Metalo miltelių įpurškimo formavimo (MIM) ir CNC apdirbimo skirtumai
Yra du dažniausiai naudojami metalinių dalių gamybos būdai: MIM (Metal Injection Molding) ir CNC apdirbimas. Tokios pramonės šakos kaip medicinos, automobilių, aviacijos ir elektronikos pramonė remiasi šiais dviem metodais. Skiriasi principai, labai skiriasi ir pritaikymas. Gaminant produktus labai svarbu pasirinkti tinkamą procesą.
Pradėkime nuo MIM (Metal Injection Molding). Paprasčiau tariant, jis sujungia plastiko liejimą įpurškiant ir miltelinę metalurgiją, specialiai skirtą mažų, sudėtingų metalinių dalių gamybai. Procesas apima metalo miltelių sumaišymą su rišikliu, kad susidarytų medžiaga, tada įpurškimas į formą, kad būtų suformuota. Tada rišiklis pašalinamas kaitinant, o galiausiai medžiaga sukepinama, todėl susidaro tanki metalinė dalis. Galima naudoti daugybę medžiagų, įskaitant nerūdijantį plieną, mažai -legiruotą plieną, įrankių plieną ir titano lydinius. Milteliai paprastai yra nuo 5 iki 20 mikrometrų dydžio, o metalo kiekis žaliavoje yra apie 65–72 %, daugiausia siekiant užtikrinti gerą formavimąsi, kad jis nebūtų per trapus. MIM paprastai naudojamas mažoms, sudėtingoms dalims ir{11}}didelės apimties gamybai.
Tada yra CNC apdirbimas, kurį dauguma žmonių yra labiau susipažinę. Tai apima kompiuteriu-valdomą mašiną medžiagoms pjaustyti, palaipsniui formuojant vientisą medžiagos gabalą į norimą formą. Jis gali būti naudojamas su metalais, plastikais ir medžiu, todėl užtikrina aukštą tikslumą ir pakartojamumą. Jis plačiai naudojamas sudėtingose srityse, pavyzdžiui, aviacijos, automobilių ir medicinos srityse.
Didžiausias skirtumas tarp šių dviejų yra tas, kad MIM yra priedų gamyba, kai medžiagos kaupiamos po truputį; CNC yra atimama gamyba, kai medžiagos yra atpjaunamos po truputį. Jie yra visiškai priešingi požiūriai.
Išlaidos taip pat skiriasi. MIM formos yra brangios ankstyvosiose stadijose, tačiau vieneto kaina mažėja didėjant kiekiui, ypač sudėtingų dalių, kurių CNC negali prilygti. CNC yra priešingai: jis yra ekonomiškas-efektyvus mažoms paprastų dalių partijoms, tačiau kuo sudėtingesnė dalis, tuo CNC užima daugiau laiko ir pinigų, o kaina nemažėja net esant dideliam kiekiui.
Dizaino modifikacijos yra dar sudėtingesnės. Norint pakeisti MIM (mechaninės gamybos) mašinos struktūrą, iš esmės reikia perdaryti formą, o tai brangu ir atima daug laiko. CNC (kompiuterinis skaitmeninis valdymas) reikalauja tik pakeisti programą, o ją galima modifikuoti kaip tik norite, todėl ji tampa daug lankstesnė.
Dizaino modifikacijos yra dar sudėtingesnės. Norint pakeisti MIM (mechaninės gamybos) mašinos struktūrą, iš esmės reikia perdaryti formą, o tai brangu ir atima daug laiko. CNC (kompiuterinis skaitmeninis valdymas) reikalauja tik pakeisti programą, o ją galima modifikuoti kaip tik norite, todėl ji tampa daug lankstesnė.
MIM pranašumai: beveik nelieka atliekų, mažas vidinis įtempis, mažesnis jautrumas deformacijai ir greitas gamybos tempas{0}}, kai viena forma gali pagaminti didelį kiekį dalių. Tačiau akivaizdūs ir trūkumai: sukepinimas gali paveikti medžiagos savybes ir sukelti deformaciją; žaliavos galiojimo laikas; ir medžiagų pasirinkimas yra mažesnis nei naudojant CNC apdirbimą, todėl jis tinka tik mažų ir vidutinių mažų dalių serijinei gamybai.
CNC apdirbimo pranašumai yra didelis tikslumas, lankstus medžiagų pasirinkimas, greita mažų{0}}partijų gamyba ir lengvas modifikavimas. Trūkumai yra didesni atliekos, didesnė sudėtingų dalių kaina, papildomų mašinų poreikis didelės apimties gamybai ir vidinis įtempis pjovimo metu, dėl kurio laikui bėgant gali deformuotis.
Kalbant apie medžiagas, MIM gali naudoti nerūdijantį plieną, įrankių plieną, titaną, kobalto -chromą, aukštos- temperatūros lydinius, anglinį plieną, nikelio lydinius ir volframo lydinius, daugiausia miltelių pavidalo. CNC yra dar universalesnis, galintis naudoti beveik visas medžiagas, tokias kaip aliuminis, titanas, varis, nerūdijantis plienas ir legiruotasis plienas, o kietos medžiagos gali būti naudojamos tiesiogiai.
Kada rinktis MIM (mechaninę gamybą)? Kai tūris didelis, detalės mažos (geriausia iki 40 gramų, ne didesnės kaip 100 gramų), konstrukcija sudėtinga, tolerancijos reikalavimai neviršija, dizainas nebus keičiamas, norima sutaupyti medžiagų ir sumažinti antrinį apdirbimą.
Kada rinktis CNC? Mažos partijos, itin didelis tikslumas, didelės dalys, didelis įtempis, specialios medžiagos, dažni dizaino keitimai ir išskirtinai stabilus veikimas.
MIM kokybės kontrolė taip pat labai svarbi. Žaliavos ir rišikliai turi būti patikrinti įvežant į gamyklą. Po formavimo reikia išmatuoti žalio korpuso dydį, taip pat patikrinti tankį ir veikimą. Po sukepinimo taip pat reikia patikrinti dydį, toleranciją, paviršių ir veikimą. Statistinis proceso valdymas naudojamas norint jį stebėti, kad būtų sumažintas laužas.
Apskritai MIM tinka sudėtingoms,{0}}didelės apimties ir nebrangioms programoms; CNC tinka aukštam tikslumui, lankstumui ir įvairioms medžiagoms. Nėra vieno geriausio varianto; pasirinkimas priklauso nuo jūsų dalių dydžio, struktūros, apimties, tikslumo reikalavimų ir biudžeto. Pasirinkus tinkamą parinktį, -naudingiausia.
Miltelinio liejimo praktinis pritaikymas įvairiose srityse
|
Serijos numeris |
Taikymo sritys |
Miltelių įpurškimo formos gaminiai |
|
1 |
Elektroniniai ryšiai |
SIM kortelės lizdas, vibratorius, disko įrenginio komponentai, kabelių jungtys, elektroninių vamzdžių korpusai, kompiuterių spausdinimo galvutės, elektroniniai paketai, aušintuvo medžiagos |
|
2 |
Automobilių pramonė |
Uždegimo valdymo spynos komponentai, turbokompresoriaus rotorius, vožtuvo kreiptuvo komponentai, automobilių stabdžių sistemos komponentai, automobilių skėčių nuo saulės komponentai |
|
3 |
Medicinos prietaisai |
Ortodontiniai laikikliai, vidinių siūlių adatos, biopsinės žnyplės, spinduliuotės skydas |
|
4 |
Kasdieniniam naudojimui skirtos mišinės |
Laikrodžių dėklai, laikrodžių dirželiai, laikrodžių sagtys, golfo lazdų galvutės ir trišakiai, sportinių batų sagtys, sportinių šaunamųjų ginklų dalys, dokumentų įrišimo smūgiai, mažos akinių dalys, saugos užraktai ir kirpėjų žirklės. |
|
5 |
Mašinų pramonė |
Netaisyklingos frezos, pjovimo įrankiai, mikro krumpliaračiai ir smulkios mechaninės dalys, tekstilės mašinų vežimėliai |
|
6 |
Ginklai ir įranga |
Minos rotorius, pistoleto gaidukas, šarvą-pramušančio sviedinio šerdis, priekinio taikiklio pagrindas, spiečiaus strėlės smiginis |
|
7 |
Oro erdvė |
Orlaivio sparnų vyriai, raketų antgaliai, raketos uodegos pelekai, keraminės turbinos menčių šerdys |
Tipiški MIM (mechaninės gamybos) pritaikymai automobilių tiksliųjų komponentų gamybai
Pavaros (galios / transmisijos sistemos)
Taikymo scenarijai
Variklio paskirstymo pavara, alyvos siurblio / vandens siurblio pavara, transmisijos sinchronizatoriaus stebulė, pavaros krumpliaratis.
Medžiaga
Fe-Ni legiruotas plienas, 420 nerūdijantis plienas, 17-4PH (didelio stiprumo / atsparus dilimui).
Pagrindinė vertė
Sudėtingi danties profiliai ir integruota stebulė/raktai sumažina apdirbimo žingsnius.
Tankis didesnis arba lygus 7,6 g/cm³, danties paviršiaus kietumas HRC 40–50, atsparus nusidėvėjimui- ir nuovargiui{4}}.
Masinė gamyba (metinis pajėgumas, didesnis arba lygus 100 000 vienetų) kainuoja 30-50% mažiau nei apdirbimas.
Automobilių MIM pavara
Jutiklio korpusas (elektroninė valdymo sistema)
Taikymo scenarijai
ABS jutiklis, temperatūros / slėgio jutiklis, droselio padėties jutiklio korpusas ir pagrindas.
Medžiaga
304/316 nerūdijantis plienas (atsparus korozijai), aliuminio lydinys (lengvas).
Pagrindinė vertė
Plonasien-(0,5–1,5 mm) + integruotas sandarinimo griovelis/montavimo anga, apsaugos lygis IP67+.
Jis pasižymi geromis elektromagnetinio ekranavimo savybėmis, todėl tinkamas automobilių elektronikos anti-interferencijų reikalavimams.
Didelio matmenų nuoseklumo, tinka automatizuotoms surinkimo linijoms.
Kuro purkštuko komponentai (kuro sistema)
Taikymo scenarijai
Benzino / dyzelino purkštuko vožtuvo korpusas, adatos vožtuvo lizdas, srauto valdymo žiedas, aukšto{0}}slėgio alyvos kameros mazgas.
Medžiaga
Aukštos temperatūros lydiniai (pvz., Inconel 718), 440C nerūdijantis plienas (atsparus aukštai temperatūrai / aukštam slėgiui / korozijai).
Pagrindinė vertė
Mikro-smulkus srauto kelias (φ0,1–0,5 mm) + aukšto -slėgio sandarinimo paviršius suformuoti iš vieno gabalo, kad atitiktų aukšto-200–300 barų slėgio sąlygas.
Jis atsparus aukštai temperatūrai (-40 laipsnių ~ 150 laipsnių), degalų korozijai ir pasižymi dideliu ilgalaikiu patikimumu.
Jis pakeičia tikslų apdirbimą, išsprendžia mažų / gilių skylių apdirbimo problemą ir padidina išeigą iki 95 %+.
Automobilių MIM kuro purkštuko komponentai
Kiti tikslūs komponentai
Turbokompresorius
Mažas sparnuotė, reguliavimo žiedas, šilumos skydas (aukštos temperatūros lydinys, lengvas + atsparus aukštai temperatūrai).
Pavarų dėžė
Perjungimo šakės, slankikliai ir kreipiamieji blokai (sudėtinga struktūra + atsparus nusidėvėjimui-, pakeičiantis kalimą / apdirbimą).
Stabdžių sistema
ABS pavaros vožtuvo šerdis, proporcingas vožtuvas (didelis tikslumas + patikimas sandarinimas).
Tiksliųjų automobilių dalių, ypač mažų ir sudėtingų komponentų, tokių kaip krumpliaračiai, jutiklių korpusai ir degalų purkštukų dalys, srityje MIM išsivystė iš „pasirenkamos“ į „pageidautiną“ technologiją. Jis suderina našumą, tikslumą, kainą ir lengvumą, todėl tai yra pagrindinė gamybos technologija, skirta aukščiausios klasės automobilių kūrimui ir naujos energijos transformavimui{1}.
