加快金属注射成型

通过Tim Sparkman，金属注射成型(MIM)， Dynacast的运营经理

金属注射成型可以更快。这一过程包括加快预烧结零件的生产。

金属注射成型(MIM)已经证明了它作为一种可靠的方法在高产量的精密零件的价值。MIM还提供了大量的设计灵活性，因为它支持多种金属合金，包括各种钢，钛，铜，镍，和更多。尽管有这些优势，MIM传统上也存在生产率、零件间差异和制造成本方面的缺陷。

现在，一种新的MIM方法大大提高了生产率，同时减少了变异和成本。该工艺由Dynacast开发，涉及对如何生产绿色或预烧结部件的重新思考。

传统的MIM采用改良的注塑机来生产绿色零件。同样，MIM工具非常类似于用于塑料的注射模具。

到目前为止，这种方法是有意义的。形成绿色部分的金属粉末和粘合剂的混合物像塑料一样流动，注塑设备和模具只需对机器的筒体和注射螺丝做一些修改就可以工作得很好。该工具还需要运行器更改和其他修改来使用MIM。

从注射到压铸的转变
新的MIM系统完全摆脱了注塑设备和传统的模具。相反，它从精密压铸技术中获得灵感。

工程师改造了Dynacast的专有A2压铸机，使其与MIM原料兼容。修改包括安装一个定制的馈电系统- - - - - -一个新的跳跃，鹅颈和喂养控制- - - - - -优化了MIM原料的粉末流动和热特性。

此外，新的MIM平台利用了该公司的多滑道工具。该模具在压铸行业中以生产高产量的精密部件而闻名，它使用一组滑块聚合在模块中，以创建芯、型腔和流道系统。传统的MIM工具将芯、腔和流道布置在两个相对的半模内。

提高了生产率
A2平台的优势在于它提供了更快的循环时间。MIM系统通常在1.5秒内生产出绿色部件，而传统MIM系统需要25 - 40秒。因此，周期时间的优势在于，与传统的MIM在多腔工具上相比，它在单腔工具上每分钟可以生产更多的零件。多腔配置是可行的，可以实现更高的产量。

A2的周期时间边缘的主要原因是压铸式送料系统消除了成型机的筒体和往复式螺杆将MIM进料注入工具并回收进行另一次注射所需的时间。

多幻灯片工具进一步提高周期时间。A2滑块比传统的模块小，采用气动驱动，速度快。滑块还可以实现更快的冷却速度，因为它们可以通过多个模具面有效散热，而不是传统MIM工具上的两个大型模具面。

减少变化，更严格的公差
一致性部分来自于多幻灯片工具提供的对齐。模具表面的登记量为0.0015英寸。TIR，而不是0.005英寸。使用典型的MIM工具。对中误差或“模具不匹配”的减少减少了从绿色部件到成品部件的尺寸变化来源。

与传统的多腔注射模具相比，多滑轨模具还有助于将零件之间的差异保持在最低限度。原因归结为工具尺寸。无论是单腔还是多腔结构，多滑动工具都比类似的MIM工具更紧凑。这些较小的工具不太容易发生分型线变化及其对成品尺寸公差的负面影响。

通过模具优势和仔细的统计过程控制，新的MIM实现了紧尺寸公差的零件到零件的一致性。以最近的一个精确枪械组件为例，它在±0.001英寸的关键打印公差上实现了1.67 Cpk。也就是说，每百万分之一的零件只有一次超差。

减少缺陷
MIM历来都有部分缺陷，包括可见的和表面下的缺陷。从材料和加工的角度来看，从成型到脱脂再到烧结，每一步都可能产生从外观到灾难性的零件缺陷。

解决缺陷问题的一个成功方法是应用先进的过程分析和优化技术。在MIM中泛滥的“下沉标记”就是一个很好的例子。在我们最早的两个MIM部件上，下沉痕迹减少了99.9%。为了达到这样的降低，我们的工程师进行了实验，评估了每个可能影响下沉的工艺因素，包括浇注、排气、温度、脱脂和烧结条件。热成像摄像机监控着工具和凝固部分。研究表明，至少对于这两个组件来说，优化排气和浇口厚度几乎可以消除下沉。

降低加工成本
建立一个多滑块的工具需要更少的加工和装配时间比一个类似的注塑工具。与传统的MIM模具不同的是，多滑动工具具有程序寿命的保证，消除了模具返工和维护的成本。请记住，所有MIM过程都需要二次加工，这确实增加了额外的成本。例子包括烧结用固定板或机加工用夹具。

在绿色部件生产的下游，来自A2系统的绿色部件要经过相同的脱脂和烧结步骤。它们的收缩速度与其他MIM零件相同，最终的最终密度通常超过98%，就像控制良好的传统MIM工艺一样。

在所有与机械和物理性能相关的方面，该MIM工艺的成品与传统MIM工艺的成品相当。唯一的不同是，这些部件现在可以更加一致，成本更低。

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