Công nghệ ép phun bột kim loại

Công nghệ ép phun bột kim loại

ép phun bột kim loại(MPIM) là một công nghệ tạo hình mới cho các bộ phận và linh kiện, kết hợp công nghệ luyện kim bột truyền thống với công nghệ ép phun nhựa hiện đại. Đặc điểm lớn nhất của công nghệ này là có thể trực tiếp sản xuất các bộ phận có hình dạng cuối cùng, giảm thiểu khối lượng gia công và tiết kiệm nguyên liệu thô, đồng thời giải quyết vấn đề khó tạo hình của các sản phẩm có hình dạng phức tạp đã gây khó khăn cho lĩnh vực luyện kim bột trong nhiều năm; Hơn nữa, khả năng thích ứng vật liệu của công nghệ này là rộng. Tất cả các kim loại, hợp kim, gốm sứ, v.v. có thể được chế tạo thành bột đều có thể được chế tạo thành các bộ phận bằng công nghệ này. Ngoài ra, công nghệ này cũng có thể thực hiện sản xuất liên tục hoàn toàn tự động, với hiệu quả sản xuất cao, hiệu suất vật liệu tuyệt vời và độ chính xác về kích thước sản phẩm cao, vì vậy nó đã được đánh giá cao.

Quy trình cơ bản của công nghệ này như sau: đầu tiên, bột rắn được trộn đều với một thành phần polymer và phụ gia nhất định, và sau khi tạo hạt, vật liệu dạng hạt được máy ép phun đưa vào khoang khuôn ở trạng thái gia nhiệt để ngưng tụ , và sau đó chất kết dính trong khoảng trống tạo hình được loại bỏ bằng quá trình phân hủy hóa học hoặc nhiệt, và cuối cùng thu được sản phẩm cuối cùng bằng quá trình thiêu kết và cô đặc.

Trong những năm gần đây, sự phát triển của công nghệ hệ thống vi mô trong các lĩnh vực khác nhau đã rất nhanh chóng. Đồng thời, các yêu cầu cao hơn đã được đưa ra để sản xuất các thành phần phức hợp siêu nhỏ ba chiều được sử dụng trong kỹ thuật vi mô. Hy vọng rằng các thành phần vi mô có thể đạt được sản xuất quy mô lớn đồng thời đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất. Các thành phần chính trong hệ thống vi mô bao gồm khuôn vi mô, cấu trúc cơ khí vi mô cho cảm biến và máy gia tốc, cảm biến sinh học, thành phần chất lỏng vi mô, lò phản ứng vi mô, v.v. Các thành phần này có hình dạng phức tạp và khối lượng nhỏ. Sử dụng các công nghệ gia công vi mô hiện có như cắt vi mô, cắt laser, khắc silicon, v.v., hiệu quả sản xuất thấp và không thể thực hiện sản xuất quy mô lớn. Trong những năm gần đây, công nghệ ép phun bột vi mô được phát triển trên cơ sở ép phun bột cung cấp công nghệ chuẩn bị tiềm năng nhất để thực hiện sản xuất các thành phần vi mô quy mô lớn.

Công nghệ ép phun vi bột là một loại công nghệ đúc được phát triển trên cơ sở công nghệ ép phun bột truyền thống cho các bộ phận có kích thước nhỏ hơn 1 micron. Nó chủ yếu được sử dụng để sản xuất liên tục các bộ phận có bề mặt cấu trúc vi mô và cấu trúc vi mô. Các bước quy trình cơ bản của nó về cơ bản giống như ép phun bột truyền thống. Chất lượng bề mặt và độ xốp của các bộ phận đã chuẩn bị có thể được kiểm soát bằng cách chọn bột ban đầu và các điều kiện thiêu kết thích hợp. Khác với ép phun bột truyền thống, kích thước hạt trung bình của bột được chọn cho khuôn vi phun bột thường nhỏ hơn 1 ~ 2 micron để tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất các cấu trúc vi mô; Thứ hai, do diện tích bề mặt cụ thể của bột tăng lên, cần có chất kết dính có độ nhớt thấp nhưng đủ độ bền để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép phun vi mô và tránh làm hỏng phôi màu xanh lá cây trong quá trình tháo khuôn. Ngoài ra, để ngăn chặn sự hình thành biến dạng, vết nứt và bong bóng, công nghệ ép phun vi mô nghiêm ngặt hơn đối với các điều kiện quy trình tẩy dầu mỡ và thiêu kết.

Hiện Đức, Nhật Bản, Singapore, Mỹ và Anh là những quốc gia lớn trên thế giới thực hiện nghiên cứu công nghệ này. Trong số đó, Đức dẫn đầu và đạt thành tích xuất sắc. Đại học Khoa học và Công nghệ Bắc Kinh, Đại học Trung Nam và Đại học Công nghệ Đại Liên của Trung Quốc cũng đã thực hiện một loạt công việc nghiên cứu trong lĩnh vực này. Ví dụ, Đại học Khoa học và Công nghệ Bắc Kinh đã phát triển một loại khuôn ép phun vi mô dạng bột với quyền sở hữu trí tuệ độc lập và phù hợp với các máy ép phun truyền thống; Với bột sắt carbonyl và bột hợp kim sắt-niken làm nguyên liệu thô, quá trình ép phun bột vi mô của bánh răng siêu nhỏ có đường kính dưới 1mm đã được thực hiện thành công trên máy ép phun truyền thống.