Technologie mikrovstřikování kovového prášku

Technologie mikrovstřikování kovového prášku

Vstřikování kovového prášku(MPIM) je nová technologie tváření dílů a součástí, která kombinuje tradiční technologii práškové metalurgie s moderní technologií vstřikování plastů. Největším rysem této technologie je, že dokáže přímo vyrábět díly s finálním tvarem, minimalizuje množství obrábění a šetří suroviny a řeší problém složitého tvarování výrobků se složitým tvarem, který trápí obor práškové metalurgie již řadu let; Navíc materiálová přizpůsobivost této technologie je široká. Všechny kovy, slitiny, keramika atd., ze kterých lze vyrobit prášek, lze touto technologií vyrobit na díly. Kromě toho může tato technologie také realizovat plně automatickou kontinuální výrobu s vysokou efektivitou výroby, vynikajícím materiálovým výkonem a vysokou rozměrovou přesností produktu, takže byla široce ceněna.

Základní proces této technologie je následující: nejprve se pevný prášek rovnoměrně smíchá s určitým polymerem a aditivní složkou a po granulaci je zrnitý materiál vstřikován do dutiny formy vstřikovacím strojem ve stavu zahřátí ke kondenzaci a poté se pojivo z tvářecího polotovaru odstraní chemickým nebo tepelným rozkladem a nakonec se finální produkt získá slinováním a zhuštěním.

V posledních letech je vývoj technologie mikrosystémů v různých oblastech velmi rychlý. Současně byly kladeny vyšší požadavky na výrobu trojrozměrných mikrokomponentních komponent používaných v mikrotechnice. Očekává se, že mikrosoučástky mohou dosáhnout velkosériové výroby při splnění požadavků na výkon. Mezi hlavní komponenty v mikrosystému patří mikroformy, mikromechanické struktury pro senzory a urychlovače, biosenzory, mikrokapalinové komponenty, mikroreaktory atd. Tyto komponenty jsou složitého tvaru a malého objemu. Při použití stávajících technologií mikroobrábění, jako je mikrořezání, řezání laserem, leptání křemíku atd., je efektivita výroby nízká a není možné provádět velkosériovou výrobu. Technologie mikrovstřikování prášku vyvinutá na bázi vstřikování prášku poskytuje v posledních letech nejpotenciálnější technologii přípravy pro realizaci velkovýroby mikrosoučástek.

Technologie mikrovstřikování prášku je druh technologie lisování vyvinutého na základě tradiční technologie vstřikování prášku pro díly o velikosti menší než 1 mikron. Používá se především k kontinuální výrobě dílů s mikrostrukturním povrchem a mikrostrukturou. Jeho základní procesní kroky jsou v podstatě stejné jako u tradičního vstřikování prášku. Kvalitu povrchu a poréznost připravených dílů lze kontrolovat výběrem původního prášku a vhodných podmínek slinování. Na rozdíl od tradičního vstřikování prášku je průměrná velikost částic prášku vybraného pro vstřikování prášku obecně menší než 1~2 mikrony, aby se usnadnila výroba mikrostruktur; Za druhé, kvůli zvětšení měrné plochy povrchu prášku je vyžadováno lepidlo s nízkou viskozitou, ale dostatečnou pevností, aby se usnadnilo mikrovstřikování a zabránilo se poškození surového polotovaru během vyjímání z formy. Navíc, aby se zabránilo vzniku deformací, prasklin a bublin, je technologie mikrovstřikování přísnější na procesní podmínky odmašťování a slinování.

V současné době jsou hlavními zeměmi světa, které provádějí tento technologický výzkum, Německo, Japonsko, Singapur, Spojené státy americké a Spojené království. Mezi nimi Německo převzalo vedení a dosáhlo vynikajících výsledků. Čínská Pekingská univerzita vědy a technologie, Central South University a Dalian University of Technology také provedly řadu výzkumných prací v této oblasti. Například Pekingská univerzita vědy a technologie vyvinula formu pro práškové mikrovstřikování s nezávislými právy duševního vlastnictví a vhodnou pro tradiční vstřikovací stroje; S práškovým karbonylovým železem a práškem ze slitiny železa a niklu jako surovinami bylo úspěšně realizováno práškové mikrovstřikování mikroozubení o průměru menším než 1 mm na tradičním vstřikovacím lisu.