[CNPIM] Novatorisks metāla iesmidzināšanas liešanas process un ar to saistītā veidņu tehnoloģija

[CNPIM] Novatorisks metāla iesmidzināšanas liešanas process un ar to saistītā veidņu tehnoloģija

Šajā rakstā uzskaitītie procesi nav jauni. Būtībā tam ir ļoti nobriedušas lietojumprogrammas.

Šis raksts attiecas uz Han Fenglin grāmatu saturu, kura mērķis ir sistemātiska inventarizācija, lai noskaidrotu un atsauktos draugus, kuriem tas ir nepieciešams.

Metāla iesmidzināšanas liešanas process ir daudznozaru tehnoloģija un viens no uzlabotajiem metāla detaļu precīzās formēšanas procesiem.

Metāla iesmidzināšanas liešanas procesu cilvēki pakāpeniski ir atzinuši, akceptējuši un novērtējuši. Lai sasniegtu sarežģītākas detaļu ražošanas prasības, MIM nozarē ir ieviestas un enerģiski pilnveidotas jaunākās tehnoloģijas daudzās jomās. Tāpēc ir parādījušās jaunas tehnoloģijas un jauni metāla iesmidzināšanas liešanas procesa procesi, kas tiek izmantoti izstrādē un ražošanā.

Tālāk veiksim inventarizāciju.

1. Metāla mikro iesmidzināšanas tehnoloģija (μ- MIM)

Mikromehāniskās jeb mikroelektromehāniskās sistēmas (MEMS) ir jauna starpdisciplināra nozare, kas izstrādāta 80. gadu beigās, un tā ir atzīta par vienu no galvenajām disciplīnām 21. gadsimtā.

Mikromehāniskās jeb MEMS praktiskums ir atkarīgs no mikroapstrādes tehnoloģijas progresa. Metāla mikroiesmidzināšanas tehnoloģija ir visefektīvākā metode augstas precizitātes un augstas veiktspējas mikrometāla vai keramikas detaļu masveida ražošanai.

Metāla mikroinjekcijas formēšanas tehnoloģija attiecas uz procesa tehnoloģiju, kas izmanto MIM procesu, lai ražotu metāla vai keramikas detaļas ar mikrometru izmēru vai mikrometra struktūru. Tas parasti attiecas uz precīzām detaļām, kuru izmērs ir mazāks par 1 mm, vai vietējo mikrometru smalko struktūru.

Pašlaik 25–50 var pagatavot ar atbilstošu smalku pulveri μM biezumā, vietējās konstrukcijas detaļas ir mazākas par 5 μM. Virsmas raupjums ir 2–3 μM metāla vai keramikas detaļu.

Metāla iesmidzināšanas formēšanas detaļu izmēri ir attīstījušies līdz divām galējībām. Mikronu izmēra precīzām detaļām ir milzīga tirgus jauda un attīstības potenciāls. Šo mazo detaļu tehniskā pievienotā vērtība ir ļoti augsta, piemēram, optiskās šķiedras metāla uzmava, lāzera katetrs, iespiedshēmas mikrourbis, mikroelektroniskais izpildmehānisms un zobārstniecības medicīniskās daļas, un cena ir 4000 ~ 20 000 dolāru par kilogramu.

Mikro iesmidzināšanas formēšanas izstrādājumiem ir plašas pielietojuma iespējas izpildmehānismos, sensoros, kabatas patēriņa precēs, ieročos, aviācijā, elektroniskos montāžas instrumentos, skābekļa analizatoros, filtros un medicīnas un veselības aprīkojumā.

Galvenie šķēršļi, kas ierobežo mikro iesmidzināšanas tehnoloģiju attīstību, ir precīzo mikro veidņu izgatavošana, šauru spraugu aizpildīšana un sīku detaļu darbība.

Veidnes, ko izmanto šādu augstas precizitātes mikrodetaļu ražošanai, ir daudz precīzākas nekā parastās veidnes, un smalkas apstrādes tehnoloģijām, piemēram, fotolitogrāfijai, elektroformēšanai, mikrogriešanai, mikro-edm, ir nepieciešama dažāda veida nauda. problēmas var labi atrisināt, izmantojot LIGA (vācu plākšņu izgatavošana, elektroformēšana un injekcijas formēšana trīs saīsinājumi) un citus procesus, lai ražotu plastmasas zaudētās putuplasta veidnes.

Ir divi veidi, kā LIGA procesā ražot plastmasas zaudēto putu veidni:

Viens process ir veidot PMMA plastmasas veidnes serdi, ievietot PMMA plastmasas veidnes serdi veidnes pamatnē tiešai metāla iesmidzināšanai, PMMA plastmasas veidnes serdi un MIM daļas sagatavi atdala no veidnes pamatnes kopumā, un MIM. sagatave tiek atstāta plastmasas veidnes kodolā tiešai attaukošanai un saķepināšanai, kas kļūst par vienpakāpes replikācijas procesu.

Otrs process ir elektroformēšanas procesā uz PMMA plastmasas detaļu virsmas uzklāt metāla niķeļa slāni un pēc tam no niķeļa apvalka noņemt PMMA plastmasu un pēc tam ievietot niķeļa apvalku veidnes pamatprocesa metāla veidnē, lai izveidotu MIM daļa tukša. Tas kļūst par divpakāpju replikācijas procesu.

Vienpakāpes replikācijas procesā izveidoto detaļu precizitāte ir augsta, un tiek atrisinātas detaļu demontāžas un turpmākās darbības grūtības, taču izmaksas ir augstas; Divpakāpju replikācijas procesā veidoto detaļu precizitāte ir samazināta, kas ir piemērota masveida ražošanai, taču rodas grūtības detaļu izņemšanā un turpmākajā darbībā.

2. Daudzkomponentu materiālu kompozītmateriālu iesmidzināšanas formēšanas tehnoloģija

Detaļām, kas izgatavotas no viena ķīmiskā sastāva materiāliem, ir grūti izpildīt mūsdienu ražošanas nozares īpašās prasības detaļu funkciju kompleksai integrēšanai. Dažādas detaļu daļas ir izgatavotas no dažādiem materiāliem, un dažādu funkcionālo prasību izpilde ir mūsdienu detaļu ražošanas attīstības tendence.

[CMPIM] Novatorisksmetāla iesmidzināšanaprocess un ar to saistītā veidņu tehnoloģija Daudzkomponentu materiālu kompozītmateriālu iesmidzināšanas liešanas tehnoloģija

Divu krāsu (daudzkrāsu) iesmidzināšanas liešanas tehnoloģija, ko plaši izmanto plastmasas rūpniecībā, ir ieviesta metāla iesmidzināšanas liešanas jomā, ļaujot partijās un efektīvi apstrādāt sarežģītus metāla vai keramikas kompozītmateriālus.

Kombinētās iesmidzināšanas formēšanas tehnoloģijas princips ir tāds, ka iesmidzināšanas iekārta ir aprīkota ar diviem vai vairākiem mucu komplektiem vienlaikus, un iesmidzināšanas materiāli katrā mucu komplektā ir vienādi. Fiksētā vairāku dobumu veidnes veidne var griezties ap rotējošo vārpstu, un dažādi injekcijas materiāli tiek ievadīti dažādos dobumos katrā pozīcijā. Sākotnējo iesmidzināšanas sagatavi atstāj visdziļākajā vietā, un pēc atdzesēšanas veidni atver, bet tā netiek nekavējoties izņemta no formas. Pēc tam, kad fiksētā veidne ir pagriezta noteiktā leņķī, fiksētā veidne tiek aizvērta, un viss dobums izplešas uz āru attiecībā pret pirmo iesmidzināšanas sagatavi, un pēc tam tiek veikta otrā dažādu iesmidzināšanas materiālu iesmidzināšana. Katra daļa tiek veidota ar vairākkārtēju injekciju un beidzot tiek izstumta.

Daudzkomponentu kompozītmateriālu iesmidzināšanas liešanas tehnoloģijas ieviešana var izpildīt atsevišķu detaļu funkcionālās un veiktspējas integrācijas prasības, ietaupot vērtīgas izejvielas un samazinot izmaksas.

Kompozītmateriālu tehnoloģijai ir plašas pielietojuma iespējas daudzās jomās, piemēram, tērauda rūdīta karbīda vai keramikas griezējinstrumenti, nokrišņu rūdīts nerūsējošā tērauda dzelzs un alumīnija sakausējuma sprausla, magnētiskie un nemagnētiskie elektroniskie komponenti utt.

Par pirmo un otro rakstu, lūdzu, skatiet detalizētāku ievadu: [Tehnoloģija] Jauna metāla iesmidzināšanas liešanas tehnoloģija: μ- Ievads MIM un 2C-MIM procesā

3. Gāzes (šķidruma) formēšanas tehnoloģija

Gāzes (šķidruma) formēšanas darbības princips ir iesmidzināt noteiktu daudzumu izkausēta iesmidzināšanas materiāla (tilpuma daļa no 50% ~ 80%) veidnes dobumā un pēc tam no kausējuma injicēt zem spiediena gāzi vai ūdeni, lai produkts būtu dobs. . Izkausētais injekcijas materiāls izplešas un pilnībā pieguļ veidnes dobuma iekšējai sienai. Tā kā izstrādājuma biezākās daļas kodols beidzot ir sacietējis, šī daļa, visticamāk, veidosies dobi.

[CMPIM] Novatoriska metāla iesmidzināšanas formēšanas procesa shematiskā diagramma un ar to saistītās veidņu tehnoloģijas ar gāzi darbināmas formēšanas iekārtas

Tā kā tilpums mainās līdz ar spiedienu, kas padara gāzi daudz mazāku, ūdens plūsmu un dobu sieniņu biezuma veidošanos ir vieglāk kontrolēt. Ar gāzes (šķidruma) korpusa palīdzību formēšanas procesā tiek palielināta dizaina brīvība, un produkti ar lielām sieniņu biezuma atšķirībām ir viegli formējami; Iesmidzināšanas spiedienu var samazināt, un produkta iekšējā spiediena sadalījums ir vienmērīgāks; Produkts piedalās spriedzes, deformācijas, sabrukšanas un virsmas kvalitātes samazināšanā; Tas var saīsināt attaukošanas laiku, samazināt materiālu patēriņu un samazināt detaļu svaru.

Gāzes (šķidruma) formēšanas tehnoloģija ir veiksmīgi pielietota golfa galviņu, durvju rokturu, rokdarbu uc jomās ar ievērojamiem rezultātiem.

4. Iesmidzināšanas sagataves apstrādes un montāžas tehnoloģija

Lai gan iesmidzināšanas sagataves izturība pirms attaukošanas ir daudz zemāka nekā saķepinātajām metāla daļām, tai joprojām ir noteikta izturība, kas jāapstrādā un jāapgriež.

Materiālu pievienošanas un atņemšanas apstrādes tehnoloģiju var ieviest, lai mainītu sagataves izmēru un formu. Iesmidzināšanas sagatavi pirms attaukošanas var apstrādāt ar vārtu griešanu, atdalīšanas līniju apstrādi, urbšanu, slīpēšanu un citu materiālu noņemšanu.

Tā kā sagatave ir mīksta, instrumenta nodilums ir ievērojami samazināts. Sagataves izturība ir vāja un viegli sabojājama. Tam ir nepieciešams liels griešanas ātrums un zems padeves ātrums, lai sasniegtu galīgo izmēru apstrādes precizitāti.

Tradicionālais montāžas process ir saķepināto detaļu savienošana, un ir iespējams arī apvienot iesmidzināšanas sagataves daļas pirms attaukošanas. Šobrīd montāžas procesam ir trīs metodes: pirmkārt, sākotnējā formēšanas sagatave tiek izmantota kā ieliktnis otrajai iesmidzināšanai; Otrais ir daudzkomponentu materiālu kompozītu liešana; Treškārt, pirms attaukošanas salieciet vienu iesmidzināšanas sagatavi kopumā.

Ja visas sagataves daļas ir veidotas, iesmidzinot identiskus iesmidzināšanas materiālus, atbilstošā attaukošanas saķepināšanas saraušanās īpašība var nodrošināt to labu kombināciju; Ja katru sagatavi injicē ar dažādiem injekcijas materiāliem, jāveic pasākumi, lai novērstu plaisāšanu un deformāciju.

Izmantojot šo tehnoloģiju, var vienkāršot veidņu struktūru un samazināt pelējuma izmaksas; Detaļas ar sarežģītāku formu un grūti apstrādājamas ar tradicionālo tehnoloģiju; Kompozītmateriālu veidošana ar atšķirīgām veiktspējas un funkcionālajām prasībām vai vērtīgu izejvielu taupīšana.

5. Hot runner tehnoloģija

Karstās sliedes iesmidzināšanas veidne ir īsta cietināšanas iesmidzināšanas veidne bez skrējējas, un karstās skrējējas tehnoloģija ir progresīva tehnoloģija iesmidzināšanas procesā.

Izmantojot precīzas konstrukcijas, ražošanas un kontroles tehnoloģiju, iesmidzināšanas materiāls visā plūsmas kanālā vienmēr tiek turēts kausētā stāvoklī, neradot plūsmas kanāla kondensātu, siekalošanos un injekcijas materiāla pārkaršanu, atdalīšanu vai degradāciju.

Karstās sliedes konstrukcija galvenokārt sastāv no galvenās sliedes sprauslas, sliedes plāksnes, sprauslas, sildīšanas un temperatūras mērīšanas elementiem, uzstādīšanas un stiprinājuma daļām.

[CMPIM] Inovatīvs metāla iesmidzināšanas formēšanas process un ar to saistītā veidņu tehnoloģija – karstās teknes struktūra

Augsto tehnisko grūtību dēļ visu karsto kanālu sistēmu parasti projektē un ražo profesionāli uzņēmumi. Pilnu kompleksu karstās sliedes veidņu komplektu kopīgi projektē un ražo pieredzējuši iesmidzināšanas veidņu uzņēmumi un karsto skrējēju iekārtu uzņēmumi, lai nodrošinātu vienmērīgu iesmidzināšanu.

Karstās teknes sistēmas veidņu struktūra ir sarežģīta un izmaksas ir augstas, kas ir piemērota nepārtrauktai masveida ražošanai:

-Visu iesmidzināšanas procesu ir vieglāk realizēt automātisko vadību, izmantojot karsto vadu sistēmu bez sliedes izņemšanas procesam;

-Skrejā nenotiek pārstrādātu materiālu sajaukšana, kas uzlabo ražošanas procesa stabilitāti un lielos daudzumos ražoto produktu kvalitātes konsistenci;

-Kad tiek samazināts spiediena zudums plūsmas kanālā, var samazināt iesmidzināšanas spiedienu, kas samazina iesmidzināšanas materiāla atdalīšanas un degradācijas tendenci, samazina produkta atlikušo spriegumu un samazina deformāciju;

-Turēšanas laiks ir garāks un efektīvāks, samazinot injekcijas daļas saraušanos, un katras daļas blīvums ir vienmērīgāks;

-Tā var ražot produktus ar lielāku izmēru, plānāku sienu biezumu, sarežģītāku formu un augstāku precizitāti;

-Apvienojumā ar latentiem vārtiem, kurus nevar izmantot MIM veidnē, ražošanas efektivitāti var uzlabot, samazinot tukšo vārtu apstrādi;

-Enerģijas taupīšana un masveida ražošana var samazināt izmaksas.

6. Ātrās instrumentēšanas tehnoloģija

Parasto ražošanas veidņu ražošanas izmaksas parasti ir augstas. Daudzos gadījumos ir jāizgatavo eksperimentālās veidnes, lai atrastu problēmas, ar kurām var rasties visa verifikācijas projektēšanas un ražošanas procesa laikā, un gala veidne ir jāmaina. Lai pielāgotos šai situācijai, ir parādījušās daudzas ātrās vai mīkstās veidņu tehnoloģijas, lai ražotu eksperimentālas veidnes, kas spēj nodrošināt simtiem detaļu izmēģinājuma ražošanu.

Pašlaik mīksto metālu iesmidzināšanas veidņu ražošanai tiek izmantots alumīnija sakausējums, ar daļiņām pastiprināti epoksīdsveķi, berilija varš, zema oglekļa satura tērauds, nerūsējošais tērauds un kobalta sakausējums. Pateicoties vieglai formēšanai, cinka, alumīnija un bismuta sakausējumus dažkārt izmanto testa veidņu un paraugu prototipu ražošanai.

Tomēr vieglas skrāpēšanas un bojājumu dēļ galīgajā ražošanas veidnē tiks izmantoti cieti materiāli.

Tā ir salīdzinoši jauna veidņu tehnoloģija MIM plastmasas iesmidzināšanas veidņu izgatavošanai ar ierobežotu kalpošanas laiku, pamatojoties uz silikona gumijas veidņu procesa principu. Ielejiet izkausēto plastmasu ap mātes veidnes dobumu. Pēc sacietēšanas un sacietēšanas nogrieziet plastmasu un izņemiet mātes veidni. Iespiesta ierobežotā veidnes pamatnē, šādu plastmasas veidni var izmantot, lai izturētu simtiem zema spiediena iesmidzināšanas testu.

Lāzera ātrās prototipēšanas tehnoloģija ir ļoti vienkārša veidņu vai prototipu izgatavošanas metode. Tas izmanto lāzerskenēšanas integrētu plastmasas vai metāla pulvera uzkrāšanos, lai tieši ražotu veidnes dobumu. Vēl viens lāzera ātrās prototipēšanas tehnoloģijas veidņu ražošanas process ir sakrauto sveķu vai papīra modeļa izmantošana, lai izgatavotu veidnes dobumu ar precīzijas liešanu vai elektroformēšanu.

Ar šīm metodēm ražotās veidnes virsma ir salīdzinoši raupja un zema precizitāte, kas nevar atbilst stingrajām ražošanas veidņu prasībām.

Pelējuma dobums vai tā sastāvdaļas, ko izmanto ļoti lielu sēriju ražošanā, ir viegli valkājamas. Ātro instrumentu tehnoloģija būs ļoti efektīvs tehnoloģiskais līdzeklis.

7. Kausējamā serdeņa formēšanas tehnoloģija

Detaļām ar sarežģītu serdi vai īpašu struktūru, kuras ir grūti demontēt ar parastajām metodēm, kausējamā serdeņa formēšanas tehnoloģija var atrisināt šādu detaļu formēšanas problēmu.

Kausējamās serdes formēšanas tehnoloģijas pamatideja ir padarīt serdes struktūru par daļu no detaļas, kuru ir sarežģīti vai grūti demontēt ieliktnī ar sveķiem, papīru, metālu ar zemu kušanas temperatūru un citiem materiāliem. Pēc formēšanas un izņemšanas ieliktnis paliek iesmidzināšanas sagatavē un uzreiz neiznāk. Pēc tam ieliktņi, kas palikuši injekcijas sagatavē, tiek izņemti pirms saķepināšanas ar kausēšanas, plaisāšanas, šķīdinātāja šķīdināšanas un citām metodēm.

Izmantojot šo metodi, ir viegli veikt tādu detaļu masveida ražošanu, kuras ir grūti vai neiespējami tieši izgatavot ar parasto metāla iesmidzināšanu, piemēram, apkārtējo iekšējo ieliekto, smalko vītni un mazu vītni.