全球各地的製造商總是在尋求打造性能更佳的金屬零件。他們希望在不犧牲成本的前提下擁有更多設計自由。當傳統鑄造方法不再適用時,製造商開始轉向其他成型工藝來推動產品發展。
如果你熟悉粉末冶金(PM),你就會知道這些零件是由金屬在模具中壓合後再燒結而成。 金屬射出成型(MIM) 是一種互補的工藝,也使用金屬顆粒——只是更細——來製造具有三維設計彈性的高密度元件。
金屬射出成型的差異
材料
粉末冶金與金屬注塑使用相同的基礎粉末,且兩者皆允許使用客製化合金,但材料的主要差異在於顆粒大小。用於 PM 的較粗粉末廣為人知,且製造方式成本低廉。MIM粉末體積較小,因此製造過程和能源——在這個尺寸範圍內——成本較高。
粉末金屬的成本是比較MIM與PM材料時的主要因素。MIM 粉末通常比 PM 粉末更昂貴,因為它們更細(-20 微米對 +100 微米)。然而,由於材料較細,MIM產生的孔隙率明顯較低。
你知道嗎? PM在壓實階段達到所有密度(85-92%),而MIM密度則來自燒結——一種擴散鍵。(95%+密度)
設計自由
工程師常常混淆MIM和傳統PM,因為兩者都是從粉末金屬開始。PM依賴高壓單軸壓實。PM更適合用於簡單且易於從模具腔中彈出的形狀。這就是 MIM 的不同之處。MIM 幾乎沒有幾何限制,幾乎沒有三維設計自由度。
MIM 元件的其他設計改進包括:
- 部分整合
- 均勻壁厚
- 取芯與質量減少
- 孔洞與槽口
- 下切
- 線程
- 花紋、字母與標誌
| 金屬射出成型 | 粉末冶金 | |
| 粉末顆粒尺寸 | 下午2點至15點 | 晚上50點到100點 |
| 相對密度 | >95-99% | 92%(最高) |
| 壁厚 | 0.30 -10mm | 2-20毫米 |
| 元件複雜度 | 高 | 中等 |
| 重量 | 0.01-200克 | 1-1,000克 |
| 耐受性 | 0.3-0.5% | 0.1-2.0% |
物理性質
雖然MIM與PM工藝看似相似,但主要差異在於成品的最終性質——主要是最終密度。使用PM工藝時,粉末與模具間的摩擦使最終零件不均勻,而MIM零件則在所有方向上均勻。
此外,MIM燒結的溫度遠高於PM(2350-2500°F對1800-2000°F)。較大的PM金屬粉末加上較低的燒結溫度,使最終PM成分物理性質較低,使MIM元件強度約提升兩倍,且韌性和疲勞強度顯著提升。
| 金屬射出成型 | 粉末冶金 | |
伸長 | 高 | 低 |
硬度 | 高 | 低 |
表面處理 | 高 | 中等 |
生產卷數 | 高 | 高 |
材料範圍 | 高 | 高 |
成本 | 中等 | 低 |
什麼時候金屬射出成型才是正確的選擇?
當你增加昂貴原料和工具的成本時,你就能感受到高密度、高複雜度的零件,這些零件是其他製造工藝無法製造的。PM 可能是簡單零件的經濟替代方案,但 MIM 能產生消除次要操作的零件幾何形狀,從而大幅節省成本。
許多客戶在將兩個或多個子元件合併成單一 MIM 元件時,能獲得可觀的節省。考慮到材料、設計、組裝及物流 效益,MIM流程還能帶來額外節省。
OptiMIM - 領先的金屬射出成型製造商
在每個專案中,我們都致力於以更低成本、更穩定、更有效率地交付零件。OptiMIur 的目標是省去次級加工(如加工)所帶來的成本,首次達成淨成形。因此,我們打造的模具更適合大量生產,並在前期投入所需的複雜度,以避免昂貴的加工和次級操作。
