一、什麼是MIM技術
金屬注射成形 ( Metal injection Molding ,MIM ) 是一種将金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先将所選粉末與粘結劑進行混合,然後将混合料進行制粒再注射成所需要的形狀。聚合物将其粘性流動的特征賦予混合料,而有助于成形、模腔填充和粉末裝填的均勻性。成形以後排除粘結劑,再對脫脂坯進行燒結。有的燒結産品還可能要進行進一步緻密化處理、熱處理或機加工。
二、MIM可采用的原材料有哪些
鐵基合金鋼、不鏽鋼、鎳基合金、鎢合金、硬質合金、钛合金、磁性材料、Kovar合金、精細陶瓷等等。
三、MIM的生産流程
技術交流→産品設計→模具設計→模具制造
金屬、陶瓷粉末、粘接劑→混煉→注射成形→脫除粘接劑→燒結→深加工(根據需要)→檢驗→成品
四、MIM的産品特點
1、MIM産品可以滿足體積小、空間結構複雜、個性化的需求,這類産品如果采用切磨的方法加工,将會十分耗時耗料,有些甚至不能完成。
2、MIM産品可以滿足大批量的快速生産,開模之後,隻需根據模具喂料生産,大大減小了單個産品的生産時間,能夠縮短生産周期,節省時間成本。
3、MIM産品高精度、高強度、高密度、組織均勻、性能優異,這些優勢具體體現在産品性能上,可以是表面更光滑、誤差更小、更加堅硬、更加耐鏽蝕等等。
4、MIM産品的成本低,一方面體現在材料的利用率高,沒有切磨的損耗,另一方面,一些堅硬的材料,例如钛合金、不鏽鋼等等,如果用切磨工藝加工,對切刀和磨片損耗非常大,刀頭的損耗增加了許多成本。
5、MIM産品可以使用各類新型組合材料,材料中各種金屬粉末的配比可根據需求調整。
五、MIM産品的應用領域
由于可以批量生産、能夠滿足複雜的空間結構、産品性能優異等優勢,MIM廣泛應用與各個生産領域,例如消費電子、醫療軍工、航空航天、汽車制造等等,MIM産品幾乎滲透在各行各業。
1、智能手機、3C産品
在我國,智能手機、3C産品是MIM應用規模最大的領域。手機、通訊、光纖産業的快速發展給MIM行業帶來了巨大潛力,國内大部分MIM加工企業主要做智能手機、3C産品的MIM零部件産品。
此行業的零件要求精度高、耐用性強,常用的産品有:結構件、連接件、異型件、手機卡托、鏡頭圈、卡槽、振子等,未來手機中框也将是各家MIM公司争先搶占的市場。
2、醫療器械
據統計,歐洲醫療器械MIM産品約占整個MIM制品總量的17%,北美約占35%,亞洲僅占4%。2014年,我國療器械産值高達2556億,MIM技術如果能大規模應用,産值不可估量。
MIM在醫療器械的應用有:剪刀、鑷子、牙齒矯形托槽、體内縫合針、吻合器、活體組織取樣鉗、手術刀柄等。
3、汽車制造
在歐洲,MIM技術在汽車零部件制造商的應用最為廣泛,國内做汽車零部件的MIM企業相對較少,但MIM技術在汽車零件制造中的應用潛力大,利潤豐厚。
常見應用有:點火控制鎖部件、渦輪增壓器轉子、閥門導軌部件、汽車刹車裝置部件、汽車防曬棚部件、離合器内環、撥叉套、分配器套、汽車導管等。
4、工業機械
MIM技術在工業設備上的應用同樣不容小觑,其市場特點是規模大但應用分散。
MIM技術在工業機械的應用有微型馬達零件、電子零件、傳感器件、松棉機、紡織機、縫紉機等各類機械的小型複雜零件。
5、其他行業
除了上述提到的目前應用規模較大的領域,MIM在航空航天、軍工器械、辦公設備、家用産品、穿戴産品、鎖具、樂器等大大小小的領域都有很大的發展潛力。
六、MIM技術的市場前景
根據StratisticsMRC機構預測,2022年全球粉末化新材料市場規模将達到1500億元。
國際上普遍認為MIM技術的發展将會導緻零部件成形與加工技術的一場革命,被譽為“21世紀最熱門的零部件成形技術”。
目前在亞洲市場主要用于電子産品行業,北美市場主要用于醫療器械等領域,歐洲則更加偏重于汽車與消費品行業。我國的MIM市場從2000年開始逐步增長,2011年突破10億大關,到2016年市場規模已接近60億,在全球市場占比25%,預計2018年将突破70億元。
近年來,中國制造的MIM産品受到廣泛認可,許多國際知名公司紛紛轉向中國采購MIM零件,其中不乏像蘋果這樣的大公司,現在蘋果公司的MIM零件大部分是由中國研發制造的。另外,中國MIM行業不斷地創新,國外MIM産品單件重量一般在50克以内,而國内的單件重量可以做到2700克,這個突破是國外同行望塵莫及的。
七、MIM技術的相關工藝
——3D打印技術
3D打印技術是快速成形技術的一種,它以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體。
金屬3D打印,在MIM的基礎上進行了一定的工藝流程簡優化,其後端燒結工藝能夠與目前的MIM工藝完美結合,而在前端以3D打印取代金屬注射步驟,能夠大幅提升個性化産品的生産速度,降低開模的固定成本。
由于3D打印技術受部分因素限制,目前市場上的3D打印産品較難實現批量化生産,更多的停留在模型和概念的階段,未來還有很大的發展空間。将3D打印與MIM相結合,可以更好的實現現階段的經濟價值。
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