在制造业的发展长河中,工艺的变革始终是推动行业进步的关键力量。传统工艺曾撑起制造业的一片天,可随着时代发展,逐渐显露出一些局限。与此同时,MIM工艺(金属粉末注射成形)作为一颗新星,正为制造业转型带来新契机。
01、传统工艺的困局
传统工艺流程多依赖人工操作与传统设备,对工匠经验和技能高度依赖,缺乏标准化和量化管理。以传统金属成形工艺来说,遇到复杂零件,通常得先分解制作单个零件,再进行组装,工序繁杂,成本还会随着零件复杂程度上升而增加。而且手工操作占比大,生产效率较低,产品质量受人为因素影响也大。虽说传统工艺在文化传承、保证产品独特品质和适应小批量生产等方面有一定优势,但在追求高效、高精度和大规模生产的现代制造业中,这些短板越发明显。
02、MIM工艺:融合而生的革新力量
MIM工艺融合了传统粉末冶金工艺与现代塑胶注射成形技术,是一种近净成形技术。其生产流程从选取合适的金属粉末和粘结剂开始,在一定温度下混合成均匀喂料,接着通过模具注射成形形成生坯,再经过脱脂、烧结让金属粉末致密化,*终得到成品。
这一工艺涉及多项核心技术。注射成型时,要将粒状喂料加热至特定温度使其具有流动性,再注入模腔冷却得到胚体,由于金属粉末种类多样、喂料成分不同,注射成型过程中参数设定极为关键;脱脂是去除成形毛坯中粘结剂成分的过程,行业内主要使用塑基体系(催化脱脂),脱脂工艺直接影响坯件中粘结剂残留量,处理不当会导致产品爆裂、金属氧化或结构变形等问题;烧结环节,经过脱脂的部件在高温、高压控制的熔炉中,在气体保护下缓慢加热,去除残留粘结剂后高温加热使颗粒融合,坯件定向收缩到设计尺寸变为致密固体,不同材料烧结收缩率不同,控制烧结时间和温度等参数来精准控制收缩率是关键。
03、MIM工艺的显著优势
1.结构设计自由:能像塑胶注塑成型一样,直接成形复杂的金属零件,允许三维形状自由设计,理论上塑胶能成型的形状,MIM工艺都能实现。
2.物理性能可靠:制品组织均匀、致密度好,密度可达理论密度的98%以上,产品强度、硬度、延伸率等力学性能高。
3.产品精度高:一次成形尺寸精度可达+/-0.3%,一般精度要求的产品无需后续加工。
4.批量成本优势突出:近净成形工艺,尤其是对于结构复杂产品,批量生产时成本优势明显,通过提升模具复杂程度就能保持成本不变,产品越复杂,成本优势越突出。
04、MIM工艺的多元应用领域
我国MIM下游应用目前集中在消费电子行业,但应用领域正逐步向通讯、汽车、医疗等领域拓展。在消费电子领域,MIM产品广泛用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等传统设备,以及智能可穿戴、无人驾驶飞机等新兴设备,像电源接口件、卡托、摄像头圈、按键等部件都能看到MIM工艺的身影。在汽车领域,随着汽车轻量化和生产低碳化发展,MIM工艺有望应用于发动机部件、涡轮增压零件、座位机制及传感器零部件等。医疗器械领域,由于对手术器械、外科工具等精度和复杂度要求越来越高,MIM产品也有了更大的应用空间。
05、展望:助力制造业转型腾飞
MIM工艺凭借自身优势,为制造业从传统工艺向现代化、高效化转型提供了有力支撑。随着材料多元化发展以及下游需求的持续增长,MIM工艺在更多领域的应用潜力将不断被挖掘。对于制造业企业而言,积极引入和应用MIM工艺,或许就是在激烈市场竞争中抢占先机、实现转型升级的关键一步。未来,我们期待MIM工艺能在制造业中绽放更耀眼的光芒,推动整个行业迈向新高度。