Auslegung für Metallpulverspritzguss

Metallpulverspritzguss (MIM) ist eine Technologie, die viele aktuelle Herausforderungen in der Fertigung bewältigt. OptiMIM nutzt den Spritzgussprozess zur Herstellung endkonturnaher Bauteile, die sich ideal für Hochleistungsanwendungen mit außergewöhnlicher Dichte, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit eignen. Diese Bauteile übertreffen die Industriestandards für mechanische und physikalische Eigenschaften durchgehend. Die Auslegung für Metallpulverspritzguss erfordert die sorgfältige Berücksichtigung mehrerer Faktoren, um den Projekterfolg sicherzustellen. Lesen Sie weiter, um die besonderen Variablen kennenzulernen, die in unsere ausgezeichneten Bauteile einfließen.

Auslegung für Metallpulverspritzguss – Formgebungsvariablen

Die Auslegung für Metallpulverspritzguss erfordert die sorgfältige Berücksichtigung verschiedener Faktoren. Das Werkzeug kann als Zwei- oder Dreiplattenwerkzeug ausgeführt sein. Bei der Bauteilauslegung ist es entscheidend, die Position von Details und Merkmalen wie Anspritzung und Anspritzpunkt festzulegen. Je nach Bauteilgeometrie können ein einzelner oder mehrere Anspritzpunkte erforderlich sein.

Trennlinien

Auch die Trennlinie und der Trennlinienabdruck müssen berücksichtigt werden. Jedes Bauteil besitzt eine prozessbedingte Trennlinie. Entscheidend ist jedoch, die Anwendung zu berücksichtigen und zu verstehen, wie sich die Lage der Trennlinie auf Form, Passung oder Funktion des Bauteils auswirken kann. Idealerweise sollte die Trennlinie nicht auf einer Funktionsfläche liegen.

Auswerferabdrücke

Ein weiterer wichtiger Aspekt sind Auswerferabdrücke. Alle Bauteile müssen aus dem Werkzeug ausgeworfen werden; daher muss die Position der Auswerfer in Bezug auf die Bauteilfunktion sorgfältig bewertet werden. In bestimmten Fällen kann ein Hülsenauswurf eingesetzt werden, um Auswerferabdrücke zu minimieren oder zu vermeiden.

Wandmerkmale & Wandstärke

Weitere zu berücksichtigende Faktoren sind dünnwandige Merkmale, insbesondere mit einer Wandstärke von 0.020 Zoll oder weniger. Beim Einspritzen dünner Merkmale in ein Werkzeug besteht Bruchgefahr, wenn der Auswerfprozess nicht korrekt durchgeführt wird. Unsere Ingenieure bewerten diese Faktoren sorgfältig und arbeiten vor der Entwicklung neuer Programme mit Kunden zusammen.

Die vollständige Liste der Formgebungsvariablen finden Sie im OptiMIM-Webinar zum MIM-Design zum Download!

Konstruktionsaspekte für Metallpulverspritzguss

Nach den Formgebungsvariablen betrachten wir Konstruktionsaspekte für Metallpulverspritzguss. Aufgrund der Komplexität des MIM-Prozesses müssen in jeder Phase zahlreiche Konstruktionsmerkmale berücksichtigt werden.

Schlepp-Effekt

Der Schlepp-Effekt beruht darauf, dass ein Bauteil im MIM-Prozess auf den Unterlagen schrumpft, wenn diese in unsere Sinteröfen eingebracht werden. Beachten Sie aus dem MIM-101-Webinar, dass ein MIM-Bauteil im Durchschnitt um etwa 20 Prozent schrumpft. Die spezifischen Schrumpfraten hängen von der Materialgüte ab, und unser Engineering-Team legt das Bauteil unter Berücksichtigung der Schrumpfung aus.

Durchhängeffekt

Der zweite Effekt während des Sinterprozesses ist der Durchhängeffekt. Beim Sintern werden Bauteile relativ weich, und aufgrund der Schwerkraft neigen freitragende oder nicht abgestützte Merkmale zum Verformen oder Durchhängen. Zur Berücksichtigung des Durchhängeffekts entwickeln wir eine Konstruktion, die den Auswirkungen der Schwerkraft entgegenwirkt. Wir können spezielle Stützen oder Keramiken in Form einzelner Blöcke hinzufügen oder Keramiken kundenspezifisch bearbeiten, um diese nicht abgestützten Merkmale zu erhalten.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, gemeinsam mit Ihnen Ihre Konstruktion anzupassen, um dieses Ziel ohne zusätzliche Kosten zu erreichen. Wir prüfen das Hinzufügen von Merkmalen wie Verstärkungsrippen am Bauteil. Dies ist ideal, sofern Form, Passung oder Funktion Ihrer Anwendung dadurch nicht beeinträchtigt werden.

Entformungsschrägen

Die Konstruktionsmerkmale für Metallpulverspritzguss ähneln stark denen des Kunststoffspritzgusses. Die wichtigste Ausnahme betrifft jedoch die erforderlichen Entformungsschrägen. In den meisten Fällen benötigen wir beim Metallpulverspritzguss überhaupt keine Entformungsschrägen. Sie sind nur selten erforderlich.

Eine Entformungsschräge kann erforderlich sein, wenn ein Merkmal ein hohes Seitenverhältnis aufweist und wir das Werkzeug abziehen müssen, beispielsweise bei einem dünnwandigen Abschnitt oder einem langen Kernstift. Zur zusätzlichen Entlastung können wir eine Entformungsschräge von einem halben Grad vorsehen, doch in den meisten Fällen benötigen wir keine Entformungsschräge. Der Grund: Das Feedstock enthält Paraffinwachs, das als Trennmittel wirkt und uns in den meisten Fällen gerade Bohrungen im Werkzeug ermöglicht. In der Formgebungsphase tritt nur eine sehr geringe Schrumpfung auf. Daher ist keine Entformungsschräge erforderlich.

Wandstärke

Ein weiterer Aspekt, bei dem Metallpulverspritzguss dem Kunststoffspritzguss sehr ähnlich ist, ist die gleichmäßige Wandstärke. Ein ideales MIM-Bauteil weist durchgehend ähnliche Wandstärken auf, damit wir die Schwankungen der Schrumpfung kontrollieren können.

Hinterschneidungen

Bei OptiMIM konstruieren wir Bauteile mit einem kollabierbaren Kern, einem Werkzeugmerkmal, das es uns ermöglicht, Hinterschneidungen direkt in den Formgebungsprozess einzubringen und dadurch den Bedarf an Sekundärbearbeitungen und die Kosten zu reduzieren. Hinterschneidungen sind bei anderen Fertigungsverfahren oft unpraktisch oder schwierig, mit Metallpulverspritzguss jedoch realisierbar. Eine Abstimmung mit unserem Engineering-Team vor der Auslegung von Hinterschneidungen wird dringend empfohlen.

Um mehr über Werkzeug- und Konstruktionsvariablen im Metallpulverspritzgussprozess zu erfahren, laden Sie unser kostenloses Webinar herunter. Wir behandeln die oben genannten Themen ausführlicher und erläutern außerdem:

• Rändelung
• Kundenspezifisches Feedstock
• Anspritzung
• Sekundärbearbeitungen
• Lösungen für Funktions- oder Montageprobleme
• Und mehr! 

OptiMIM arbeitet mit vielen der anspruchsvollsten Hersteller weltweit zusammen – von Medizintechnik und Verteidigung bis hin zu Automobilindustrie und Unterhaltungselektronik. Sie wissen, dass wir die Qualität und Leistung liefern, die sie benötigen, um unabhängig vom Volumen bessere Produkte zuverlässiger herzustellen. Von der ersten Konstruktionsphase bis zur Serienproduktion unterstützt Sie unser Team erfahrener Ingenieure dabei, Ihr Unternehmen voranzubringen – kontaktieren Sie uns noch heute!