قالب گیری تزریقی فلز (MIM) در مقابل ریخته گری سرمایه گذاری (IC)

هنگامی که با قطعه ای روبرو می شوید که باید ساخته شود، چگونه بین استفاده از MIM یا ریخته گری سرمایه گذاری تصمیم می گیرید؟ به عنوان مثال، آیا این قطعه بعداً نیاز به اصلاح دارد یا مواد تغییر خواهد کرد؟ بیایید ویژگی های منحصر به فرد این دو فرآیند را تجزیه و تحلیل کنیم.

معرفی

MIM یک فناوری نسبتا جدید در مقایسه با ریخته گری سرمایه گذاری است. به طور کلی، MIM برای قطعات کوچک، دقیق و پیچیده مناسب تر است، در حالی که ریخته گری برای قطعات بزرگتر بهتر است. MIM مزایای هزینه و کارایی تولید را برای مقادیر زیادی از قطعات یکسان ارائه می دهد، در حالی که ریخته گری سرمایه گذاری مزایای خود را برای مقادیر کمتر دارد.

MIM چیست؟

قالب گیری تزریقی فلز (MIM) روشی است که پودر فلز را با یک چسب مخلوط کرده و به قالب تزریق می کند. با مخلوط کردن پودر انتخابی با یک چسب شروع می شود و سپس مخلوط را قبل از تزریق در قالب ها دانه بندی می کند تا شکل مورد نظر را ایجاد کند. پس از جداسازی و تف جوشی برای حذف بایندر، محصول فلزی مورد نظر به دست می‌آید که می‌توان آن را با شکل‌دهی، عملیات سطحی، عملیات حرارتی و ماشین‌کاری بیشتر تصفیه کرد. MIM متالورژی پودر را با قالب‌گیری تزریق پلاستیک ترکیب می‌کند و به مهندسان اجازه می‌دهد تا از محدودیت‌های سنتی رهایی یابند. این امکان تولید قطعات ارزان قیمت و شکل منحصر به فرد ساخته شده از فولاد ضد زنگ، نیکل، آهن، مس، تیتانیوم و سایر فلزات را فراهم می کند و آزادی طراحی بیشتری را نسبت به بسیاری از فرآیندهای تولید دیگر ارائه می دهد.

فرآیند MIM

فرآیند MIM در درجه اول شامل چهار مرحله است: دانه بندی، تزریق، جداسازی، و تف جوشی، با امکان فرآیندهای ثانویه مانند ماشینکاری، کشش یا آبکاری الکتریکی.

  1. دانه بندی: پودر فلز ریز به نسبت های دقیق با چسب های مومی و ترموپلاستیک مخلوط می شود. مخلوط تا زمانی که بایندر ذوب شود حرارت داده می شود. اختلاط مکانیکی پوشش یکنواخت بایندر روی ذرات فلز را تضمین می‌کند و گرانول‌هایی (ماده اولیه) را تشکیل می‌دهد که می‌توانند به قالب‌ها تزریق شوند.
  2. تزریق: مواد اولیه دانه ای گرم شده و تحت فشار بالا به قالب تزریق می شود و "قسمت سبز" را تشکیل می دهد. این فرآیند شبیه قالب گیری تزریق پلاستیک است. قالب ها می توانند چند حفره ای برای افزایش بهره وری داشته باشند و انقباض در حین پخت باید در طراحی قالب در نظر گرفته شود.
  3. جداسازی: این مرحله شامل جدا کردن بایندر از قسمت سبز رنگ و در نتیجه «قسمت قهوه‌ای» است. معمولاً در چند مرحله انجام می‌شود و بیشتر چسب قبل از پخت حذف می‌شود. استخراج با حلال یک روش رایج برای جداسازی است. قسمت های قهوه ای نیمه نفوذ پذیری دارند که به آسانی امکان تبخیر چسب باقیمانده را در حین تف جوشی فراهم می کند.
  4. تف جوشی: قطعات قهوه ای جدا شده در یک کوره با دمای بالا و فشار بالا قرار می گیرند. آنها به آرامی زیر یک گاز محافظ گرم می شوند تا چسب های باقی مانده را حذف کنند. هنگامی که بایندر به طور کامل حذف شد، دما به سطح بالایی افزایش می یابد و باعث می شود ذرات ذوب شده و شکاف ها را پر کنند. قطعات به اندازه طراحی خود کوچک می شوند و به شکل متراکم جامد می شوند و در نتیجه محصول نهایی تولید می شود. انقباض کلی حدود 20 درصد در طول پخت اتفاق می افتد.

سرمایه گذاری ریخته گری چیست؟

ریخته‌گری سرمایه‌گذاری معمولاً شامل ایجاد یک الگوی موم، مونتاژ آن در یک درخت، پوشش آن با مواد نسوز، ذوب کردن موم برای تشکیل یک پوسته توخالی و سپس ریختن فلز مذاب در این پوسته است. پس از خنک شدن، ریخته گری با برداشتن پوسته به پایان می رسد. ریخته گری سرمایه گذاری، همچنین به عنوان "ریخته گری دقیق" شناخته می شود، به دلیل دقت ابعادی بالا و پرداخت سطحی آن شناخته شده است.

فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری

ریخته‌گری سرمایه‌گذاری شامل شش فرآیند اصلی تشکیل الگوی موم، مونتاژ درخت، ساخت پوسته، موم‌زدایی و تکلیس، ذوب و ریختن و در نهایت، تمیز کردن و برش ماسه برای تولید محصول نهایی است.

  1. شکل گیری الگوی مومی: موم در یک حفره قالب فشرده می شود تا یک الگوی مومی تشکیل شود.
  2. مجموعه درخت: چندین الگوی موم بر روی یک سیستم ریخته گری جوش داده می شود.
  3. ساخت پوسته: الگوهای موم در یک پوشش سل سیلیس و سپس در ماسه نسوز فرو می‌روند. پوسته در دما و رطوبت خاص خشک و سخت می شود و یک لایه نسوز متراکم روی سطح موم تشکیل می دهد. این مرحله 5-6 بار تکرار می شود تا پوسته ای با استحکام و مقاومت مناسب در برابر آتش ایجاد شود.
  4. موم زدایی: موم با استفاده از بخار با دمای بالا از پوسته ذوب می شود و حفره ای برای ریخته گری ایجاد می کند. پوسته برای حذف موم و رطوبت باقیمانده، معمولاً در حدود 1000 درجه سانتیگراد به مدت 1-2 ساعت، کلسینه می شود.
  5. ذوب و ریختن: فلز مطابق با ترکیب محصول ذوب می شود، از نظر کیفیت آزمایش می شود و سپس در پوسته ریخته می شود.
  6. تمیز کردن و برش شن و ماسه: پس از خنک شدن، پوسته با استفاده از چکش یا دستگاه حذف پوسته ارتعاشی از قالب خارج می شود. سپس ریخته گری از سیستم ریخته گری بریده می شود تا محصول نهایی تولید شود. در صورت نیاز می توان پرداخت و ماشینکاری اضافی را انجام داد.

اشتراکات بین MIM و IC

هر دو فرآیند می توانند از مواد مختلفی استفاده کنند و قطعات پیچیده ای را با سطح بالایی تولید کنند.

انتخاب بین MIM و IC

انتخاب معمولاً به اندازه قطعه بستگی دارد. MIM برای قطعاتی با طول کمتر از 100 میلی متر و وزن کمتر از 15 گرم ایده آل است. قطعات MIM کیفیت سطح و پرداخت بسیار بالایی دارند. در مقایسه با ریخته گری سرمایه گذاری، MIM پیچیدگی طراحی بیشتری را امکان پذیر می کند. برای قطعاتی با وزن بین 200 گرم تا 50 کیلوگرم، اگرچه ریخته گری سرمایه گذاری می تواند ریخته گری های بزرگ را نیز تشکیل دهد، اما برای قطعات متوسط ​​و کوچک مناسب تر است. ریخته‌گری‌های بزرگ می‌توانند از نظر دقت ابعادی چالش برانگیز باشند و هزینه قالب‌ها و پردازش می‌تواند بالا باشد. ریخته گری شن و ماسه انتخاب بهتری برای ریخته گری های بزرگ است. ریخته‌گری سرمایه‌گذاری برای قطعات کوچک‌تر که دقت ابعادی آن راحت‌تر حفظ می‌شود، ایده‌آل است و هزینه آن در محدوده معقولی است.

در نتیجه

به طور کلی، قالب عامل اصلی هزینه در MIM است و آن را به یک فناوری "اقتصادی در مقیاس" تبدیل می کند که برای تولید انبوه میلیون ها قطعه در سال مناسب است. به طور کلی، برای دوره های تولید کمتر از 1000 قطعه در یک زمان، ریخته گری سرمایه گذاری یک فرآیند اقتصادی تر است.

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند *

رفته به بالا