การฉีดขึ้นรูปผงโลหะเป็นวิธีการผลิตที่ผสมผสานเทคโนโลยีการฉีดขึ้นรูปพลาสติกและเทคโนโลยีโลหะผสมผง ซึ่งสามารถผลิตชิ้นส่วนโลหะที่มีรูปร่างซับซ้อนและมีความแม่นยำสูง-ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีโครงสร้างละเอียดและมีความต้องการสูง เช่น เกียร์ ข้อได้เปรียบหลักอยู่ที่การบรรลุถึงความซับซ้อนทางเรขาคณิตซึ่งการตัดเฉือนแบบเดิมไม่สามารถบรรลุได้ด้วยการขึ้นรูปเพียงครั้งเดียว- ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดการสิ้นเปลืองวัสดุและ-ต้นทุนหลังการประมวลผลได้อย่างมาก ทำให้เป็นตัวเลือกที่สำคัญในการทดแทนการตัด การหล่อแบบแม่นยำ และกระบวนการอื่นๆ ในการผลิตสมัยใหม่
1 หลักการทางเทคนิคและผังกระบวนการ
กุญแจสำคัญของเทคโนโลยี MIM อยู่ที่ระบบผสมของผงโลหะและสารยึดเกาะ โดยปกติจะใช้ผงโลหะทรงกลมที่มีขนาดอนุภาคน้อยกว่า 20 ไมครอน (เช่น เหล็กสแตนเลส โลหะผสมเหล็ก โลหะผสมไทเทเนียม ฯลฯ) ผสมกับสารยึดเกาะเทอร์โมพลาสติก (เช่น ขี้ผึ้ง โพลีเอทิลีน) ในสัดส่วนที่แน่นอนเพื่อสร้างฟีดที่ไหลได้ ฉีดฟีดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ผ่านเครื่องฉีดเพื่อสร้างตัวเครื่องสีเขียวที่สอดคล้องกับการออกแบบเฟือง ต่อจากนั้น สารยึดเกาะส่วนใหญ่จะถูกกำจัดออกโดยกระบวนการล้างไขมัน (การขจัดไขมันด้วยตัวทำละลาย การขจัดไขมันด้วยความร้อน หรือการขจัดไขมันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา) จากนั้นอนุภาคโลหะจะถูกทำให้หนาแน่นในเตาเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง-
เมื่อเปรียบเทียบกับการตัดเฉือนเฟืองแบบดั้งเดิม MIM กำจัดกระบวนการหลายอย่าง เช่น การกลึง การเจียร และการเจียร ตัวอย่างเช่น หากเฟืองเกลียวในกระปุกเกียร์ของรถยนต์ผ่านการตัดเฉือน จะต้องผ่านขั้นตอนต่างๆ เช่น การตีหยาบ การตัดเฉือนหยาบ การอบชุบด้วยความร้อน และการเจียรด้วยความแม่นยำ MIM สามารถสร้างโปรไฟล์ฟัน รูเพลา และแม้แต่พื้นผิวพื้นผิวได้โดยตรง โดยต้องใช้เครื่องจักรที่มีความแม่นยำเพียงเล็กน้อย (เช่น การชุบคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง) ก่อนจึงจะนำไปใช้งานได้
การฉีดขึ้นรูปผงโลหะ
2 การใช้งานทั่วไปของการขึ้นรูปเฟืองที่ซับซ้อน
เฟืองไมโคร: MIM เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตเฟืองขนาดเล็กที่มีโมดูลัส 0.2-1 มม. กระบวนการแบบเดิมนั้นยากต่อการประมวลผลโครงสร้างขนาดเล็กดังกล่าวเนื่องจากข้อจำกัดของเครื่องมือ ในขณะที่ MIM สามารถผลิตได้จำนวนมากและรักษาความสม่ำเสมอได้
เกียร์ที่ไม่ปกติ: สำหรับเกียร์ที่ไม่ใช่-มาตรฐาน (เช่น เกียร์ธรรมดาและเกียร์ผสมที่ไม่ใช่-) MIM สามารถทำการขึ้นรูปแบบผสมผสานได้ หลังจากการขึ้นรูป ความแข็งแรงโดยรวมจะดีขึ้น และหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการเสียรูปในการเชื่อม
เฟืองแบบบูรณาการที่ใช้งานได้จริง: การฉีดขึ้นรูปผงโลหะช่วยให้สามารถรวมโครงสร้างเพิ่มเติม เช่น หน้าแปลนและปุ่มบนเฟืองได้ บ่าแบริ่งถูกรวมเข้ากับเกียร์ผ่าน MIM ช่วยลดข้อผิดพลาดในการประกอบและปรับปรุงความแม่นยำในการส่งผ่าน 15%
3 ข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ
อิสระในการออกแบบ: MIM สามารถสร้างคุณสมบัติต่างๆ เช่น ด้านเว้า ผนังบาง (บางที่สุด 0.3 มม.) และรูขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น รูกระจายความร้อนของเฟืองเครื่องมือไฟฟ้าสามารถขึ้นรูปโดยตรงในแม่พิมพ์ ซึ่งช่วยลดต้นทุนในการเจาะครั้งต่อไป
การควบคุมต้นทุน: แม้ว่าต้นทุนในการพัฒนาแม่พิมพ์จะค่อนข้างสูง แต่ต้นทุนชิ้นเดียวจะลดลงอย่างมากในระหว่างการผลิตจำนวนมาก
คุณสมบัติของวัสดุ: เฟืองซินเทอร์นั้นใกล้เคียงกับคุณสมบัติทางกลของการตีขึ้นรูป โดยมีความต้านทานแรงดึง 500-1500MPa และสามารถตอบสนองความต้องการพิเศษ เช่น ความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการกัดกร่อน โดยการปรับอัตราส่วนโลหะผสม
ด้วยความต้องการชิ้นส่วนเกียร์ที่แม่นยำที่เพิ่มขึ้นในสาขาต่างๆ เช่น ยานพาหนะพลังงานใหม่และเครื่องใช้ไฟฟ้า การฉีดขึ้นรูปผงโลหะจะยังคงแทนที่วิธีการประมวลผลแบบเดิม และกลายเป็นกระบวนการมาตรฐานสำหรับการผลิตเกียร์ที่ซับซ้อน ด้วยการบูรณาการเทคโนโลยี เช่น การพิมพ์ 3 มิติ และการตรวจสอบคุณภาพปัญญาประดิษฐ์ ขอบเขตการใช้งานในด้านอุปกรณ์ประสิทธิภาพสูง-จะถูกขยายเพิ่มเติม