Metal Injection Moulding (MIM) is een productieproces dat de principes van kunststofspuitgieten en poedermetallurgie combineert om ingewikkelde en complexe metalen onderdelen te produceren.

Metal Injection Molding creëert hoogwaardige eindproducten met complexe geometrieën, metaalspuitgieten kan grote volumes kleinere, complexe onderdelen produceren tegen een kosteneffectieve prijs, metalen prototypes en componenten ontwikkelen met minimaal afval. Het wordt vaak gebruikt in industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart, de automobielsector, medische apparatuur en elektronica, waar ingewikkelde en kleine metalen componenten nodig zijn.

Voordat we het metaalspuitgietproces gebruiken, moeten we de voor- en nadelen ervan volledig begrijpen, de sterke punten koesteren en de zwakke punten omzeilen, om de output van op maat gemaakte metalen onderdelen van betere kwaliteit te bereiken.

Voordelen van metaalspuitgieten

• • Complexe vormen: Creëert eenvoudig ingewikkelde en complexe metalen onderdelen.
  • Hoge precisie: Biedt nauwe toleranties en uitstekende oppervlakteafwerkingen.
  • Kost efficiëntie: Vermindert materiaalverspilling en arbeidskosten in vergelijking met traditionele bewerking.
  • Veelzijdigheid: Werkt met diverse metalen en legeringen.
  • Consistentie: Produceert onderdelen met constante kwaliteit.
  • Verminderde nabewerking: Minimale extra afwerking vereist.
  • Schaalbaarheid: Geschikt voor zowel kleine als grote productieruns.

Nadelen van metaalspuitgieten

• • Materiële beperkingen: Beperkt tot metalen en legeringen die verpoederd kunnen worden.
  • Gereedschapskosten: De initiële installatie van de matrijs en het gereedschap kan duur zijn.
  • Groottebeperkingen: Niet ideaal voor zeer grote onderdelen.
  • Oppervlakte-onvolkomenheden: Mogelijk is extra polijsten nodig voor een gladdere afwerking.
  • Niet geschikt voor alle toepassingen: Ongeschikt voor kritische dragende of zwaarbelaste onderdelen.

Metaalspuitgieten kan worden gebruikt met een breed scala aan metalen materialen en legeringen. Enkele veel voorkomende materialen die worden gebruikt bij het spuitgieten van metaal zijn:

• • Aluminiumlegeringen: aluminium 6061, aluminium 7075
  • Roestvrij staallegeringen: 316L roestvrij staal, 17-4 PH roestvrij staal, 440C roestvrij staal, 304 roestvrij staal
  • Gereedschapsstaal: M2 gereedschapsstaal, D2 gereedschapsstaal, A2 gereedschapsstaal
  • Koolstofstaallegeringen: 1018 koolstofstaal, 1045 koolstofstaal, 1095 koolstofstaal
  • Laaggelegeerd staal: 4140 laaggelegeerd staal, 8620 laaggelegeerd staal
  • Hogesnelheidsstaal: M42 hogesnelheidsstaal, M4 hogesnelheidsstaal
  • Koperlegeringen: koper-tinlegeringen, koper-nikkellegeringen
  • Titaniumlegeringen: Ti-6Al-4V (klasse 5), Ti-6Al-7Nb
  • Wolfraamlegeringen: Wolfraam-nikkel-koperlegeringen
  • Legeringen van edele metalen: goudlegeringen, zilverlegeringen
  • Magnetische legeringen: Zachte magnetische legeringen (bijv. 49% Ni-Fe)
  • Kobaltlegeringen: Kobalt-chroomlegeringen (bijv. CoCrMo)
  • IJzerlegeringen: gesinterd ijzer, zacht magnetisch ijzer, nodulair gietijzer
  • Carbidematerialen: wolfraamcarbide (WC), gecementeerd carbide
  • Cermet-materialen: Titaniumcarbide (TiC) Cermet, chroomcarbide (Cr3C2) Cermet

Het metaalspuitgietproces omvat verschillende fasen, die elk een cruciale rol spelen bij het transformeren van grondstoffen in afgewerkte metalen onderdelen met ingewikkelde vormen en hoge precisie. Hier vindt u een overzicht van hoe metaalspuitgieten werkt.

Voorbereiding van grondstoffen

In deze fase worden fijne metaalpoeders gecombineerd met een thermoplastisch bindmiddel en eventuele noodzakelijke additieven. Het doel is om een ​​homogeen mengsel te creëren dat bekend staat als grondstof. De metaalpoeders kunnen worden geselecteerd op basis van de gewenste eigenschappen van het eindproduct.

Injection Molding

De grondstof wordt verwarmd totdat het een stroperig, vloeibaar materiaal wordt. Vervolgens wordt het onder hoge druk in een vormholte gespoten, vergelijkbaar met kunststofspuitgieten. De mal is ontworpen om de vorm en kenmerken van het uiteindelijke metalen onderdeel te repliceren.

Vorming van het groene deel

De geïnjecteerde grondstof stolt in de vormholte, waardoor een ‘groen deel’ ontstaat. Dit groene deel bestaat uit de metaalpoederdeeltjes die door het bindmiddelmateriaal bij elkaar worden gehouden. Het behoudt de vorm van het laatste onderdeel, maar is poreus.

Ontbinding

Het groene gedeelte wordt onderworpen aan een thermisch proces dat bekend staat als debinding. Tijdens het ontbinden wordt het thermoplastische bindmiddel uit het groene gedeelte verwijderd. Dit kan worden gedaan door middel van oplosmiddelontbinding, katalytische ontbinding of thermische ontbinding, afhankelijk van de gebruikte materialen en apparatuur.

Bruine deelvorming

Na het ontbinden wordt het onderdeel een ‘bruin onderdeel’ genoemd. Het is nog steeds poreus, maar bevat niet langer het thermoplastische bindmiddel. Het bruine gedeelte is kwetsbaar en moet voorzichtig worden behandeld om schade te voorkomen.

sinteren

Het bruine deel ondergaat sinteren op hoge temperatuur in een gecontroleerde atmosfeer, meestal in een oven. Tijdens het sinteren smelten de metaalpoeders samen, waardoor het onderdeel verdicht. Dit proces elimineert de resterende porositeit en resulteert in een massief metalen onderdeel met de gewenste mechanische eigenschappen.

Naverwerking (optioneel)

Afhankelijk van de specifieke vereisten van het onderdeel kunnen na het sinteren aanvullende nabewerkingsstappen worden uitgevoerd. Dit kan machinale bewerking, warmtebehandeling, oppervlakteafwerking of andere secundaire bewerkingen omvatten om de gewenste uiteindelijke eigenschappen en oppervlaktekwaliteit te bereiken.

Kwaliteitscontrole en testen

Gedurende het hele MIM-proces worden kwaliteitscontrolemaatregelen geïmplementeerd om de maatnauwkeurigheid en mechanische eigenschappen te bewaken. Testmethoden zoals metrologie, mechanisch testen en metallurgische analyse worden gebruikt om ervoor te zorgen dat de onderdelen aan de specificaties voldoen.

Verpakking en verzending

Zodra de onderdelen de kwaliteitscontrole en eventuele noodzakelijke nabewerkingsstappen hebben doorstaan, worden ze verpakt en klaargemaakt voor verzending naar de klant of de assemblagelijn.

Deze fasen transformeren de grondstoffen gezamenlijk in afgewerkte metalen onderdelen, waardoor MIM complexe en uiterst nauwkeurige componenten kan produceren met een breed scala aan toepassingen in verschillende industrieën. Het proces vereist zorgvuldige controle en optimalisatie van elke fase om de gewenste onderdeelkwaliteit en prestaties te bereiken.

Metaalspuitgieten is een veelzijdig productieproces met een breed scala aan toepassingen in verschillende industrieën. Enkele veel voorkomende toepassingen van metaalspuitgieten zijn onder meer:

• Medische en tandheelkundige apparaten:
  Chirurgische instrumenten, orthodontische beugels, tandheelkundige implantaten
• Ruimtevaart en Defensie:
  Kleine complexe lucht- en ruimtevaartcomponenten, raket- en munitiecomponenten, vuurwapencomponenten
• Automotive:
  Motor- en transmissieonderdelen, Brandstofsysteemcomponenten, Sensoren en actuatoren
• Elektronica:
  Connectoren en terminals, EMI-afschermingscomponenten, miniatuurschakelaars
• Consumentengoederen:
  Horlogecomponenten, Slot- en sleutelcomponenten, Precisiescharnieren en sluitingen
• Industrieel materiaal:
  Kleppen en fittingen, pomponderdelen, tandwielen en versnellingsbakken
• Textielmachines:
  Mondstukken en geleidepennen, naaldhouders, spindoppen voor de vezelproductie
• Energie en stroomopwekking:
  Turbineschoepen en sproeiers, onderdelen van warmtewisselaars, elektrische connectoren en contacten
• Telecommunicatie:
  Antennecomponenten, connectorbehuizingen, golfgeleidercomponenten
• Brandsprinklersystemen:
  Sprinklerkoppen, klepcomponenten

Dit zijn slechts enkele voorbeelden. Metaalspuitgieten breidt zich voortdurend uit naar nieuwe toepassingen naarmate de technologie voortschrijdt en de vraag naar zeer nauwkeurige, complexe metalen onderdelen groeit. Het vermogen van MIM om onderdelen te produceren met ingewikkelde geometrieën en nauwe toleranties en tegelijkertijd materiaalverspilling te minimaliseren, maakt het een aantrekkelijke keuze in industrieën waar traditionele productiemethoden mogelijk minder kosteneffectief of praktisch zijn.

Het starten van een metaalspuitgietproject (MIM) impliceert een zorgvuldige beoordeling van uw specifieke behoeften en doelstellingen. Hier volgen de stappen om te bepalen of MIM de juiste technologie is voor uw projecten met aangepaste metalen onderdelen:

Onderdeel Complexiteit en geometrie

Evalueer de complexiteit van het gewenste onderdeel. Metaalspuitgieten blinkt uit in het produceren van ingewikkelde en complexe vormen met hoge precisie. Als uw onderdeel ingewikkelde kenmerken, dunne wanden of complexe geometrieën heeft die een uitdaging vormen voor traditionele productiemethoden, kan MIM geschikt zijn.

Materiaalvereisten

Houd rekening met de materiaaleigenschappen die voor uw onderdeel vereist zijn. Metaalspuitgieten biedt een breed scala aan metalen materialen, waaronder roestvrij staal, titanium, koperlegeringen en meer. Als uw onderdeel specifieke materiaaleigenschappen nodig heeft, zoals hoge sterkte, corrosieweerstand of magnetische eigenschappen, kan MIM een goede keuze zijn.

Volume- en kostenoverwegingen

Beoordeel het benodigde productievolume. Metaalspuitgieten is kosteneffectief voor middelgrote tot hoge productievolumes, maar is mogelijk niet economisch voor zeer kleine hoeveelheden. Als u een groot aantal onderdelen nodig heeft, kan de efficiëntie van MIM het een kosteneffectieve keuze maken.

Nauwe toleranties en oppervlakteafwerking

Bepaal of uw onderdeel nauwe toleranties en een gladde oppervlakteafwerking vereist. Met metaalspuitgieten kunnen nauwe toleranties en uitstekende oppervlakteafwerkingen worden bereikt, waardoor er minder uitgebreide nabewerking nodig is.

Prototype en doorlooptijd

Denk aan je tijdlijn. Metaalspuitgietprojecten hebben doorgaans langere doorlooptijden als gevolg van gereedschaps- en sinterprocessen. Als u snelle prototyping of een extreem snelle doorlooptijd nodig heeft, zijn andere productiemethoden mogelijk geschikter voor de eerste fasen.

Budget- en kostenanalyse

Voer een kostenanalyse uit om te bepalen of metaalspuitgieten binnen uw budget past. Houd niet alleen rekening met de kosten per onderdeel, maar ook met de gereedschaps- en instelkosten. De kosteneffectiviteit van MIM wordt duidelijker bij grotere productieruns.

Testen en validatie

Overweeg het produceren van prototypen of het uitvoeren van validatietests om te bevestigen dat door MIM geproduceerde onderdelen aan uw prestatie-eisen voldoen. Dit kan helpen om eventuele onvoorziene problemen te beperken.

Werk samen met Sungplastic, een gespecialiseerde fabrikant van op maat gemaakte metalen onderdelen, uitgerust met uitstekende professionals, ontwerpers en werknemers en geavanceerde technische machines, en u krijgt een kosteneffectieve oplossing om uw op maat gemaakte metalen onderdelen met hoge prestaties en hoge precisie te vervaardigen.

Daarnaast verzorgen wij naast metaalspuitgieten ook metaal CNC-bewerking, metaalgieten, plaatwerk stempelen, metaal 3D-printservice en etc. Sungplastic geeft de beste suggesties als u uw ideeën kunt delen of monsters of ontwerptekeningen van de door u gewenste metalen onderdelen kunt sturen.

Heeft u vragen over metaalspuitgieten? Neem dan direct contact met ons op!