Anpassung von MIM-Werkstoffen für mehr Gestaltungsfreiheit

Die Erwartungen der Hersteller haben ein Rekordniveau erreicht. Ihre Kunden bedienen Verbraucher, die mehr erwarten – höhere Festigkeit und Dichte, langlebigere Produkte und einzigartige, individuell auf sie zugeschnittene Lösungen. Wie kann ein Unternehmen für Metallpulverspritzguss (MIM) mit dieser Entwicklung Schritt halten?

Wie lässt sich die begrenzte Gestaltungsfreiheit überwinden, mit der Hersteller in der Vergangenheit konfrontiert waren? Entscheidend ist die Grundlage des MIM-Prozesses – das Feedstock. OptiMIM setzt auf die exakt passende Materialmischung, um kundenspezifische Komponenten herzustellen, die höchste Anforderungen erfüllen.  

Quellen und verwandte Inhalte

Was ist Feedstock?

Was genau ist Feedstock? Im Kern handelt es sich um eine Hybridtechnologie aus Pulvermetallurgie und Kunststoffspritzguss. Ein feines, kugelförmiges Metallpulver, das fast wie Staub aussieht, wird mit Kunststoff und Paraffinwachs gemischt – dem sogenannten „Bindersystem". Das Bindersystem verleiht dem Bauteil die gewünschte Geometrie, während das Metallpulver mitgeführt wird.

Das fertige Feedstock besteht volumenmäßig aus etwa 40% Bindemittel und 60% Metall; die Pulverpartikel sind 10 bis 25 Mikrometer groß. Ein Mikrometer entspricht einem Millionstel Meter. Zum Vergleich: 40 Mikrometer sind die kleinste Partikelgröße, die für das menschliche Auge sichtbar ist. Wussten Sie, dass ein durchschnittliches menschliches Haar 100 Mikrometer breit ist? Alle drei Materialien werden gemischt, über unser proprietäres Mischsystem extrudiert und granuliert.

Das Granulat wird anschließend den Spritzgießmaschinen zugeführt und zur ersten Stufe des Bauteils geformt – dem „Grünteil". Nachgelagert folgen viele weitere Prozesse zur Herstellung des endgültigen endkonturnahen Bauteils, doch das Feedstock bildet die Grundlage.

Prozesskontrolle für Feedstock

Die individuelle Rezeptur von Legierungen erhöht die Prozesskomplexität. Für eine optimale Konsistenz der mechanischen Leistungsfähigkeit und Eigenschaften benötigen Lieferanten eine zuverlässige, homogene und reproduzierbare Feedstock-Mischung. Bei der Einbindung mehrerer Materialien in das Feedstock sind präzises Wissen und Fachkenntnisse der Metallurgen sowie sehr strenge Kontrollen erforderlich. Einheitliche Maßkontrollen sind nicht nur von Bauteil zu Bauteil, sondern auch von Charge zu Charge notwendig. Dadurch kann OptiMIM bei jeder Sinterphase eine vorhersehbare und reproduzierbare Schwindung unserer Komponenten sicherstellen.

Durch den Fokus auf eine konsistente Maßkontrolle können Sie die erforderliche Zeit und Investition einsetzen, um Ihr Design vollständig auf Leistung zu optimieren – ohne die traditionellen Einschränkungen anderer Verfahren.

Gestaltungsfreiheit mit Metallpulverspritzguss

Die Produktleistung ist entscheidend. Die Anpassung von MIM-Feedstock ermöglicht die Entwicklung von Technologien und Endteilen, die auf keine andere Weise hergestellt werden können. Statt lediglich ein Material passend zu einem Bauteil auszuwählen, sollte die ideale Materialkombination für optimale Leistung geschaffen werden.

Dank der Fähigkeit, eigenes Feedstock herzustellen, löst OptiMIM zahlreiche komplexe Konstruktionsprobleme. Die Verbindung von Kunststoffspritzguss und Pulvermetallurgie bietet Konstruktionsingenieuren Freiheit von den traditionellen Einschränkungen bei der Formgebung von Edelstahl, Nickel-Eisen, Kupfer, Titan und anderen Metallen. Anders als bei anderen Lieferanten sind Ingenieure nicht auf Standardmetalle angewiesen, die die Leistungsanforderungen eines Projekts beeinträchtigen.

Der Einsatz ungeeigneter Materialien kann in jedem Verfahren die Bauteilleistung beeinträchtigen. Deshalb führt die Auswahl spezifischer Materialeigenschaften mit präziserer Abstimmung zu einer besseren Bauteilleistung. Die proprietäre Kombination aus Metall, Wachs und Kunststoffpolymeren sowie weitere Prozesskontrollen ermöglichen uns im Vergleich zu anderen Metallpulverspritzgussverfahren engere Toleranzen, hohe Dichten und glatte Oberflächen – bei gleichzeitiger Herstellung präziser, komplexer Bauteile in großen Stückzahlen. Da OptiMIM sämtliche Variablen der Feedstock-Entwicklung und der Produktionsprozesse kontrolliert, gewährleisten wir eine bessere Toleranzbeherrschung von Bauteil zu Bauteil und von Charge zu Charge bei höherer Prozessfähigkeit. Diese vertikale Integration verschafft uns einen einzigartigen Vorteil in der MIM-Branche.

Metallteile auf Leistung auslegen

Konstruktionsingenieure können den MIM-Prozess als Ausgangspunkt ohne die Einschränkungen herkömmlicher Verfahren betrachten. MIM erzeugt die Komponentengeometrie, indem Material nur dort eingesetzt wird, wo es für Funktion und Festigkeit benötigt wird. Mehrere Komponenten können zu einer einzigen MIM-Komponente zusammengefasst werden; die daraus resultierende Komponente ist stabiler, kosteneffizienter und entspricht meist eher der ursprünglichen Konstruktionsabsicht als eine Montage aus mehreren Teilen. Durch die Konsolidierung von Komponenten wird das Risiko reduziert, da weniger Möglichkeiten für Bauteilausfälle bestehen.

Da sämtliche Merkmale im Werkzeugbau berücksichtigt werden, erhöht die Bauteilkomplexität nicht die Kosten. Herkömmliche Konstruktionsmethoden wie Entgraten oder Anfasen eines Stanzteils führen bei zunehmender Komplexität häufig zu höheren Bauteilpreisen.

MIM dominiert dort, wo Komplexität, Präzision, Stückzahl und Leistung zusammentreffen – und alles beginnt mit individuell formuliertem Feedstock. Das gewählte Material muss leistungsfähige Bauteile liefern, unabhängig von der Komplexität der Komponente.