Auslegung für Metallpulverspritzguss (MIM)

Metallpulverspritzguss (MIM) ist eine Technologie, die viele aktuelle Herausforderungen in der Fertigung bewältigt. OptiMIM nutzt das Spritzgussverfahren zur Herstellung endkonturnaher Bauteile, die sich ideal für Hochleistungsanwendungen mit außergewöhnlicher Dichte, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit eignen. Diese Bauteile übertreffen die Industriestandards bei mechanischen und physikalischen Eigenschaften durchweg. 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 preisgekrönten Bauteile einfließen.

Auslegung für Metallpulverspritzguss – Formgebungsvariablen

Die Auslegung für Metallpulverspritzguss erfordert die sorgfältige Berücksichtigung verschiedener Faktoren. Das Werkzeug kann als Zwei- oder Drei-Platten-Werkzeug ausgeführt sein. Bei der Bauteilauslegung ist es entscheidend, die Positionierung von Details und Merkmalen wie Anguss und Angussposition festzulegen. Je nach Bauteilgeometrie können ein einzelner Anguss oder mehrere Angüsse erforderlich sein.

Trennlinien

Ebenso wichtig ist die Berücksichtigung der Trennlinie und des Trennlinienabdrucks. Jedes Bauteil besitzt eine prozessbedingte Trennlinie. Dennoch müssen die Anwendung berücksichtigt und die möglichen Auswirkungen der Trennlinienposition auf Form, Passung oder Funktion des Bauteils verstanden werden. 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 ist die Auswerferposition im Hinblick auf die Bauteilfunktion sorgfältig zu bewerten. In bestimmten Fällen kann eine Hülsenauswerfung eingesetzt werden, um Auswerferabdrücke zu minimieren oder zu vermeiden.

Wandmerkmale & Wandstärke

Weitere zu berücksichtigende Faktoren sind dünnwandige Merkmale, insbesondere solche 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 den Kunden zusammen.

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

Überlegungen zur Auslegung für Metallpulverspritzguss

Nach den Formgebungsvariablen betrachten wir die Auslegungsüberlegungen für Metallpulverspritzguss. Aufgrund der Komplexität des MIM-Prozesses gibt es in jeder Phase zahlreiche Konstruktionsmerkmale zu berücksichtigen.

Reibeffekt

Der Reibeffekt beruht darauf, dass ein Bauteil im MIM-Prozess auf den Sinterunterlagen schrumpft, wenn diese in unsere Sinteröfen gestellt werden. Beachten Sie aus dem MIM-101-Webinar, dass ein MIM-Bauteil im Durchschnitt um etwa 20 Prozent schrumpft. Die spezifischen Schwindungsraten hängen von der Werkstoffgüte ab, und unser Engineering-Team berücksichtigt die Schwindung bei der Bauteilauslegung.

Durchbiegungseffekt

Der zweite Effekt während des Sinterprozesses ist der Durchbiegungseffekt. Beim Sintern werden Bauteile relativ weich, und aufgrund der Schwerkraft neigen freitragende oder nicht abgestützte Merkmale zum Verlaufen oder Durchbiegen. Um den Durchbiegungseffekt zu berücksichtigen, entwickeln wir eine Konstruktion, die den Auswirkungen der Schwerkraft entgegenwirkt. Wir können spezielle Stützen oder Keramiken in Form einzelner Blöcke ergänzen oder kundenspezifische Keramiken 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 können Merkmale wie Verstärkungsrippen am Bauteil ergänzen. Auch dies ist ideal, solange es Form, Passung oder Funktion Ihrer Anwendung nicht beeinträchtigt.

Entformungsschrägen

Die Konstruktionsmerkmale für Metallpulverspritzguss ähneln denen des Kunststoffspritzgusses sehr stark. Die wichtigste Ausnahme ist jedoch die Anforderung an Entformungsschrägen. In den meisten Fällen benötigen wir beim Metallpulverspritzguss überhaupt keine Entformungsschrägen. Dies ist 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. Wir können eine Entformungsschräge von einem halben Grad für zusätzliche Entlastung vorsehen, benötigen jedoch in den meisten Fällen keine Entformungsschräge. Der Grund: Unser Feedstock enthält Paraffinwachs, das als Trennmittel wirkt und uns in den meisten Fällen gerade Bohrungen im Werkzeug ermöglicht. Während der Formgebungsphase tritt nur sehr geringe Schwindung auf. Daher ist keine Entformungsschräge erforderlich.

Wandstärke

Ein weiterer Aspekt des Metallpulverspritzgusses, der dem Kunststoffspritzguss sehr ähnelt, ist die gleichmäßige Wandstärke. Ein ideales MIM-Bauteil weist durchgehend ähnliche Wandstärken auf, damit wir die Schwankungen der Schwindung kontrollieren können.

Hinterschneidungen

Bei OptiMIM entwickeln wir Bauteile mit einem kollabierbaren Kern, einem Werkzeugmerkmal, das uns ermöglicht, Hinterschneidungen direkt in den Formgebungsprozess zu integrieren und dadurch den Bedarf an Nachbearbeitungsschritten sowie die Kosten zu reduzieren. Hinterschneidungen sind mit anderen Fertigungsverfahren häufig unpraktisch oder schwierig, lassen sich jedoch mit Metallpulverspritzguss realisieren. Vor der Auslegung von Hinterschneidungen wird dringend eine Beratung durch unser Engineering-Team empfohlen.

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

• Rändelung
• Kundenspezifischer Feedstock
• Angussauslegung
• Nachbearbeitungsschritte
• Lösung von Funktions- oder Montageproblemen
• 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 von der Stückzahl 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!