIM) ist ein ergänzender Prozess, der ebenfalls Metallpartikel verwendet – jedoch viel feiner – um hochdichte Komponenten mit dreidimensionaler Gestaltungsfreiheit zu produzieren.

Wie sich Metallinjektionsformen unterscheiden

Materialien

Pulvermetallurgie und Metallinjektionsformen nutzen die gleichen Grundpulver, und beide Prozesse ermöglichen die Verwendung von Sonderlegierungen, jedoch liegt der entscheidende Unterschied im Material in der Partikelgröße. Grobe Pulver, die in PM verwendet werden, sind allgemein bekannt, und der Weg, sie herzustellen, ist kostengünstig. MIM-Pulver sind viel kleiner, sodass der Prozess und die Energie, um sie in diesem Größenbereich herzustellen, teurer sind.

Die Kosten des Pulvermetalls sind ein entscheidender Faktor, wenn es darum geht, MIM- und PM-Materialien zu vergleichen. MIM-Pulver sind in der Regel teurer als PM-Pulver, da sie feiner sind (-20 Mikrometer vs. +100 Mikrometer). Aufgrund des feineren Materials produziert MIM jedoch erheblich weniger Porosität.

Wussten Sie schon?  PM erreicht alle Dichten in der Verdichtungsphase (85-92% Dichte), während die MIM-Dichte durch Sintern – eine Diffusionsbindung – entsteht. (95%+ Dichte)

Gestaltungsfreiheit

Ingenieure verwechseln oft MIM und herkömmliches PM, da beide mit Pulvermetall beginnen. PM basiert auf einer Hochdruck-uniaxialen Verdichtung. PM eignet sich besser für einfache Formen, die leicht aus der Form ausgeschoben werden können. Hier unterscheidet sich MIM. Mit MIM gibt es sehr wenige – wenn überhaupt – geometrische Einschränkungen, die eine dreidimensionale Gestaltungsfreiheit ermöglichen.

 Weitere Gest Improvements für MIM-Komponenten umfassen:

• Teilekonsolidierung
• Einheitliche Wandstärke
• Hohlräume und Massenreduzierung
• Löcher und Schlitze
• Untercuts
• Gewinde
• Rändeln, Buchstaben und Logos

Physikalische Eigenschaften

Obwohl die MIM- und PM-Prozesse ähnlich erscheinen, liegen die Hauptunterschiede in den endgültigen Eigenschaften der fertigen Komponente – hauptsächlich in der endgültigen Dichte. Wenn Sie den PM-Prozess verwenden, macht die Reibung zwischen dem Pulver und den Werkzeugen die endgültige Komponente ungleichmäßig, während MIM-Teile in allen Richtungen gleichmäßig sind.

Darüber hinaus findet das Sintern für MIM bei viel höheren Temperaturen statt als bei PM (2350-2500F° vs. 1800-2000F°). Die größeren PM-Metallpulver, kombiniert mit niedrigeren Sintertemperaturen, führen dazu, dass die endgültige PM-Komponente niedrigere physikalische Eigenschaften hat, wodurch MIM-Komponenten ungefähr doppelt so stark und mit deutlich besserer Zähigkeit und Ermüdungsfestigkeit sind. 

Wann ist Metallinjektionsformen die richtige Wahl?

Wo Sie Kosten für teurere Rohstoffe und Werkzeug hinzufügen, realisieren Sie die Einsparungen, wenn es um hochdichte, hochkomplexe Komponenten geht, die mit keinem anderen Herstellungsverfahren hergestellt werden können. PM kann eine kosteneffiziente Alternative für einfache Teile sein, aber MIM kann Teilegeometrien produzieren, die sekundäre Operationen eliminieren, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führen kann.

Viele unserer Kunden finden erhebliche Einsparungen, wenn sie zwei oder mehr Unterkomponenten in einer einzigen MIM-Komponente kombinieren. Weitere Einsparungen ergeben sich, wenn Sie die Materialien, das Design, die Montage und die logistischen Vorteile des MIM-Prozesses berücksichtigen.

OptiMIM - Führender Hersteller von Metallinjektionsformen

Bei jedem Projekt streben wir an, konsistentere Teile effizienter und kostengünstiger zu liefern. Bei OptiMIM ist es unser Ziel, die Ausgaben für sekundäre Prozesse wie die Bearbeitung zu beseitigen, um die Nettogestalt beim ersten Mal zu erreichen. Daher bauen wir Formen, die effizienter für die Massenproduktion sind und so viel Komplexität wie nötig von Beginn an einbringen, um teure Bearbeitungs- und Sekundäroperationen zu vermeiden.