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3D打印技術和MIM技術分析對比
金屬粉末冶金注射成形(l injection Molding ,簡稱“MIM”)是傳統(tǒng)粉末冶金工藝與現(xiàn)代塑料注射成形技術相結合而形成的一門新型近凈型成形技術。MIM技術在制備幾何形狀復雜、組織結構均勻、性能優(yōu)異的近凈形零部件方面具有獨特的優(yōu)勢。1、鍍前預處理鍍前預處理的目的是為了得到干凈新鮮的金屬表面﹐為最后獲得高質量鍍層作準備。MIM技術在加工體積很小、形狀復雜而對材料要求很高的各中異型部件方面有優(yōu)勢,也適合于制作高精度微創(chuàng)醫(yī)用器械關鍵部件。也可以制作不同材料的精密結構件,如陶瓷、鋁合金、不銹鋼、鈦及鎳鈦合金等。
3D打印適合運用于航天,等個性化定制小批量制造需求,但如果把3D打印技術和金屬粉末注射成型工藝結合起來,會有更好的經(jīng)濟效益。
不銹鋼噴砂工藝處理應用及特點
大部分不銹鋼MIM零件的處理,都使用了不銹鋼噴砂工藝處理。那么什么叫噴砂工藝呢?
噴砂工藝,采用壓縮空氣為動力,以形成最調整噴射將噴料進行高速噴射到被需要處理工件表面。主要有以下幾個功能:
①使工件表面的機械性能得到改善,
②使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度,
③使工件表面的外表面的外表或形狀發(fā)生變化,由于磨料對工件表面的沖擊和切削作用,提升了疲勞抗性,也同時增加了涂層與噴砂間的著力,讓涂膜更耐久,表面流平和裝飾效果更好?! 〔讳P鋼噴砂工藝處理與其它清理工藝相比有以下特點: 一、噴砂處理是最徹底、最通用、效率高的清理方法?! 《?、噴砂處理可以在不同粗糙度之間任意選擇,而其它工藝是沒辦法實現(xiàn)這一點的。手工打磨可以打出毛面但速度太慢,化學溶劑清理則清理表面對于光滑不利于涂層粘接?! 〔讳P鋼噴砂工藝主要有以下應用: ?。ㄒ唬C加工件毛刺清理與表面美化。噴砂能清理工件表面的微小毛刺,并使工件表面更加平整,清除了毛刺的危害,提高了工件的檔次。并且噴砂能在工件表面交界處打出很小的圓角,使工件顯得更加美觀、更加精密。 ?。ǘ└纳屏慵臋C械性能。金屬粉末冶金是一種利用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經(jīng)過成形和燒結制成金屬或合金零部件的技術。不銹鋼噴砂工藝處理,機械零件噴砂后,能在需件表面產(chǎn)生均勻細微的凹凸面(基礎圖式),使?jié)櫥瑵n得到存儲,從而使?jié)櫥瑮l件改善,并減少噪聲提高機械使用壽命?! 。ㄈ┕怙椬饔??! 。ㄋ模┕ぜ垮?、工件粘接前處理。噴砂能把工件表面的銹皮等一切污物清除,并在工件表面建立起十分重要的基礎圖式(即通常所謂的毛面),而且可以通過調換不同粒度的磨料,達到不同程度的粗糙度,大提高工作與涂料、鍍料的結合力。或使粘接件粘接更牢固,質量更好?! 。ㄎ澹╄T鍛件毛面、熱處理后工件的清理與拋光。噴砂能清理鑄鍛件、熱處理后工件表面的一切污物(如氧化皮、沒污等殘留物),并將工件表面拋光提高工件的光潔度,起到美化工件的作用。噴砂清理能使工件露出均勻一致的金屬本色,使工件外表更美觀,達到美化裝飾的作用。
不銹鋼拋光一
金屬注射成型產(chǎn)品燒結出來后,因為各種原因,表面的光潔度相對比較粗糙,并有輕微的毛刺,并可能有細小的不銹鋼粉粒黏著在產(chǎn)品表面。這種方式的重要長處是不需龐雜設備,可以拋光外形龐雜的工件,可以同時拋光很多工件,效率高。為了達到表面光潔度(有的產(chǎn)品甚至要求達到鏡面效果,如蘋果的Logo產(chǎn)品)和去毛刺的要求,往往都會增加研磨、拋光、噴砂等表面處理工藝。
1. 機械拋光
機械拋光是靠切削、材料外表塑性變形去掉被拋光后的凸部而得到平滑面的拋光方式,一般運用油石條、羊毛輪、砂紙等,以手工操作為主,特別零件如回轉 體外表,可運用轉臺等輔佐工具,外表質量要求高的可采取超精研拋的方式。
2.化學拋光
其長處是加工設備投資少,龐雜件能拋,速度快,防腐性好。,效率高, 其缺陷是光明度差,有氣體溢出,須要通風設備,加溫艱難。適宜加工小批量龐雜件及小零件光明度要求不高的產(chǎn)品。
化學拋光是讓材料在化學介質中外表宏觀凸出的部分較凹部分優(yōu)先溶解,從而得到平滑面。這種方式的重要長處是不需龐雜設備,可以拋光外形龐雜的工件,可以同時拋光很多工件,效率高。理論上,顆粒越細,比表面積也越大,易于成型和燒結傳統(tǒng)的粉末冶金則采用大于40μm的較粗的粉末,傳統(tǒng)壓鑄成形強度低、精密鑄造無法大量量產(chǎn)、車削件成本較高等技術缺點?;瘜W拋光的核心問題是拋光液的配制?;瘜W拋光得到的外表毛糙度一般為數(shù)10μm。
其長處是鏡面光澤維持長,工藝穩(wěn)固,污染少,本錢低,防腐性好。其缺陷是防污染性高,加工設備一次性投資大,龐雜件要工裝、輔佐電極,大批生產(chǎn)還須要降溫設備。新型組合材料:MIM可制造出傳統(tǒng)工藝難以制造的新型組合材料,例如疊片的或兩種材料結構的或耐磨耗用的混合的金屬-陶瓷材料。適宜批量生產(chǎn),重要應用于出口產(chǎn)品,有公差產(chǎn)品,其加工工藝穩(wěn)固,操作上也相對簡略。
電解拋光根底原理與化學拋光雷同,即靠選擇性的溶解材料外表渺小凸出部分,使外表光滑。與化學拋光相比,可以清除陰極反映的影響,效果較好。
電化學拋光過程分為兩步:
(1)宏觀整平 溶解產(chǎn)物向電解液中分散,材料外表幾何毛糙下降,Ra>1μm。
(2)微光平坦陽極極化,外表光明度提高,Ra<1μm。
日本MIM工業(yè)產(chǎn)品發(fā)展迅速
金屬粉末注射成型技術(metal Powder Injection Molding,簡稱MIM)是將現(xiàn)代塑料噴射成形技術引入粉末冶金領域而形成的一門新型粉末冶金近凈形成形技術。其基本工藝過程是:首先將固體粉末與有機粘結劑均勻混練,經(jīng)制粒后在加熱塑化狀態(tài)下(~150℃)用噴射成形機注入模腔內固化成形,然后用化學或熱分解的方法將成形坯中的粘結劑脫除,最后經(jīng)燒結致密化得到最終產(chǎn)品。工藝流程:前處理→無青堿銅→無青白銅錫→鍍鉻技術特點:優(yōu)點:1、鍍層光澤度高,高品質金屬外觀。與傳統(tǒng)工藝相比,具有精度高、組織均勻、性能優(yōu)異,生產(chǎn)成本低等特點,其產(chǎn)品廣泛應用于電子信息工程、生物醫(yī)用器械、辦公設備、汽車、機械、五金、體育器械、鐘表業(yè)、兵工及航空航天等工業(yè)領域。因此,國際上普遍認為該技術的發(fā)展將會導致零部件成形與加工技術的一場革命,被譽為“當今最熱門的零部件成形技術”和“21世紀的成形技術”。
美國加州Parmatech公司于1973年發(fā)明,八十年代初歐洲許多國家以及日本也都投入極大精力開始研究該技術,并得到迅速推廣。特別是八十年代中期,這項技術實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以來更獲得突飛猛進的發(fā)展,每年都以驚人的速度遞增。到目前為止,美國、西歐、日本等十多個國家和地區(qū)有一百多家公司從事該工藝技術的產(chǎn)品開發(fā)、研制與銷售工作。施加壓力使接觸面積增大,不管顆粒形狀和表面粗糙度如何,這種接觸面積大體上正比于施加的壓力。日本在競爭上十分積極,并且表現(xiàn)突出,許多大型株式會社均參與MIM工業(yè)的推廣,這些公司包括有太平洋金屬、三菱制鋼、川崎制鐵、神戶制鋼、住友礦山、精工——愛普生、大同特殊鋼等。目前日本有四十多家專業(yè)從事MIM產(chǎn)業(yè)的公司,其MIM工業(yè)產(chǎn)品的銷售總值早已超過歐洲并直追美國。到目前為止,全球已有百余家公司從事該項技術的產(chǎn)品開發(fā)、研制與銷售工作,MIM技術也因此成為新型制造業(yè)中最為活躍的前沿技術領域,被世界冶金行業(yè)的開拓性技術,代表著粉末冶金技術發(fā)展的主方向。