Die Formgebung, der vierte Teil dieser Blogserie über MIM, befasst sich mit dem Einfüllen von Compoundpellets in eine Metallpulverspritzgussmaschine, um ein „Grünteil" herzustellen. Dieses Teil ist etwa 20% größer als das Endteil, weist jedoch dieselbe Geometrie auf. Der Prozentsatz richtet sich nach der verwendeten Metallart, die vor der Fertigstellung des Werkzeugs bekannt ist. Dadurch kann das Werkzeug korrekt gefertigt werden, sodass das Endteil die exakten Spezifikationen erfüllt.
Wenn pelletiertes Feedstock in Standard- oder Multi-Slide-MIM-Maschinen zugeführt wird, wird es erhitzt und in eine Werkzeugkavität eingespritzt. Dieser Hochdruck-Spritzgießvorgang erzeugt das „Grünteil". Das Teil kühlt schnell ab und wird aus dem Werkzeug ausgeworfen. In der Formgebungsphase schmelzen nur die Bindemittel, und Werkzeuge können mehrere Kavitäten für höhere Produktionsraten aufweisen. 70% der MIM-Fehler entstehen durch den Werkzeugbau und weitere 15% durch die Formgebung, wodurch diese Schritte für ein korrektes, fehlerfreies Endteil entscheidend sind.
Spritzgießmaschinen
Das Metallpulver wird mit Kunststoff- und Paraffinbindemitteln in einem Verhältnis von etwa 40% Bindemittel und 60% Metall gemischt. Dieser Prozentsatz kann je nach Pulvergröße und gewünschter Werkzeugschwindung variieren. MIM-Teile können von ihrem ursprünglichen Spritzgießzustand (dem sogenannten Grünzustand) bis zum fertigen Sinterzustand um 16-21% schrumpfen. Dieses Verhältnis wird als Pulverbeladung bezeichnet. Es gibt zwei gängige Methoden zum Mischen von MIM-Materialien: mit einem Planetenmischer oder einem Rohrmischer. Diese Mischer vermengen das Material bei Raumtemperatur oder unter Erwärmung. Bei Erwärmung wird das Material auf eine Temperatur gemischt, bei der die Bindemittel schmelzen. Der Mischvorgang wird fortgesetzt, bis das Metallpulver gleichmäßig mit den Bindemitteln beschichtet ist. Anschließend wird die Masse abgekühlt und pelletiert. Beide Mischverfahren sind Chargenprozesse und gewährleisten, dass das Metallpulver gleichmäßig mit den Bindemitteln beschichtet ist. Die resultierende pelletierte Mischung, das sogenannte Feedstock, ist anschließend für die Spritzgießmaschine bereit.
Der Planetenmischer arbeitet im Chargenverfahren und ist langsamer. Er erzeugt uneinheitliche Mischungen und bringt mehr Variablen ein als andere verfügbare Mischer. Der ebenfalls im Chargenverfahren arbeitende Rohrmischer ist die von OptiMIM bevorzugte Methode. Er bietet einen höheren Durchsatz und erzeugt gleichmäßige Mischungen mit weniger Variablen.
Compoundierung
OptiMIM setzt konventionelle MIM-Maschinen mit einer typischen Zykluszeit von etwa zwei Schüssen pro Minute ein. Sie eignen sich ideal für größere Teile sowie für Teile mit mehreren Kavitäten in hohen Stückzahlen. Konventionelle MIM-Maschinen erfordern komplexen Werkzeugbau, lange Angusssysteme und lange Verweilzeiten des Materials in Maschine und Werkzeug. Einige Werkzeuge für konventionelle MIM-Maschinen können je nach Komplexität des Teils eine kürzere Lebensdauer haben.
Im fünften Teil dieser Serie erfahren Sie, wie das Teil vom „Grünteil" zum „Braunteil" wird. Der nächste Blog konzentriert sich auf den Entbinderungsabschnitt des MIM-Prozesses.
Weitere Artikel der Serie:
.svg%3Fwidth%3D24%26height%3D24%26auto%3Dwebp%26fit%3Dsmart&w=128&q=75){kind=small}
.svg%3Fwidth%3D24%26height%3D24%26auto%3Dwebp%26fit%3Dsmart&w=128&q=75){kind=small}