قالبگیری تزریقی پودر فلز (MIM) یک روش تولیدی است که قالبگیری تزریق پلاستیک و متالورژی پودر را ترکیب میکند. میتواند قطعات فلزی پیچیده و دقیق-را بهطور کارآمد تولید کند، و بهویژه برای محصولاتی با ساختار ظریف و تقاضای بالا، مانند چرخ دندهها، مناسب است. مزیت اصلی آن در دستیابی به پیچیدگی هندسی غیرقابل دستیابی از طریق یک فرآیند قالب گیری است، در حالی که به طور قابل توجهی ضایعات مواد و هزینه های{3}}پس از پردازش را کاهش می دهد. این باعث می شود که جایگزینی ارزشمند برای برش، ریخته گری دقیق و سایر فرآیندها در تولید مدرن باشد.
I. اصول فنی و جریان فرآیند
کلید فناوری MIM در سیستم اختلاط پودر فلز و بایندر نهفته است. پودرهای فلزی کروی با اندازه ذرات کمتر از 20 میکرون (مانند فولاد ضد زنگ، فولاد آلیاژی و آلیاژ تیتانیوم) معمولاً با یک چسب ترموپلاستیک (مانند موم یا پلی اتیلن) به نسبت خاصی مخلوط می شوند تا ماده اولیه سیال ایجاد شود. این ماده اولیه با استفاده از دستگاه قالب گیری تزریقی به داخل حفره قالب تزریق می شود و یک قسمت سبز رنگ مطابق با طراحی چرخ دنده را تشکیل می دهد. یک فرآیند جداسازی (جداسازی حلال، جداسازی حرارتی، یا جداسازی کاتالیستی) سپس بیشتر بایندر را حذف میکند و به دنبال آن ذرات فلز در یک کوره پخت{4} با دمای بالا متراکم میشوند.
در مقایسه با ماشینکاری دنده سنتی، MIM فرآیندهای متعددی مانند تراشکاری، سنگ زنی و سنگ زنی را حذف می کند. به عنوان مثال، چرخ دنده های مارپیچی که در گیربکس های خودرو استفاده می شوند، در صورت ماشینکاری با استفاده از برش، نیاز به آهنگری، ماشینکاری خشن، عملیات حرارتی و سنگ زنی دارند. با این حال، MIM می تواند مستقیماً نمایه دندان، سوراخ شفت و حتی بافت سطح را تشکیل دهد و قبل از آماده شدن برای استفاده، فقط به حداقل پرداخت (مانند کربوریزاسیون و سخت شدن) نیاز دارد.
II. کاربردهای معمولی شکل دهی پیچیده دنده
Micro Gears: MIM مخصوصاً برای تولید چرخ دنده های میکرو با اندازه ماژول 0.2-1mm مناسب است. پردازش فرآیندهای سنتی به دلیل محدودیت های ابزار دشوار است، اما MIM امکان تولید انبوه و کیفیت ثابت را فراهم می کند.
چرخ دندههای خاص-شکل: برای-دندههای غیر استاندارد (مانند چرخدندههای غیر-دایرهای و چرخدندههای ترکیبی)، MIM قالبگیری یکپارچه را امکانپذیر میکند. این استحکام کلی را بهبود می بخشد و خطر تغییر شکل جوش را از بین می برد.
چرخ دنده های یکپارچه عملکردی: قالب گیری تزریق پودر فلز امکان ادغام ویژگی های اضافی مانند فلنج ها و باس ها را روی چرخ دنده ها فراهم می کند. MIM امکان ادغام صندلی ها و چرخ دنده های بلبرینگ را در یک قطعه واحد فراهم می کند و خطاهای مونتاژ را کاهش می دهد و دقت انتقال را تا 15 درصد بهبود می بخشد.
III. مزایای فنی و مزایای اقتصادی
آزادی طراحی: MIM میتواند ویژگیهایی مانند بریدگی، دیوارههای نازک (به نازکی 0.3 میلیمتر) و ریز منافذ را ایجاد کند. برای مثال، سوراخهای اتلاف گرما در چرخدندههای ابزار برقی را میتوان مستقیماً در قالب- ایجاد کرد و نیاز به سوراخکاری بعدی را از بین میبرد.
کنترل هزینه: اگرچه هزینههای توسعه قالب نسبتاً بالاست، اما هزینه هر قطعه در تولید{0}در مقیاس بزرگ بهطور قابلتوجهی کاهش مییابد.
خواص مواد: چرخ دنده های زینتر شده دارای خواص مکانیکی نزدیک به قطعات آهنگری هستند و مقاومت کششی آنها به 500-1500 مگاپاسکال می رسد. تنظیم نسبت آلیاژ همچنین می تواند الزامات خاصی مانند مقاومت در برابر سایش و خوردگی را برآورده کند.
با افزایش تقاضا برای قطعات انتقال دقیق در وسایل نقلیه انرژی جدید، لوازم الکترونیکی مصرفی و سایر بخشها، قالبگیری تزریق پودر فلز همچنان جایگزین روشهای ماشینکاری سنتی میشود و به فرآیند معیار برای تولید دندههای پیچیده تبدیل میشود. ادغام آن با فنآوریهایی مانند چاپ سه بعدی و{2}}بازرسی کیفیت با قدرت هوش مصنوعی، کاربرد آن را در دندههای{3} با کارایی بالا بیشتر گسترش میدهد.