MIM-Prozessserie Teil 6: Sintern

Das Sintern ist der entscheidende letzte Schritt im Metallspritzguss (MIM), bei dem "braune Teile", die bereits entbindert wurden, in feste, fertige Bauteile umgewandelt werden. Diese Teile werden sorgfältig auf speziellen Keramikschalen platziert, die so konzipiert sind, dass sich während der intensiven Hitze des Sinterprozesses nichts mehr verschiebt. Anschließend werden die Tabletts in einen Hochtemperaturofen geladen, in dem die Teile nach und nach erhitzt werden. Durch diese kontrollierte Erwärmung kann das verbleibende Bindemittel verdampfen, wodurch ein reines und dichtes Endprodukt gewährleistet wird.

Wenn die Temperatur im Ofen steigt, erreicht sie einen Punkt, an dem die einzelnen Metallpartikel im Teil miteinander zu verschmelzen beginnen. Dieser Schmelzprozess, angetrieben durch atomare Diffusion, verfestigt das Bauteil und verleiht ihm seine endgültige Festigkeit und Form. Während des Sinterns schrumpft das Teil in der Regel um etwa 20 %, ein kritischer Faktor, den Ingenieure in der ersten Konstruktionsphase berücksichtigen müssen. Sobald der Sinterprozess abgeschlossen ist, kühlt der Ofen ab und die Teile werden vorsichtig entfernt. In diesem Stadium gelten sie als fertig, obwohl einige Teile zusätzlichen Bearbeitungen wie Bearbeitung oder Oberflächenbeschichtung unterzogen werden können, um bestimmte Anwendungsanforderungen zu erfüllen.

Arten von Öfen

Es gibt zwei Arten von Öfen, die für die MIM-Produktion zur Verfügung stehen: Durchlauföfen und Chargenöfen. Durchlauföfen können im selben Schritt entbindern und sintern. Die Temperaturen erreichen die Schmelztemperatur des Grundmetalls, und diese Öfen sind nur ideal für die Großserienfertigung. Die Chargenöfen erreichen auch Temperaturen nahe der Schmelztemperatur des Grundmetalls, haben aber eine wesentlich kürzere Prozesszeit als kontinuierliche Öfen. Diese Öfen laufen unter Vakuum und während des Prozesses wird ein Strömungsgas durch den Ofen gepumpt – diese Gase können Stickstoff, Argon oder Wasserstoff sein. Es gibt auch unterstützende Ausrüstung für diesen Ofen, darunter einen Wasserstoffgenerator, einen Stickstoffgenerator und ein Notstromaggregat zur Kühlung des Behälters bei einem Stromausfall.

Probleme beim Sintern

Es gibt Probleme, die beim Sintern auftreten können, weshalb der Designschritt unseres Geschäfts Probleme mit dem endgültigen Teil sind. Zu diesen Problemen gehört, dass Schwerkraft oder Reibung nicht berücksichtigt werden. Das resultierende Teil kann verzogen werden. Es gibt Optionen, die unsere Ingenieure nutzen, um dies zu minimieren. Einige dieser Optionen umfassen Abstandshalter, das Hinzufügen einer Stützrippe zum Teil und das Prägen. Es kann auch zu Durchhangproblemen bei einem Teil kommen. Die Verwendung spezieller Einstellgeräte, die die Teile stützen, die am ehesten aufrecht durchhängen, kann dieses Problem lösen. Die Teile können auch in eine spezielle Keramikwanne eingelegt werden oder sie können mit einer Kufe versehen werden.

Gibt es nach der Erkundung des MIM-Prozesses in dieser Blogserie noch offene Fragen? Vielleicht gibt es einen Aspekt, der nicht vollständig abgedeckt wurde, oder ein bestimmtes Thema, das von Interesse ist. Wenn ja,

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