Molding, der vierte Teil dieser Blogserie über MIM, konzentriert sich auf das Laden von Compoundiergranulaten in eine Metallspritzgießmaschine, um ein "grünes Teil" herzustellen. Dieses Teil ist ca. 20% größer als das endgültige Teil, hat aber die gleiche Geometrie. Der Prozentsatz basiert auf der Art des verwendeten Metalls, die vor der Fertigstellung der Form bekannt ist. Auf diese Weise kann das Werkzeug korrekt erstellt werden, so dass das endgültige Teil den genauen Spezifikationen entspricht.
Wenn pelletiertes Rohmaterial entweder in Standard- oder Mehrschlitten-MIM-Maschinen eingespeist wird, wird es erhitzt und in einen Formhohlraum eingespritzt. Durch diese Hochdruckeinspritzung entsteht der "grüne" Teil. Das Teil kühlt schnell ab und wird aus der Form ausgeworfen. Nur die Bindemittel schmelzen in der Formphase, und Werkzeuge können mehrere Kavitäten aufweisen, um höhere Produktionsraten zu erzielen. 70 % der MIM-Fehler resultieren aus der Werkzeugherstellung und weitere 15 % aus der Formgebung, so dass diese Schritte für ein korrektes, fehlerfreies Endprodukt entscheidend sind.
Formmaschinen
Das Metallpulver wird mit Kunststoff- und Paraffinbindemitteln in einem Verhältnis von ca. 40 % Bindemittel und 60 % Metall gemischt. Dieser Prozentsatz kann je nach Pulvergröße und gewünschter Werkzeugschrumpfung variieren. MIM-Teile können von ihrem ursprünglichen Formzustand (dem sogenannten grünen Zustand) auf einen fertigen Sinterzustand um 16-21 % schrumpfen. Dieses Verhältnis wird als Pulverbeladung bezeichnet. Es gibt zwei gängige Methoden zum Mischen von Materialien MIM: mit einem Planetenmischer oder einem Rohrmischer. Diese Mischer mischen das Material, was bei Raumtemperatur oder erhitzt erfolgen kann. Beim Erhitzen wird das Material auf eine Temperatur gemischt, die die Bindemittel zum Schmelzen bringt. Das Mischen wird fortgesetzt, bis das Metallpulver gleichmäßig mit den Bindemitteln bedeckt ist. Anschließend wird die Masse abgekühlt und pelletiert. Bei beiden Mischprozessen handelt es sich um Batch-Prozesse, bei denen sichergestellt wird, dass das Metallpulver gleichmäßig mit den Bindemitteln beschichtet wird. Die resultierende pelletierte Mischung, das sogenannte Feedstock, steht dann für die Formmaschine bereit.
Der Planetenmischer arbeitet im Batch-Verfahren und ist langsamer. Er erzeugt inkonsistente Mischungen und führt mehr Variablen ein als andere verfügbare Mischer. Der Rohrmischer, bei dem es sich ebenfalls um ein Batch-Verfahren handelt, ist die bevorzugte Methode, die von OptiMIM verwendet wird. Es bietet einen schnelleren Durchsatz und erstellt konsistente Mischungen mit weniger Variablen.
Bei der Compoundierung
von OptiMIM kommen konventionelle MIM-Maschinen zum Einsatz, die eine typische Zykluszeit von etwa zwei Schüssen pro Minute haben. Es ist ideal für größere Teile und für Teile, die mehrere Kavitäten haben und auch in großen Stückzahlen produziert werden. Herkömmliche MIM-Maschinen erfordern komplexe Werkzeuge, lange Laufsysteme und eine lange Verweilzeit des Materials in Maschine und Werkzeug. Einige der Werkzeuge für herkömmliche MIM-Maschinen könnten je nach Komplexität des Teils kürzere Standzeiten haben.
Im fünften Teil dieser Serie erfährst du, wie der Teil von "grün" zu "braun" wird. Der nächste Blog wird sich auf den Entbinderungsteil des MIM-Prozesses konzentrieren.
Weitere Artikel in der Serie:
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