소개: 금속 사출 성형 (MIM)은 플라스틱 사출 성형과 분말 야금을 결합한 멋진 기술입니다. 금속 분말과 폴리머 바인더를 섞어 녹인 다음 일반 사출 성형기를 사용하여 금형에 주입하는 방식입니다.

그런 다음 식혀서 원하는 모양으로 굳힙니다. 최종 제품은 의료, 치과, 항공우주, 자동차 등 모든 종류의 산업에서 사용됩니다. 금속 사출 성형 공정은 기존 제조 방식과는 다릅니다.

이는 고정밀, 복잡한 형상 또는 대규모 생산이 필요한 금속 부품 제조에 적합한 고급의 효율적인 제조 기술입니다. 이 문서에서는 주로 금속 사출 성형에 대해 살펴봅니다.

MIM이란 무엇인가요?

금속 사출 성형은 전통적인 플라스틱 사출 성형과 분말 야금 공정을 결합한 것으로, 사출 성형을 위해 금속 분말과 바인더를 혼합하는 방식입니다.

먼저 원하는 파우더를 바인더와 섞습니다. 그런 다음 혼합물로 작은 공을 만들어 원하는 모양으로 쏘면 됩니다. 바인더를 태워서 꺼낸 다음 원하는 금속 부품을 만들거나, 다시 성형하거나, 모양을 더 좋게 만들거나, 가열하거나, 잘라서 더 멋지게 만드는 등 더 많은 작업을 할 수 있습니다.

MIM = 분말 야금 + 사출 성형

MIM은 대표적인 학제 간 융합 제품입니다. 완전히 다른 두 가지 가공 기술(분말 야금과 플라스틱 사출 성형)을 통합하여 엔지니어가 기존의 제약에서 벗어나 플라스틱 사출 성형을 통해 스테인리스 스틸, 니켈, 철, 구리, 티타늄 및 기타 금속 부품을 저가의 특수 형상으로 얻을 수 있으므로 다른 많은 생산 공정보다 설계의 자유도가 높습니다.

MIM 프로세스란 무엇인가요?

금속 사출 성형의 단계는 먼저 금속 사출 성형의 요구 사항을 충족하는 금속 분말을 선택하고 적절한 방법으로 특정 온도에서 유기 결합제와 혼합하여 균일 한 사료를 만든 다음 과립 화 후 사출 성형기를 사용하여 가열 된 플라스틱 상태에서 금형 캐비티에 주입하여 성형 된 블랭크를 얻은 다음 화학 또는 용매 추출로 탈지하고 마지막으로 소결 및 치밀화를 통해 최종 제품을 얻습니다.

금속 분말

금속 사출 성형 공정에 사용되는 금속 분말의 입자 크기는 일반적으로 0.5~20마이크로미터입니다. 이론적으로 입자가 미세할수록 비표면적이 커지고 성형 및 소결이 더 쉬워집니다. 전통적인 분말 야금 공정에서는 40마이크로미터보다 큰 거친 분말을 사용합니다.

유기 접착제

유기 접착제는 금속 분말 입자를 결합하는 데 사용되므로 사출기의 배럴에서 가열될 때 혼합물이 유변학 및 윤활 특성을 갖도록, 즉 분말이 흐르도록 하는 운반체 역할을 합니다.

따라서 접착제의 선택은 전체 분말 사출 성형의 핵심입니다. 유기 접착제에 대한 요구 사항: 소량, 즉 적은 양의 접착제를 사용하면 혼합물의 유변학적 특성이 향상되고, 비반응성, 접착제 제거 시 금속 분말과의 화학 반응 없음, 제거가 용이하고 제품에 탄소 잔류물이 남지 않습니다.

혼합 및 과립화

혼합시 금속 분말과 유기 접착제를 균일하게 혼합하여 유변학적 특성을 다음에 적합한 상태로 조정합니다. 사출 성형.

혼합물의 균일성은 유동성에 직접적인 영향을 미치므로 사출 성형 공정 파라미터와 최종 재료의 밀도 및 기타 특성에도 영향을 미칩니다. 사출 성형 과정에서 발생하는 스크랩과 폐기물은 분쇄, 과립화 및 재활용할 수 있습니다.

사출 성형

이 단계의 공정은 기본적으로 플라스틱 사출 성형 공정과 동일하며 장비 조건도 기본적으로 동일합니다.

사출 성형 공정에서 혼합물은 사출기의 배럴에서 가열되어 유변학적 특성을 가진 플라스틱 재료를 형성하고 적절한 사출 압력으로 금형에 주입되어 블랭크를 형성합니다. 사출 성형된 블랭크의 밀도는 소결 과정에서 제품이 균일하게 수축할 수 있도록 미세한 수준에서 균일해야 합니다.

사출 온도, 금형 온도, 사출 압력 및 유지 시간과 같은 성형 파라미터를 제어하는 것은 안정적인 녹색 중량을 얻는 데 매우 중요합니다. 사출 재료에서 구성 요소의 분리 및 분리를 방지해야 하며, 그렇지 않으면 치수 손실과 왜곡 및 스크랩으로 이어질 수 있습니다.디본딩

성형된 블랭크의 유기 바인더는 소결 전에 제거해야 합니다. 이를 디본딩이라고 합니다. 디본딩 공정에서는 바인더가 입자 사이의 작은 채널을 따라 블랭크의 다른 부분에서 서서히 배출되도록 하여 블랭크의 강도를 감소시키지 않아야 합니다.

용매가 바인더의 일부를 추출한 후에는 남은 바인더도 열 디본딩을 통해 제거해야 합니다. 디본딩하는 동안 블랭크의 탄소 함량을 제어하고 산소 함량을 줄여야 합니다.

소결

소결은 대기가 제어된 소결로에서 이루어집니다. MIM 부품의 고밀도는 높은 소결 온도와 긴 소결 시간으로 달성되며, 이는 부품 재료의 기계적 특성을 크게 향상시키고 개선합니다.

포스트 프로세싱

보다 정밀한 치수 요구 사항과 특별한 성능 요구 사항이 있는 부품의 경우 후처리를 해야 합니다. 이 공정은 기존의 복잡한 모양의 금속 부품의 열처리 공정과 동일합니다.

MIM의 장점은 무엇인가요?

MIM은 분말 야금과 플라스틱 사출 성형의 장점을 결합한 기술입니다. 기존 금속 분말 성형 공정의 제품 형상 한계를 극복합니다. 복잡한 형상의 부품을 대량 생산하고 효율적으로 성형하기 위해 플라스틱 사출 성형 기술을 사용합니다. 고품질 정밀 부품의 현대적 제조를 위한 그물망에 가까운 성형 기술로 자리 잡았습니다.

기존의 분말 야금, 가공 및 정밀 주조와 비교할 수 없는 장점이 있으며, CNC 가공은 특정 엔지니어링 요구 사항을 충족하기 위해 홀 가공, 나사 가공, 표면 연삭 등과 같은 MIM 부품의 2차 가공에 사용할 수 있습니다.

성형 가능한 고도로 복잡한 부품

판금 스탬핑과 같은 다른 금속 성형 공정에 비해 MIM은 매우 복잡한 모양의 부품을 만들 수 있습니다.

MIM은 플라스틱 사출 성형과 동일한 복잡한 형상도 만들 수 있습니다.

따라서 MIM은 다른 금속 성형 공정으로 만들던 부품을 모두 한 번에 만들 수 있습니다.

이렇게 하면 부품 설계가 더 쉬워지고 부품 가격이 저렴해지며 부품을 쉽게 조립할 수 있습니다.cnc 가공은 특정 엔지니어링 요구 사항을 충족하기 위해 홀 가공, 나사 가공, 표면 연삭 등과 같은 MIM 부품의 2차 가공에 사용할 수 있습니다.

높은 재료 사용률

MIM 성형은 그물망에 가까운 성형 공정입니다. 부품의 모양이 최종 제품 형태에 가깝고 재료 활용률이 높아 귀금속의 가공 손실에 특히 중요합니다.

다공성 금속 기술과 금속 사출 성형 공정은 재료 제조와 응용의 교차점에서 서로를 보완하고 발전시켜 재료 제조 기술을 보다 효율적이고 복잡한 방향으로 발전시킬 수 있습니다.

부품의 미세 구조가 균일하고 밀도가 높으며 성능이 우수합니다.

MIM은 액체로 물건을 만드는 과정입니다. 접착제는 가루를 서로 달라붙게 만들어서 만드는 물건에 구멍이 생기지 않도록 합니다. 그러면 만드는 물건을 원하는 만큼 무겁게 만들 수 있습니다.

일반적으로 MIM은 95%~99%의 물건을 무겁게 만듭니다. 물건을 무겁게 만들면 더 강해집니다. 또한 더 단단해지고, 더 늘어나며, 전기와 열을 더 잘 전달할 수 있게 됩니다. 또한 자석의 역할도 더 좋아집니다.

전통적인 분말 성형으로 압착된 부품의 밀도는 이론 밀도의 최대 85%에 불과합니다. 이는 주로 금형 벽과 파우더 사이의 마찰 및 파우더 간의 마찰로 인해 프레스 압력이 고르지 않게 분산되어 프레스 블랭크의 미세 구조가 고르지 않기 때문입니다.

이로 인해 압착 분말 야금 부품이 소결 과정에서 고르지 않게 수축되므로 이 효과를 줄이기 위해 소결 온도를 낮춰야 하며, 그 결과 다공성이 크고 재료 밀도가 낮으며 제품의 밀도가 낮아져 부품의 기계적 특성에 심각한 영향을 미칩니다.

높은 효율성, 손쉬운 대량 및 대규모 생산 달성

MIM 사용 사출 성형 기계는 제품 녹색 빌릿을 성형하여 소비 효율을 크게 향상시키고 대량 생산에 적합하며 동시에 사출 성형 제품의 일관성과 반복성이 우수하여 대량 및 대규모 산업 생산에 대한 보증을 제공합니다.

금속 사출 성형 기술은 연자성 합금 부품 제조에 상당한 장점이 있으며 복잡한 형상 및 고정밀 요구 사항을 충족하는 동시에 생산 비용을 절감하고 생산 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

다양한 적용 소재와 광범위한 응용 분야

MIM에 사용할 수 있는 금속 소재는 매우 다양합니다. 기본적으로 고온에서 주조할 수 있는 분말 소재라면 가공이 어려운 소재, 기존 제조 공정에서 녹는점이 높은 소재 등 어떤 소재든 MIM을 통해 부품으로 만들 수 있습니다.

MIM으로 가공할 수 있는 금속 재료에는 저합금강, 스테인리스강, 공구강, 니켈계 합금, 텅스텐 합금, 초경합금, 티타늄 합금, 자성 재료, 코바 합금, 정밀 세라믹 등이 있습니다.

또한 MIM은 사용자 요구 사항에 따라 재료 공식 연구를 수행하고, 원하는 조합의 합금 재료를 만들고, 복합 재료를 부품으로 만들 수 있습니다.

비철 합금 알루미늄과 구리의 MIM 성형은 기술적으로 가능하지만 일반적으로 다이 캐스팅이나 기계 가공과 같은 다른 더 경제적인 방법으로 이루어집니다.

MIM 제품의 특징은 무엇인가요?

복잡성

MIM은 사출 성형과 마찬가지로 모양에 제한이 없습니다. MIM은 성형 공정이므로 기능을 추가해도 비용이 추가되지 않으므로 부품을 다기능 제품으로 결합할 수 있는 좋은 방법입니다. MIM 설계 규칙은 사출 성형에 매우 가깝기 때문에 거의 모든 제품에 적합합니다.

정밀도

MIM 순 성형 정확도의 레퍼런스 설계는 일반적으로 ± 0.5% 크기입니다. 일부 피처의 순 성형은 ± 0.3%에 도달할 수 있습니다. 다른 기술과 마찬가지로 정확도 요구 사항이 높을수록 비용이 높아지므로 품질이 허용하는 경우 허용 오차 요구 사항을 적당히 완화하는 것이 좋습니다. MIM으로 한 번에 달성할 수 없는 공차는 표면 처리의 도움으로 달성할 수 있습니다.

무게 및 크기

MIM은 100g 미만의 부품에 적합하며, 50g 미만의 부품이 가장 비용 효율적입니다. 하지만 최대 250그램의 부품도 제작할 수 있습니다. MIM의 주요 비용은 원재료이기 때문에 MIM은 새로운 기술을 사용하여 부품의 무게를 최대한 줄입니다.

플라스틱 부품과 마찬가지로 제품의 무결성에 영향을 주지 않으면서 코어와 브래킷을 사용하여 부품의 무게를 줄일 수 있습니다. MIM은 초소형 및 초소형 부품에 적합하며 0.1g 미만의 무게도 가능합니다. 무게는 제한 요소가 아니며 길이가 250mm가 넘는 부품도 제작할 수 있습니다.

씬닝

MIM의 경우 벽 두께가 6mm 미만인 것이 가장 좋습니다. 더 두껍게 만들 수 있지만 시간이 오래 걸리고 더 많은 재료를 사용하므로 비용이 더 많이 듭니다. 0.5mm까지 더 얇게 만들 수도 있지만 디자인하기가 더 어렵습니다.

프로덕션

MIM은 매우 유연한 공정으로, 연간 수천에서 수백만 개의 부품을 매우 저렴하게 제작할 수 있습니다. 주조 및 사출 성형과 마찬가지로 MIM은 금형과 툴링을 구매해야 하므로 소량 부품의 경우 일반적으로 비용에 영향을 미칩니다.

원재료

MIM은 합금철, 초합금, 티타늄 합금, 구리 합금, 내화 금속, 초경합금, 세라믹, 금속 입자 매트릭스 복합재 등 다양한 소재를 가공할 수 있습니다. 알루미늄 및 구리 비철 합금은 기술적으로 가능하지만 일반적으로 다이캐스팅이나 기계 가공과 같은 다른 저렴한 방법으로 제작합니다.

MIM의 활용 분야는 무엇인가요?

MIM은 가전제품, 자동차 부품, 의료 기기, 전동 공구, 산업 장비 및 생활용품에 사용됩니다.

소비자 가전

소비자 가전 제품에는 일반적으로 스마트폰, 태블릿, 노트북, 디지털 카메라, 스마트 웨어러블, 드론 등이 포함됩니다.

2010년에는 블랙베리 휴대폰의 사이니지 외관에 MIM 공정 기술이 사용되어 휴대폰에 MIM 부품을 대량 적용하는 시대가 열렸습니다.

애플도 2010년부터 MIM 부품을 사용하기 시작하여 MIM의 적용 범위를 확대하고 선도하고 있습니다. 전원 인터페이스 부품, 카드 트레이, 힌지, 카메라 링, 버튼 등과 같은 MIM 부품이 휴대폰에 성공적으로 사용되었습니다.

스마트폰과 스마트 웨어러블이 점점 더 가벼워지고 얇아지면서 그 안의 부품은 더욱 정교해지고 복잡해지고 있습니다. 그렇기 때문에 MIM이 큰 이슈가 될 것입니다.

자동차 부품

자동차 부품 제조 분야에서 MIM 기술은 재료를 절약하고 생산 비용을 절감할 수 있는 비절삭 금속 부품 성형 공정입니다. 따라서 MIM 기술은 자동차 업계에서 큰 주목을 받아 1990년대부터 자동차 부품 시장에서 사용되기 시작했습니다.

현재 자동차 업계에서는 터보차저 부품, 조절 링, 연료 분사기 부품, 블레이드, 기어박스, 파워 스티어링 부품 등과 같이 복잡한 모양의 바이메탈 부품과 그룹화된 초소형 부품을 만드는 데 MIM 기술을 사용하고 있습니다.

의료 기기

의료 기기 분야에서 MIM 공정에서 소비되는 의료용 액세서리는 정밀도가 높으며 대부분의 정밀 의료 기기에서 요구하는 소형, 높은 복잡성, 높은 기계적 특성 및 기타 액세서리 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

최근에는 수술용 손잡이, 가위, 핀셋, 치과용 부품, 정형외과용 관절 부품 등 MIM 기술의 적용 범위가 점점 더 넓어지고 있습니다.

전동 공구

전동 공구 부품 가공은 매우 복잡하고 가공 비용이 높으며 재료 활용률이 낮고 MIM에 대한 의존도가 높습니다. 대표적인 제품으로는 최근 개발된 특수 형상의 밀링 커터, 절삭 공구, 패스너, 마이크로 기어, 풀기 기계/섬유 기계/크림핑 기계 부품 등이 있습니다.

결론

금속 사출 성형(MIM)은 물건을 만드는 멋진 방법입니다. 분말 야금과 플라스틱을 혼합한 것과 같습니다. 사출 성형. 금속 가루와 다른 재료를 섞어 반죽을 만듭니다. 그런 다음 틀에 부어 넣습니다. 그런 다음 다른 재료를 제거하고 가열합니다.

완성되면 정말 멋진 금속 부품이 완성됩니다. 사람들은 MIM을 사용하여 모든 종류의 물건을 만듭니다. 의학, 치과, 우주, 자동차 등 다양한 분야에서 사용됩니다. MIM을 사용하여 만들기 어려운 물건을 만들 수도 있습니다. 물건을 만드는 좋은 방법입니다.