Razlike između brizganja metala u prahu (MIM) i CNC obrade
Postoje dvije najčešće korištene metode za izradu metalnih dijelova: MIM (Metal Injection Molding) i CNC obrada. Industrije kao što su medicinska, automobilska, svemirska i elektronika oslanjaju se na ove dvije metode. Principi su različiti, a primjene su također vrlo različite. Odabir pravog procesa je zaista ključan prilikom izrade proizvoda.
Počnimo s MIM-om (Metal Injection Molding). Jednostavno rečeno, kombinuje brizganje plastike i metalurgiju praha, posebno za izradu malih, složenih metalnih delova. Proces uključuje miješanje metalnog praha s vezivom kako bi se formirao materijal, a zatim ga ubrizgavanje u kalup za oblikovanje. Vezivo se zatim odstranjuje zagrijavanjem, a na kraju se materijal sinteruje, što rezultira gustim metalnim dijelom. Mogu se koristiti mnogi materijali, uključujući nehrđajući čelik, nisko{4}}legirani čelik, alatni čelik i legure titana. Prašak je tipično veličine 5 do 20 mikrometara, a sadržaj metala u sirovini je oko 65% do 72%, uglavnom kako bi se osiguralo dobro oblikovanje bez da postane previše krhko. MIM se općenito koristi za male, složene dijelove i veliku{11}}proizvodnju.
Zatim tu je CNC obrada, s kojom je većina ljudi poznatija. To uključuje kompjuterski{1}}upravljanu mašinu za rezanje materijala, postepeno oblikovanje čvrstog komada materijala u željeni oblik. Može se koristiti sa metalima, plastikom i drvetom, nudeći visoku preciznost i ponovljivost. Široko se koristi u zahtjevnim poljima kao što su zrakoplovstvo, automobilska industrija i medicina.
Najveća razlika između njih je ta što je MIM aditivna proizvodnja, gdje se materijali izgrađuju malo po malo; CNC je subtraktivna proizvodnja, gdje se materijali seku malo po malo. To su potpuno suprotni pristupi.
Troškovi su takođe različiti. MIM kalupi su skupi u ranim fazama, ali cijena po jedinici opada kako se volumen povećava, posebno za složene dijelove, kojima CNC ne može parirati. CNC je suprotan: isplativ je-za male serije jednostavnih dijelova, ali što je dio složeniji, CNC oduzima više vremena i novca, a trošak se ne smanjuje mnogo čak i sa velikim količinama.
Modifikacije dizajna su još složenije. Promjena strukture MIM (mehaničke proizvodnje) mašine u osnovi zahtijeva redizajn kalupa, što je skupo i{1}}oduzeto vrijeme. CNC (računarska numerička kontrola) zahtijeva samo promjenu programa, a može se mijenjati kako god želite, čineći ga mnogo fleksibilnijim.
Modifikacije dizajna su još složenije. Promjena strukture MIM (mehaničke proizvodnje) mašine u osnovi zahtijeva redizajn kalupa, što je skupo i{1}}oduzeto vrijeme. CNC (računarska numerička kontrola) zahtijeva samo promjenu programa, a može se mijenjati kako god želite, čineći ga mnogo fleksibilnijim.
Prednosti MIM-a uključuju skoro da nema otpada, nisko unutrašnje naprezanje, manju osjetljivost na deformacije i brzo povećanje proizvodnje-sa jednim kalupom koji može proizvesti veliku količinu dijelova. Međutim, nedostaci su također očigledni: sinteriranje može utjecati na svojstva materijala i može uzrokovati deformaciju; sirovina ima rok trajanja; a izbor materijala je manje opsežan nego kod CNC obrade, što ga čini pogodnim samo za proizvodnju malih i srednjih serija malih dijelova.
Prednosti CNC obrade su visoka preciznost, fleksibilan odabir materijala, brza mala{0}}serijska proizvodnja i laka modifikacija. Nedostaci su veći otpad, veći trošak za složene dijelove, potreba za dodatnim mašinama za-proizvodnju velikih količina i unutrašnje naprezanje tokom rezanja, što može dovesti do deformacije tokom vremena.
Što se tiče materijala, MIM može koristiti nerđajući čelik, alatni čelik, titanijum, kobalt-hrom, visoko-legure, ugljenični čelik, legure nikla i legure volframa, uglavnom u obliku praha. CNC je još svestraniji, sposoban je koristiti gotovo sve materijale kao što su aluminij, titan, bakar, nehrđajući čelik i legirani čelik, a čvrsti materijali se mogu koristiti direktno.
Kada odabrati MIM (Mechanical Manufacturing)? Kada je zapremina velika, dijelovi su mali (poželjno ispod 40 grama, ne preko 100 grama), struktura je složena, zahtjevi tolerancije nisu na granici, dizajn se neće mijenjati, želite uštedjeti materijale i minimizirati sekundarnu obradu.
Kada odabrati CNC? Male serije, izuzetno visoka preciznost, veliki delovi, visoko opterećenje, specijalni materijali, česte promene dizajna i izuzetno stabilne performanse.
Kontrola kvaliteta MIM-a je takođe veoma važna. Sirovine i veziva moraju biti pregledani prilikom ulaska u fabriku. Nakon oblikovanja, mora se izmjeriti veličina zelenog tijela, a također se moraju provjeriti gustina i performanse. Nakon sinteriranja, također se moraju provjeriti veličina, tolerancija, površina i performanse. Statistička kontrola procesa se koristi za praćenje kako bi se smanjio otpad.
Općenito, MIM je pogodan za složene,-obimne i jeftine aplikacije; CNC je pogodan za visoku preciznost, fleksibilnost i širok spektar materijala. Ne postoji jedina najbolja opcija; izbor zavisi od veličine, strukture, zapremine, zahteva za preciznošću i budžeta vaših delova. Odabir prave opcije je najisplativiji-.
Praktična primjena brizganja praha u raznim oblastima
|
Serijski broj |
Područja primjene |
Proizvodi brizgani u prahu |
|
1 |
Elektronske komunikacije |
Utor za SIM karticu, vibrator, komponente disk jedinice, konektori za kablove, kućišta elektronskih cijevi, kompjuterske glave za štampanje, elektronski paketi, materijali za hladnjak |
|
2 |
Automobilska industrija |
Komponente brave za kontrolu paljenja, rotor turbopunjača, komponente vodiča ventila, komponente automobilskog kočionog sistema, komponente automobilskog suncobrana |
|
3 |
Medicinski uređaji |
Ortodontske bravice, igle za unutrašnje šavove, pincete za biopsiju, štit od zračenja |
|
4 |
Mrticles za svakodnevnu upotrebu |
Futrole za satove, remenje za satove, kopče za satove, glave i majice palica za golf, kopče za sportske cipele, dijelovi za sportsko vatreno oružje, bušilice za koričenje dokumenata, mali dijelovi za naočale, sigurnosne brave i makaze za brijanje. |
|
5 |
Mašinska industrija |
Nepravilne glodalice, rezni alati, mikro zupčanici i sitni mehanički dijelovi, šatlovi tekstilnih mašina |
|
6 |
Oružje i oprema |
Rotor mine, okidač pištolja, jezgro{0}}probojnog projektila, osnova nišana, kasetne strelice |
|
7 |
Vazduhoplovstvo |
Šarke krila aviona, raketne mlaznice, repna peraja projektila, keramička jezgra lopatica turbine |
Tipične primjene MIM-a (Mechanical Manufacturing) za automobilske precizne komponente
Zupčanici (sistemi za napajanje/prijenos)
Scenariji aplikacija
Zupčanik motora, zupčanik pumpe za ulje/vodene pumpe, glavčina sinhronizatora mjenjača, zupčanik aktuatora.
Materijal
Fe{0}}Ni legirani čelik, nerđajući čelik 420, 17-4PH (visoka čvrstoća/otporan na habanje).
Ključna vrijednost
Kompleksni profili zubaca i integrisana glavčina/urez za ključ smanjuju korake obrade.
Gustina veća ili jednaka 7,6 g/cm³, površinska tvrdoća zuba HRC 40~50, otpornost na habanje-i otpornost na zamor{4}}.
Masovna proizvodnja (godišnji kapacitet veći od ili jednak 100.000 jedinica) košta 30-50% manje od strojne obrade.
Automobilska MIM oprema
Kućište senzora (elektronski upravljački sistem)
Scenariji aplikacija
ABS senzor, senzor temperature/pritiska, kućište senzora položaja leptira za gas i baza.
Materijal
304/316 nerđajući čelik (otporan na koroziju), legura aluminijuma (lagana).
Ključna vrijednost
Tanki-zidni (0,5~1,5mm) + integrisani žljeb za zaptivanje/montažna rupa, nivo zaštite IP67+.
Ima dobra svojstva elektromagnetne zaštite, što ga čini pogodnim za zahtjeve protiv -interferencije automobilske elektronike.
Konzistencija velikih dimenzija, pogodna za automatizovane montažne linije.
Komponente injektora za gorivo (sistem za gorivo)
Scenariji aplikacija
Telo ventila injektora za benzin/dizel, sjedište igličastog ventila, prsten za kontrolu protoka, sklop uljne komore visokog{0}}pritiska.
Materijal
Visokotemperaturne legure (kao što je Inconel 718), nerđajući čelik 440C (otporni na visoke temperature/visoki pritisak/koroziju).
Ključna vrijednost
Mikro-fina putanja protoka (φ0,1~0,5mm) + površina za brtvljenje visokog-pritiska formirani su u jednom komadu kako bi se zadovoljili uslovi visokog-pritiska od 200~300bara.
Otporan je na visoke temperature (-40 stepeni ~150 stepeni), koroziju goriva i ima visoku dugoročnu pouzdanost.
Zamjenjuje preciznu mašinsku obradu, rješava problem obrade malih/dubokih rupa i poboljšava stopu popuštanja na 95%+.
Automobilske MIM komponente za ubrizgavanje goriva
Ostale precizne komponente
Turbopunjač
Mali impeler, prsten za podešavanje, toplotni štit (legura za visoke temperature, lagana + otporna na visoke temperature).
Mjenjač
Vilice, klizači i vodilice (složena struktura + otporna na habanje-, zamjenjuju kovanje/mašinsku obradu).
Kočioni sistem
ABS jezgro ventila aktuatora, proporcionalni sklop ventila (visoka preciznost + pouzdano zaptivanje).
MIM je evoluirao od "opcione" do "poželjne" tehnologije u oblasti preciznih automobilskih delova, posebno za male i složene komponente kao što su zupčanici, kućišta senzora i delovi brizgaljki za gorivo. Balansira performanse, preciznost, cijenu i malu težinu, što ga čini ključnom proizvodnom tehnologijom za vrhunski-razvoj i novu energetsku transformaciju automobila.
