星期一, 5月 16

    先进的MIM应用与射出成型相辅相成

    0

    ■资料来源:SPE 塑料工程师学会

    注:这是三部分系列的第三部分,包括金属注 射成型(1)趋势,(2)材料/工艺的进步和(3) 应用

    金属注射成型(MIM)依靠的是一种热塑性聚合物共混 物,体积约为60%的小型金属粉末填充。这种聚合物 和粉末的混合物是注射成型形成一个复杂的形状。一旦 成型完成,聚合物(粘合剂)被提取,小粉末被烧结。
    烧结是一种旨在诱导颗粒致密化的高温热处理.因此, 最终产品通常比模具小15%,但致密程度达到机械和物 理性能与锻制金属材料相当的水平。虽然通过MIM可 以制作出许多复杂的几何形状,但只有某些部件的特性 才能证明具有成本效益。小粉末比熟料贵,因此有一个 初始材料成本的损失。
    早期识別与MIM技术相匹配的设计有助於确保经济成 功。典型的考虑因素包括材料、性能、部件尺寸和形状、 公差、生产成本、生产数量和设计特征。例如,MIM擅 长用死角孔、燕尾、槽、螺纹或曲面形成形状。作为考 虑MIM的起点,接下来的图总结了典型的、最小的和 最大的属性。有些解释是有道理的。在实践中,有许多 技术变体-粉末类型,粘结剂配方,脱粘技术和烧结炉。 这种变化会影响到每个公司的能力。因此,生产商与生 产商之间存在著很大的差异,这在很大程度上取决於设备的年代。

    MIM功能

    让我们首先看一下手机铰链枪管,关节和凸轮MIM 电子应用开发。 Parmatech公司的手机铰链枪管/指 节/凸轮适用于最终用户摩托罗拉是一个由四部分组 成的组件,可用于旧式摩托罗拉Model V60C手机的 翻盖组件。零件壁薄,几何形状复杂,除MIM外, 任何工艺都难以经济地制造。它们的密度为7.6克/ 厘米(克/立方厘米)。

    凸轮和转向节由17-4PH不锈钢粉末制成,最小抗拉 强度为 793 MPa(MegaPascals,115,000 psi),最 小屈服强度为648 MPa(94,000 psi),伸长率为4%。

    铰链筒由316L不锈钢粉末制成,是一种非磁性合金, 最小抗拉强度为 448 MPa(65,000 psi),最小屈服 强度为 138 MPa(20,000 psi),伸长率为 40%。右 铰鍊和左关节组装在铰链筒的相对两端以形成翻转组 件机构。右转向节上的椭圆形孔装有一根光管,左转 向节上的槽是一根导管,用于在手机座和翻盖组件之 间进行接线。

    手机铰链枪管,指关节和凸轮

    除了凸轮之外,关节和铰链筒制造系统是通过批量溶 剂,脱脂,烧结和后烧结的大量部件流动制成的。凸轮和关节制成网状。铰链筒的长度和槽直径被铸造, 并且槽端翼片通过自动装置扭转。

    在严格的工艺控制条件下,每月生产几十万件,同时 保持质量标準 cp 为 2.0,CPK( 工艺能力 ) 为 1.5。设 计了铰链筒的长度和槽径,并将关节拋光到A类表面 光洁度。凸轮和铰链筒镀镍聚四氟乙烯,具有润滑性 和耐磨性。其次,针驱动和远侧关节装配是MIM医 疗应用的一个很好的例子。史密斯金属产品的针头驱 动和终端用户直观手术的远侧安装是由17-4PH不锈 钢粉末制成的针头驱动器和远端刀。

     

    图 1:手机铰链枪管,指关节和凸轮     图 2:针驱动和远端 U 形夹组件

    针驱动和远端U形夹组件

    这些部件在微创内窥镜daVinci机器人手术系统中 起作用。高精度机器人系统执行复杂的手术操作, 因为动态控制的关节提供了仪器尖端的人类手腕的 灵活性。在一般腹腔镜手术中,穿刺针插入到肩胛 骨远端,缝合切口。毛坯抓地力的两部份是由客户 配对并加工成所需形状的。驱动电缆通过针的枢轴 点上方的孔插入。远端U形夹以净形状供应,除了 最终的表面修整操作。这些部件的密度范围为7.68-7.72g /cm³(克 / 立方厘米)。远端 U 形夹具有 35-38 HRC硬度和10%的伸长率。拉伸屈服强度为 1100MPa(160,000psi)。针式驱动器的硬度范围为 38 – 42,伸长率为8%。拉伸屈服强度为1070MPa (155,000psi)。与数控加工棒料零件相比,金属注射成型节省了90%的成本。

    接着,以一个泵体和空腔板为例,给出了一个很好的 工业实例。飞利浦公司的工业泵体和最终用户霍尼韦 尔空腔板由复杂的316 L部件组成,与以前的机械泵 相比,这些部件提供了更好的可靠性和简化装配。■

    Leave A Reply