การฉีดขึ้นรูปผงโลหะ ซึ่งเป็นวิธีการผลิตที่ผสมผสานการฉีดขึ้นรูปพลาสติกและโลหะผสมผง ได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบทางเทคนิคที่สำคัญและการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องมือ แนวทางหลักเกี่ยวข้องกับการผสมผงโลหะละเอียดกับสารยึดเกาะเพื่อสร้างวัตถุดิบตั้งต้น จากนั้นวัตถุดิบตั้งต้นนี้จะถูกขึ้นรูปเป็นรูปทรงที่ซับซ้อนโดยใช้เครื่องฉีดขึ้นรูป การแยกและการเผาผนึกจะทำให้ได้ชิ้นส่วนโลหะที่มีความหนาแน่นเกือบ-เต็ม เทคโนโลยีนี้เอาชนะข้อจำกัดของการตัดเฉือนแบบดั้งเดิมสำหรับโครงสร้างที่ซับซ้อน ขณะเดียวกันก็จัดการกับความหนาแน่นที่ไม่เพียงพอของผลิตภัณฑ์โลหะผสมผงแบบทั่วไป มันได้กลายเป็นตัวขับเคลื่อนหลักในการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องมือไปสู่ความแม่นยำ น้ำหนักเบา และประสิทธิภาพสูง
I. หลักการทางเทคนิคและความก้าวหน้าของกระบวนการ
ห่วงโซ่กระบวนการ MIM ประกอบด้วยสี่ขั้นตอนสำคัญ: ขั้นแรก การเตรียมวัตถุดิบเกี่ยวข้องกับการผสมผงโลหะ (เช่น สแตนเลส เหล็กเครื่องมือ และซีเมนต์คาร์ไบด์) กับสารยึดเกาะเทอร์โมพลาสติก ซึ่งโดยทั่วไปจะมีขนาดอนุภาคน้อยกว่า 20 ไมครอน ในอัตราส่วนเฉพาะเพื่อสร้างวัตถุดิบตั้งต้นที่สม่ำเสมอ สูตรวัตถุดิบสมัยใหม่สามารถมีปริมาณโลหะได้สูงถึง 60%-65% ซึ่งเพิ่มความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ซินเตอร์ได้อย่างมาก ถัดไป ในระหว่างขั้นตอนการฉีดขึ้นรูป วัตถุดิบจะถูกฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ที่อุณหภูมิ 130-200 องศา กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถขึ้นรูปชิ้นส่วนเครื่องมือที่ซับซ้อนพร้อมคุณสมบัติต่างๆ เช่น เกลียว ร่อง และผนังบาง เช่น หัวประแจหกเหลี่ยมรูปดาวหรือโครงสร้างกลวงของเครื่องมือผ่าตัด การล้างไขมันจะกำจัดสารยึดเกาะมากกว่า 90% โดยการสกัดด้วยตัวทำละลายหรือการสลายตัวด้วยความร้อน สุดท้าย การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมไฮโดรเจนหรือสุญญากาศทำให้อัตราการหดตัวคงที่ที่ 15%-20% ในขณะที่บรรลุความหนาแน่นทางทฤษฎีเกิน 98%
ครั้งที่สอง การใช้งานทั่วไปในการผลิตเครื่องมือ
เทคโนโลยี MIM ประสบความสำเร็จในการใช้งานขนาดใหญ่-ในภาคส่วนเครื่องมือช่าง เทคโนโลยีนี้สามารถสร้างรูปแบบป้องกันการลื่น-ได้โดยตรงภายในหัวเครื่องมือ ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการประมวลผลขั้นที่สองในภายหลัง สำหรับเครื่องมือทางทะเลที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อน ชิ้นส่วน MIM ที่เป็นสเตนเลสสตีล 316L สามารถสร้างโครงสร้างที่ไร้รอยต่อในขั้นตอนการขึ้นรูปขั้นตอนเดียว ซึ่งช่วยแก้ปัญหาเครื่องมือเชื่อมที่มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวในสภาพแวดล้อมที่มีสเปรย์เกลือได้อย่างสมบูรณ์
คุณค่าของเทคโนโลยี MIM นั้นชัดเจนยิ่งขึ้นในภาคส่วนเครื่องมือไฟฟ้า กระบวนการ MIM ไม่เพียงแต่รวมแต่ละชิ้นส่วนเข้ากับชุดประกอบแบบโมดูลาร์เท่านั้น แต่ยังปรับปรุงความแม่นยำของเกียร์ให้เป็น DIN 8 และลดเสียงรบกวนได้ 15 เดซิเบล เกียร์เหล่านี้จะถูกคาร์บูไรซ์หลังจากการเผาผนึก ทำให้มีความแข็งของพื้นผิวเกิน HRC60 ในขณะที่ยังคงรักษาความแข็งแกร่งของแกนไว้ที่ HRC35 ทำให้เกิดความสมดุลที่สมบูรณ์แบบระหว่างความแข็งแกร่งและความต้านทานต่อแรงกระแทก นอกจากนี้ ส่วนประกอบอะลูมิเนียม เช่น แผงระบายความร้อน-รูปทรงพิเศษและฝาปิดปลายมอเตอร์ซึ่งมักใช้ในเครื่องมือไฟฟ้า สามารถลดความหนาของผนังลงเหลือ 0.8 มม. ได้ ในขณะเดียวกันก็รักษาความสม่ำเสมอผ่าน MIM ซึ่งเป็นความสำเร็จที่ทำได้ยากด้วยการหล่อ-
เนื่องจากความต้องการเครื่องมือประกอบที่มีความแม่นยำเพิ่มมากขึ้น การฉีดขึ้นรูปผงโลหะ (MPM) จะยังคงใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องมือต่อไป เทคโนโลยีนี้ซึ่งย้อนกลับไปในทศวรรษ 1970 กำลังพัฒนาการผลิตเครื่องมืออย่างต่อเนื่องผ่านนวัตกรรมวัสดุอย่างต่อเนื่อง การอัพเกรดอุปกรณ์ และการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ