소개

금속 분말 사출 성형은 분말 야금과 사출 성형 기술의 장점을 결합하여 기존 금속 분말 성형 공정의 제품 형상 한계를 극복합니다. 동시에 플라스틱 사출 성형 기술을 사용하여 복잡한 형상의 부품을 대량으로 고효율로 성형합니다. 고품질 정밀 부품의 현대적 제조를 위한 그물망에 가까운 형상 기술이라는 특징이 있습니다. 기존의 분말 야금, 기계 가공, 정밀 주조 및 기타 가공 방법으로는 따라갈 수 없는 장점이 있습니다.

MIM 금속 사출 성형 공정는 분말 야금 분야에서 빠르게 발전하고 유망한 새로운 니어넷 성형 기술이 되었으며 "세계에서 가장 인기 있는 금속 부품 성형 기술" 중 하나로 알려져 있습니다.

이 기사에서는 MIM 공정의 기본 개념, 공정 흐름, 장점, 다른 공정과의 비교, 적합한 부품 유형 및 MIM 응용 분야를 소개합니다.

II. 금속 사출 성형이란 무엇인가요?

MIM(금속 사출 성형)이라고 하는 금속 사출 성형은 금속 분말과 바인더를 혼합하여 사출 성형하는 방식입니다.

먼저 선택한 분말을 바인더와 혼합한 다음 혼합물을 과립화한 다음 필요한 모양으로 주입합니다. 탈지 및 소결 후 바인더를 제거하여 원하는 금속 제품을 얻거나 후속 성형, 표면 처리, 열처리, 기계 가공 및 기타 방법으로 제품을 더욱 완벽하게 만듭니다.

MIM = 분말 야금 + 사출 성형

MIM은 대표적인 학제 간 융합 제품입니다. 완전히 다른 두 가지 가공 기술(분말 야금과 사출 성형)을 통합하여 엔지니어가 기존의 제약을 없애고 스테인리스 스틸, 니켈, 철, 구리, 티타늄 및 기타 금속 부품을 저비용으로 특수 형상화하여 다른 많은 생산 공정보다 더 자유롭게 설계할 수 있도록 합니다.

III.MIM 프로세스에 대한 자세한 설명

MIM 공정은 크게 과립화, 사출, 탈지, 소결 등 4단계로 나뉩니다. 필요한 경우 나중에 기계 가공이나 와이어 드로잉, 전기 도금과 같은 2차 가공을 수행할 수 있습니다.

과립화

미세 금속 분말은 파라핀 바인더 및 열가소성 플라스틱과 정확한 비율로 혼합됩니다. 혼합 공정은 바인더를 녹이기 위해 특정 온도로 가열되는 특수 혼합 장비에서 수행됩니다.

대부분의 경우 금속 분말 입자가 바인더로 고르게 코팅되고 냉각되어 과립(원료라고 함)이 형성될 때까지 기계를 사용하여 혼합하여 금형 캐비티에 주입할 수 있습니다.

주사

입상 원료를 기계에 공급하여 가열하고 고압으로 금형 캐비티에 주입하고 녹색 부품은 다음을 통해 얻습니다. 사출 성형. 이 공정은 플라스틱 사출 성형과 매우 유사합니다. 생산성을 높이기 위해 여러 개의 캐비티로 금형을 설계할 수 있으며, 금형 캐비티의 크기는 금속 부품의 소결 과정에서 발생하는 수축을 고려하여 설계해야 합니다.

탈지

탈지란 녹색 배아에서 바인더를 제거하는 과정이며, 탈지 후 갈색 부분을 얻습니다. 이 프로세스는 일반적으로 여러 단계로 완료됩니다. 대부분의 바인더는 소결 전에 제거되고 나머지 부분은 소결로에서 부품을 지지할 수 있습니다.

탈지는 다양한 방법으로 수행할 수 있으며, 가장 일반적으로 사용되는 방법은 용매 추출입니다. 탈지된 부품은 반투과성이며 잔류 바인더는 소결 중에 쉽게 증발합니다.

소결

탈지된 갈색 빌릿은 고온, 고압으로 제어되는 용광로에 넣습니다. 갈색 블랭크는 가스의 보호 아래에서 천천히 가열되어 남은 접착제를 제거합니다. 바인더가 완전히 제거된 후 갈색 블랭크는 매우 높은 온도로 가열되고 입자의 융합으로 인해 입자 사이의 간격이 사라집니다. 갈색 블랭크는 방향에 따라 설계된 크기로 줄어들고 밀도가 높은 고체로 변하여 최종 제품이 완성됩니다.

IV.MIM 프로세스의 장점

MIM은 분말 야금과 플라스틱 사출 성형 기술의 장점을 결합하여 기존 금속 분말 성형 공정의 제품 형상 한계를 극복합니다. 동시에 플라스틱 사출 성형 기술을 사용하여 복잡한 형상의 부품을 대량으로 고효율로 성형합니다. 고품질 정밀 부품의 현대적 제조를 위한 그물망에 가까운 형상 기술로 자리 잡았습니다. 기존의 분말 야금, 기계 가공, 정밀 주조 및 기타 가공 방법으로는 따라갈 수 없는 장점이 있습니다.

매우 복잡한 부품 형성 가능

다른 제품과 비교 금속 성형 공정판금 스탬핑, 분말 성형, 단조 및 기계 가공과 같은 MIM은 매우 복잡한 기하학적 모양의 부품을 성형할 수 있습니다.

사출 성형으로 구현할 수 있는 복잡한 부품 구조는 일반적으로 MIM으로 구현할 수 있습니다.

이 기능을 활용하면 원래 다른 금속으로 형성된 여러 부품을 하나의 부품으로 결합하여 제품 설계를 간소화하고 부품 수를 줄여 제품 조립 비용을 절감할 수 있습니다.

부품의 미세 구조가 균일하고 밀도가 높으며 성능이 우수합니다.

금속 사출 성형은 유체 성형 공정입니다. 바인더의 존재는 분말의 균일한 분포를 보장하여 블랭크의 고르지 않은 미세 구조를 제거하여 소결된 제품의 밀도가 재료의 이론적 밀도에 도달할 수 있도록 합니다.

일반적으로 금속 사출 성형의 이론적 밀도는 95%~99%에 달할 수 있습니다. 고밀도는 MIM 부품의 강도, 인성, 연성, 전기 및 열 전도성을 높이고 자기 특성을 향상시킬 수 있습니다.

전통적인 분말 성형으로 압착된 부품의 밀도는 이론 밀도의 최대 85%까지만 도달할 수 있습니다. 이는 주로 금형 벽과 분말, 분말과 분말 사이의 마찰로 인해 프레스 압력의 분포가 고르지 않아 블랭크의 미세 구조가 고르지 않아 소결 과정에서 프레스 분말 야금 부품이 고르지 않게 수축하기 때문입니다. 따라서 이러한 효과를 줄이려면 소결 온도를 낮추어야 하며, 그 결과 다공성이 크고 재료 밀도가 낮으며 밀도가 낮아집니다. 부품의 기계적 특성에 심각한 영향을 미칩니다.

높은 효율성, 손쉬운 대량 생산 및 대량 생산 가능

MIM은 사출기를 사용하여 친환경 제품을 성형하므로 생산 효율이 크게 향상되고 대량 생산에 적합합니다. 동시에 사출 성형 제품 일관성과 반복성이 우수하여 대량 및 대규모 산업 생산을 보장합니다.

다양한 적용 소재와 광범위한 적용 분야

MIM에 적합한 금속 재료는 매우 광범위합니다. 원칙적으로 고온에서 주조할 수 있는 분말 소재는 기존 제조 공정에서 가공하기 어려운 소재나 융점이 높은 소재를 포함하여 MIM 공정을 통해 부품으로 제조할 수 있습니다.

금속 소재 금속 사출 성형 저합금강, 스테인리스강, 공구강, 니켈계 합금, 텅스텐 합금, 초경합금, 티타늄 합금, 자성 재료, 코바 합금, 파인 세라믹 등을 처리할 수 있습니다.

부품의 높은 정밀도

MIM 부품의 치수 정확도는 일반적으로 ±0.5% 크기이며, 정밀도 수준은 ±0.3% 이상에 도달할 수 있습니다.

작은 부품 크기의 경우 MIM은 다른 다이캐스팅 공정보다 정확도가 높으며 일반적으로 2차 가공이 필요하지 않거나 소량의 마감 처리만 필요하므로 2차 가공 비용을 절감할 수 있습니다.

다른 공정과 마찬가지로 치수 정확도 요구 사항이 높을수록 비용도 높아집니다. 따라서 품질이 허용하는 경우 허용 오차 요구 사항을 적당히 완화하는 것이 좋습니다.

한 번의 성형으로 MIM이 달성할 수 없는 공차는 표면 처리의 도움으로 달성할 수 있습니다.

V. 비교: MIM과 기존 플라스틱 사출 성형 비교

재료 선택

사출 성형의 세계에서 핵심적인 차이점은 사용되는 재료에 따라 달라집니다. 전통 플라스틱 사출 성형 은 주로 다양한 폴리머와 플라스틱을 사용합니다. 반대로 금속 사출 성형(MIM)은 미세 금속 분말과 폴리머 바인더를 혼합하여 사용합니다. 이러한 원료와 구성의 근본적인 차이는 공정을 결정할 뿐만 아니라 최종 제품의 특성과 응용 분야에도 영향을 미칩니다.

성형 역학 및 장치:

두 방법론 모두 유사한 성형 방법을 적용하지만, 재료 특성이 다르기 때문에 작동 매개변수가 현저하게 다릅니다. 금속 사출 성형은 금속 분말과 바인더를 용융하기 위해 높은 온도가 필요하며, 일반적으로 성형 후 더 복잡한 디바인딩 및 소결 단계를 포함합니다.

정점 제품의 속성:

MIM은 강화된 강도 및 열 내구성 등 정통 금속 가공 기술을 통해 제작되는 것과 동등한 특성을 자랑하는 금속 부품을 생산합니다. 이는 기존 사출 성형의 주로 플라스틱 결과물과는 대조적입니다.

재료 이질성 및 복잡한 형상의 실현 가능성에 집중하기

재료의 다양성: MIM은 다양한 강철, 티타늄 및 맞춤형 합금을 아우르는 광범위한 소재 옵션을 제공합니다. 플라스틱의 고유한 특성에 국한된 기존 사출 성형과 달리 견고성, 수명 및 기타 기계적 특성의 특정 요건에 맞게 맞춤 제작할 수 있습니다.

정교한 도형:

MIM은 정교한 형상과 정교한 디테일의 부품을 제작하는 데 능숙하며, 이는 기존 플라스틱 성형으로는 달성할 수 없는 성과입니다. MIM에 사용되는 미세한 금속 분말은 디테일과 엄격한 허용 오차를 개선하여 항공우주, 의료, 전자 등의 분야에서 작고 복잡한 부품을 제작하는 데 적합합니다.

벽 두께 및 내부 구성:

MIM은 다양한 기계적 특성으로 인해 플라스틱 소재에서 어려움을 겪었던 강도의 저하 없이 얇은 벽과 복잡한 내부 구성을 가진 부품을 제작할 수 있습니다.

표면 마감 및 후속 처리:

MIM을 통해 제작된 부품은 일반적으로 기존 플라스틱 성형에 비해 표면 품질이 우수합니다. 연마, 도금 또는 열처리와 같은 다양한 개선 작업을 거쳐 기능적 특성이나 시각적 매력을 강화할 수 있습니다.

요약하자면 금속 사출 성형 과 전통적인 플라스틱 사출 성형은 절차적으로 유사하지만 재료 사용량, 제품 특성 및 형상 복잡성에서 상당한 차이가 있습니다. 이러한 차이점으로 인해 MIM은 플라스틱 사출 성형기 부품의 설계 다양성 특성과 함께 금속 부품의 탄력성 및 정밀성이 요구되는 시나리오에 더 적합합니다.

결론

이 글에서는 제조 분야에서 두각을 나타내고 있는 금속 사출 성형(MIM)의 뉘앙스에 대해 자세히 살펴봅니다. 기존의 플라스틱 사출 성형에 비해 MIM에 사용되는 재료의 다양성이 크게 증가하여 더 복잡한 구조물을 생산할 수 있습니다. 복잡한 디자인, 뛰어난 정밀도, 강력한 기계적 특성을 갖춘 금속 사출 성형 부품을 제조하는 MIM의 능력은 특히 항공우주, 의료, 자동차 부품, 가전제품과 같은 산업에서 제조 분야에서 독보적인 입지를 굳혔습니다.

전반적으로 금속 사출 성형은 금속과 플라스틱 생산 방법의 장점을 결합한 제조 기술의 획기적인 발전을 의미합니다. 지속적인 개발과 적응성을 통해 여러 산업 분야에서 혁신과 발전을 주도하며 제조의 미래에 핵심적인 역할을 할 것입니다.