MIM Prozessreihe Teil 6: Sinterung

Sinterung ist der entscheidende letzte Schritt im Metallinjektionsmoulding (MIM)-Prozess, bei dem "braune Teile", die bereits einer Entbindungsphase unterzogen wurden, in solide, fertige Komponenten verwandelt werden. Diese Teile werden sorgfältig auf spezialisierten keramischen Tabletts platziert, die darauf ausgelegt sind, Bewegungen während der intensiven Hitze des Sinterprozesses zu minimieren. Die Tabletts werden dann in einen Hochtemperaturofen geladen, wo die Teile allmählich erhitzt werden. Dieses kontrollierte Erhitzen ermöglicht es, dass verbleibendes Bindematerial verdampft, was ein reines und dichtes Endprodukt gewährleistet.

Wenn die Temperatur im Ofen steigt, erreicht sie einen Punkt, an dem die einzelnen Metallpartikel im Teil beginnen, zusammenzuschmelzen. Dieser Schmelzprozess, der durch atomare Diffusion angetrieben wird, verfestigt die Komponente und verleiht ihr ihre endgültige Festigkeit und Form. Während der Sinterung schrumpft das Teil typischerweise um etwa 20%, ein kritischer Faktor, den Ingenieure in der ursprünglichen Entwurfsphase berücksichtigen müssen. Sobald der Sinterprozess abgeschlossen ist, kühlt der Ofen ab, und die Teile werden sorgfältig entfernt. In diesem Stadium gelten sie als fertig, obwohl einige Teile möglicherweise eine zusätzliche Bearbeitung wie Bearbeitung oder Oberflächenbeschichtung durchlaufen, um spezifischen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

Öfentypen

Es gibt zwei Arten von Öfen, die für die MIM-Produktion verfügbar sind: Durchlauföfen und Chargenöfen. Durchlauföfen können in demselben Schritt entbinden und sintern. Die Temperaturen erreichen nahezu die Schmelztemperatur des Ausgangsmetalls, und diese Öfen sind nur ideal für die Hochvolumenproduktion. Die Chargenöfen erreichen ebenfalls Temperaturen, die nahe der Schmelztemperatur des Ausgangsmetalls liegen, haben jedoch eine viel kürzere Prozesszeit als Durchlauföfen. Diese Öfen laufen unter Vakuum und während des Prozesses wird ein Flussgas durch den Ofen gepumpt – diese Gase können Stickstoff, Argon oder Wasserstoff sein. Es gibt auch unterstützende Ausrüstung für diesen Ofen, einschließlich eines Wasserstoffgenerators, eines Stickstoffgenerators und eines Notstromgenerators zur Kühlung des Behälters bei Stromausfällen.

Probleme während der Sinterung

Es können Probleme während der Sinterung auftreten, weshalb der Entwurfsschritt unseres Unternehmens Probleme mit dem endgültigen Teil beinhaltet. Zu diesen Problemen gehört, dass Gravitation oder Reibung nicht berücksichtigt werden. Das resulting Teil kann verformt sein. Es gibt Optionen, die unsere Ingenieure verwenden, um dies zu minimieren. Einige dieser Optionen umfassen Abstandshalter, das Hinzufügen einer Stützrippe zum Teil und Prägungen. Es kann auch Probleme mit dem Durchhängen eines Teils geben. Die Verwendung spezieller Halter, die die Teile, die wahrscheinlich durchhängen, aufrecht unterstützen, kann dieses Problem lösen. Teile können auch in einem speziellen keramischen Tablett gesetzt werden oder sie können einen Gusskanal enthalten.

Weitere Artikel in der Serie:

• MIM Serie Teil 1
• MIM Serie Teil 2 – Rohmaterial
• MIM Serie Teil 3 – Compounding
• MIM Serie Teil 4 – Formen
• MIM Serie Teil 5 - Entbindung