本 MIM 部落格系列的第四部分「成形」,著重於將混煉顆粒投入金屬粉末射出成形機,以製造「生胚」。此零件的尺寸約比最終零件大 20%,但幾何形狀相同。此百分比取決於所使用的金屬種類,並在模具完成前即已確定。如此可正確製作模具,確保最終零件符合精確規格。
當顆粒化餵料送入標準或 Multi-Slide MIM 機台時,會先加熱並射入模穴。此高壓射出會形成「生胚」。零件迅速冷卻後,會自模具中頂出。在成形階段中,僅黏結劑會熔化;模具可設有多個模穴以提高生產速率。70% 的 MIM 缺陷源自模具,另有 15% 源自成形,因此這些步驟對於製造正確且無缺陷的最終零件至關重要。
成形機
金屬粉末會與塑膠及石蠟黏結劑混合,比例約為 40% 黏結劑及 60% 金屬。此比例可依粉末粒徑及所需的模具收縮補償而異。MIM 零件從原始成形狀態(稱為生胚狀態)至完成燒結的狀態,可收縮 16-21%。此比例稱為粉末裝填量。混合 MIM 材料 常用兩種方法:使用行星式混合機或管式混合機。這些混合機可在室溫或加熱條件下混合材料。加熱時,材料會混合至可使黏結劑熔化的溫度。混合持續進行,直至金屬粉末均勻包覆黏結劑。其後將混合物冷卻並製成顆粒。兩種混合製程皆為批次式製程,可確保金屬粉末均勻包覆黏結劑。所得的顆粒化混合物稱為餵料,之後即可供成形機使用。
行星式混合機採用批次式製程,速度較慢。相較於其他可用的混合機,其混合結果一致性較低,且會引入更多變因。管式混合機同樣採用批次式製程,為 OptiMIM 所偏好的方法。其產出速度更快,並能以較少變因製造一致的混合物。
混煉
OptiMIM 採用傳統 MIM 機台,其典型週期時間約為每分鐘兩次射出。此設備適合較大型零件,以及具有多個模穴且進行大量生產的零件。傳統 MIM 機台需要複雜模具、較長的流道系統,以及材料在機台與模具中的較長滯留時間。部分傳統 MIM 機台的模具可能因零件複雜度而有較短的使用壽命。
在本系列第五部分中,您將瞭解零件如何從「生胚」轉變為「褐胚」。下一篇部落格將聚焦於 MIM 製程中的脫蠟階段。
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