Der Metallpulverspritzgussprozess umfasst vier Schritte: Compoundieren, Formen, Entbindern und Sintern. Feedstock, das Ergebnis des Compoundierens, ist für den gesamten MIM-Prozess essenziell. Die Auswahl der richtigen Pulvermischung gewährleistet die Herstellung des bestmöglichen Teils.
Was ist Feedstock für Metallpulverspritzguss?
Metallpulverspritzguss (MIM) nutzt eine Mischung aus Metallpulvern in Kombination mit einem Kunststoff- und Wachsbinder. Dieses als Feedstock bezeichnete Gemisch bildet die Grundlage des fertigen Teils. OptiMIM mischt seinen Feedstock selbst und ermöglicht Kunden dadurch eine vielfältige Auswahl an Metallen.
Kunden können aus einer Vielzahl von Metallmischungen wählen. Zu den gängigen Feedstocks gehören NiFe, 316SS, 420SS, 17-4SS, 4140, Titan und Kupfer. OptiMIM bietet zudem kundenspezifische Pulvermischungen für spezifische mechanische Eigenschaften, Hochtemperaturbeständigkeit und Gewichtsvorgaben an.
Herstellung des MIM-Pulvers
Metallpulver wird in der Regel auf zwei Arten hergestellt: durch Wasserverdüsung und Gasverdüsung. Bei der Wasserverdüsung wird geschmolzenes Metall durch eine Düse gegossen und mit Wasserstrahlen zu Metalltröpfchen zerstäubt. Diese Tröpfchen werden anschließend mit Wasser abgeschreckt und am Boden eines Behälters gesammelt. Die schnelle Abkühlung führt zu rauen, unregelmäßig geformten Partikeln mit besserer Braunteilfestigkeit und Konsistenz während des Sinterns, jedoch auch zu höherer Oxidation und höherem Sauerstoffgehalt.
Die Gasverdüsung ist ähnlich, verwendet jedoch anstelle von Wasser ein Inertgas, um das geschmolzene Metall in feine Tröpfchen zu zerstäuben. Diese Tröpfchen kühlen beim Fall in einem Verdüsungsturm ab, wodurch kugelförmige Partikel mit hohem Reinheitsgrad, besserer Pulververteilung sowie überlegener Kontrolle von Sauerstoff und Kohlenstoff entstehen. Allerdings kann dieses Verfahren zu geringer Braunteilfestigkeit und Sinterproblemen wie Durchhängen und Verziehen führen.
Nach der Verdüsung werden die Partikel nach Größe getrennt und klassiert; für MIM-Anwendungen liegen sie typischerweise zwischen 4 und 25 Mikrometer. Siebung und Luftklassierung sind zwei gängige Verfahren. Bei der Siebung werden Partikel mithilfe verschieden großer Siebe getrennt, während Luftabscheider eine aufsteigende Luftsäule nutzen, um schwerere, dichtere Partikel von feineren zu trennen. Kleinere Partikel sind in der Regel teurer, obwohl einige Hersteller ihre Prozesse optimiert haben, um sie mit höheren Ausbeuten herzustellen. Zur Sicherstellung einer präzisen Partikelgrößenverteilung wird ein Partikelgrößenanalysator für Qualitätsprüfungen eingesetzt.
Mischvorschriften steuern die Kombination von Metallpulvern, Wachs und Kunststoffbindern in bestimmten Verhältnissen, um die richtige Schwindung zu erzielen. Diese Bestandteile werden gemischt, homogenisiert und in einem Doppelschneckenextruder zu Feedstock-Granulat verarbeitet.
Teil drei dieser Serie befasst sich mit dem Compoundieren. Haben Sie Fragen zum Feedstock? Kontaktieren Sie unser Ingenieurteam für weitere Informationen.
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