在制造業(yè)的發(fā)展長河中,工藝的變革始終是推動行業(yè)進步的關鍵力量。傳統(tǒng)工藝曾撐起制造業(yè)的一片天,可隨著時代發(fā)展,逐漸顯露出一些局限。與此同時,MIM工藝(金屬粉末注射成形)作為一顆新星,正為制造業(yè)轉型帶來新契機。
01、傳統(tǒng)工藝的困局
傳統(tǒng)工藝流程多依賴人工操作與傳統(tǒng)設備,對工匠經(jīng)驗和技能高度依賴,缺乏標準化和量化管理。以傳統(tǒng)金屬成形工藝來說,遇到復雜零件,通常得先分解制作單個零件,再進行組裝,工序繁雜,成本還會隨著零件復雜程度上升而增加。而且手工操作占比大,生產(chǎn)效率較低,產(chǎn)品質量受人為因素影響也大。雖說傳統(tǒng)工藝在文化傳承、保證產(chǎn)品獨特品質和適應小批量生產(chǎn)等方面有一定優(yōu)勢,但在追求高效、高精度和大規(guī)模生產(chǎn)的現(xiàn)代制造業(yè)中,這些短板越發(fā)明顯。
02、MIM工藝:融合而生的革新力量
MIM工藝融合了傳統(tǒng)粉末冶金工藝與現(xiàn)代塑膠注射成形技術,是一種近凈成形技術。其生產(chǎn)流程從選取合適的金屬粉末和粘結劑開始,在一定溫度下混合成均勻喂料,接著通過模具注射成形形成生坯,再經(jīng)過脫脂、燒結讓金屬粉末致密化,*終得到成品。
這一工藝涉及多項核心技術。注射成型時,要將粒狀喂料加熱至特定溫度使其具有流動性,再注入模腔冷卻得到胚體,由于金屬粉末種類多樣、喂料成分不同,注射成型過程中參數(shù)設定極為關鍵;脫脂是去除成形毛坯中粘結劑成分的過程,行業(yè)內(nèi)主要使用塑基體系(催化脫脂),脫脂工藝直接影響坯件中粘結劑殘留量,處理不當會導致產(chǎn)品爆裂、金屬氧化或結構變形等問題;燒結環(huán)節(jié),經(jīng)過脫脂的部件在高溫、高壓控制的熔爐中,在氣體保護下緩慢加熱,去除殘留粘結劑后高溫加熱使顆粒融合,坯件定向收縮到設計尺寸變?yōu)橹旅芄腆w,不同材料燒結收縮率不同,控制燒結時間和溫度等參數(shù)來精準控制收縮率是關鍵。
03、MIM工藝的顯著優(yōu)勢
1.結構設計自由:能像塑膠注塑成型一樣,直接成形復雜的金屬零件,允許三維形狀自由設計,理論上塑膠能成型的形狀,MIM工藝都能實現(xiàn)。
2.物理性能可靠:制品組織均勻、致密度好,密度可達理論密度的98%以上,產(chǎn)品強度、硬度、延伸率等力學性能高。
3.產(chǎn)品精度高:一次成形尺寸精度可達+/-0.3%,一般精度要求的產(chǎn)品無需后續(xù)加工。
4.批量成本優(yōu)勢突出:近凈成形工藝,尤其是對于結構復雜產(chǎn)品,批量生產(chǎn)時成本優(yōu)勢明顯,通過提升模具復雜程度就能保持成本不變,產(chǎn)品越復雜,成本優(yōu)勢越突出。
04、MIM工藝的多元應用領域
我國MIM下游應用目前集中在消費電子行業(yè),但應用領域正逐步向通訊、汽車、醫(yī)療等領域拓展。在消費電子領域,MIM產(chǎn)品廣泛用于智能手機、平板電腦、筆記本電腦等傳統(tǒng)設備,以及智能可穿戴、無人駕駛飛機等新興設備,像電源接口件、卡托、攝像頭圈、按鍵等部件都能看到MIM工藝的身影。在汽車領域,隨著汽車輕量化和生產(chǎn)低碳化發(fā)展,MIM工藝有望應用于發(fā)動機部件、渦輪增壓零件、座位機制及傳感器零部件等。醫(yī)療器械領域,由于對手術器械、外科工具等精度和復雜度要求越來越高,MIM產(chǎn)品也有了更大的應用空間。
05、展望:助力制造業(yè)轉型騰飛
MIM工藝憑借自身優(yōu)勢,為制造業(yè)從傳統(tǒng)工藝向現(xiàn)代化、高效化轉型提供了有力支撐。隨著材料多元化發(fā)展以及下游需求的持續(xù)增長,MIM工藝在更多領域的應用潛力將不斷被挖掘。對于制造業(yè)企業(yè)而言,積極引入和應用MIM工藝,或許就是在激烈市場競爭中搶占先機、實現(xiàn)轉型升級的關鍵一步。未來,我們期待MIM工藝能在制造業(yè)中綻放更耀眼的光芒,推動整個行業(yè)邁向新高度。