[Technologie] Nouvelle technologie de moulage par injection de métal : μ- Introduction au procédé MIM et 2C-MIM

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En fait, ce n'est pas une technologie trop nouvelle. Il a été utilisé en production^_^

Ces dernières années, dans le but de fabriquer des métaux et des alliages pouvant être utilisés pour la production en série de micro-pièces et de surfaces de micro-structure, le procédé de moulage par injection de micro-métal a été développé（ μ-MIM）. Le μ-MIM a considérablement amélioré la disponibilité des métaux et des alliages pour les micro-applications, tels que les nouveaux matériaux avec une stabilité, une résistance et une ténacité à haute température, ainsi qu'une conductivité thermique et un magnétisme.

De plus, par rapport au moulage par micro-injection de plastiques, μ- Le procédé de production bimétallique développé par MIM permet de relier deux matériaux métalliques différents (co-injection bimétallique) au cours du processus de moulage par injection.

Le petit éditeur a extrait du contenu des travaux de l'industrie et a brièvement présenté la situation actuelle de ces deux processus.

1. Co-injection bimétallique 2C-MIM (MIM à deux composants)

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Implants en titane à surface poreuse et noyau interne dense

En tant que méthode de fabrication de pièces bimétalliques, le procédé 2C-MIM (MIM à deux composants) a été développé. Le principal avantage du procédé 2C-MIM est que dans un processus de production, deux matériaux aux propriétés différentes peuvent être directement combinés ensemble, réduisant ainsi les opérations de connexion ultérieures (telles que le soudage, le rivetage, l'assemblage de fixation, etc.).

La gamme de pièces que 2C-MIM peut fabriquer va des pièces creuses avec des structures internes complexes aux composants démontables flexibles.

Le but de toutes les études est de fabriquer des pièces d'ingénierie avec des fonctionnalités améliorées à un coût avantageux. Pour les pièces faciles à porter, des matériaux durs ou résistants à l'usure ne peuvent être utilisés que pour un renforcement local au niveau des pièces clés telles que les surfaces de friction, et d'autres pièces structurelles peuvent être constituées de matériaux relativement peu coûteux.

Pour fabriquer des pièces bimétalliques, il ne suffit pas de comprendre simplement la forme d'injection des deux matériaux d'injection. L'essentiel est que les deux matériaux doivent pouvoir être frittés dans le même four et sous la même atmosphère de frittage. Étant donné que le retrait des deux pièces est différent lors du frittage, cela peut provoquer un délaminage ou une fissuration. De plus, lorsque des phases nocives se forment, des éléments d'alliage diffuseront également le long de la frontière, ce qui réduira les performances du matériau.

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17-4Échantillon de traction composite PH/316L préparé par co-injection

En coordonnant les facteurs de traitement, la qualité des pièces 2C-MIM peut être optimisée. En raison de sa capacité unique, une pièce peut avoir différentes propriétés matérielles sans aucune opération d'assemblage. Par conséquent, le processus 2C-MIM élargira certainement le marché des applications de l'industrie MIM.

2. Processus de moulage par injection de micro-métal (μ- MIM)

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Cuve de réaction en acier inoxydable pour micro-injection

Les produits et les systèmes ont tendance à se miniaturiser, ce qui signifie que la structure et les parties fonctionnelles des systèmes complexes deviendront de plus en plus petites.

Cela nécessite non seulement l'utilisation de matériaux avancés aux propriétés physiques appropriées, mais également la microminiaturisation des caractéristiques géométriques, de manière à augmenter le nombre de fonctions intégrées.

Par conséquent, il est nécessaire de développer des méthodes très efficaces et fiables pour fabriquer des micro-pièces ou des pièces de micro-structure μ- Les pièces de micro-structure fabriquées par MIM peuvent être utilisées pour remplacer les pièces en plastique pour obtenir les avantages des propriétés mécaniques, de la résistance à la corrosion ou à haute température performances des matériaux métalliques.

Le succès de ce nouveau procédé de fabrication repose sur le fait que son processus compétitif est limité par des matériaux transformables ou une grande capacité de production, et qu'il n'existe pas de substitut de cacao μ-MIM.

La technologie LIGA (combinaison de photolithographie et d'électroformage) n'est généralement applicable qu'à la géométrie 2D et est limitée par l'électroformage dans la sélection des matériaux.

D'autres technologies, telles que les méthodes de micro-fabrication électrochimique, les technologies de micro-fraisage et de micro-meulage, sont toutes issues de l'industrie de la microélectronique à base de silicium, et elles ont toutes la capacité de résoudre des problèmes aussi petits que 1 μ. cependant, ne convient pas à la production de masse de pièces 3D.

Maintenant, utilisez μ- La taille caractéristique des micro-pièces produites par MIM peut être aussi petite que 5 μ m. Cependant, afin d'optimiser les performances, par exemple en fonction des caractéristiques d'écoulement ou de la forme de la pièce, les gens ont développé un matériau d'injection spécial μ- Submicron ou nanomètre tout à fait possible requis par le MIM.

D'une manière générale, pour les micro-pièces, le MIM peut reproduire des caractéristiques environ 10 fois la taille moyenne des particules, ce qui est particulièrement applicable aux micro-pièces. Si vous souhaitez fabriquer des éléments plus petits, vous devez appliquer une poudre plus fine. Maintenant, poudre de métal disponible 1 μ m. Certaines poudres sont trop actives pour produire des poudres de cette gamme de taille (par exemple, Ti), tandis que d'autres poudres métalliques sont plus faciles à produire par atomisation spéciale (par exemple, l'acier inoxydable).

Si la plage granulométrique de la poudre est inférieure à 1 um, des matériaux d'injection spéciaux doivent être utilisés pour s'adapter aux problèmes causés par le moulage par injection et le dégraissage de la poudre sur une grande surface.

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Engrenage et turbine en acier inoxydable à micro-injection

Maintenant? Le μ-MIM est encore au stade de la culture et se développe généralement en parallèle avec le procédé 2C-MIM. Tout d'abord, ces deux procédés ont été utilisés en production, mais les deux sont en cours d'introduction de technologie et d'étude de faisabilité sur diverses micro-pièces ou pièces de micro-structure.

Sur la voie d'une entrée réussie sur le marché, les objectifs préliminaires de recherche et développement compétitifs sont des travaux clés, mais uniquement en se concentrant sur les 2C dans l'industrie- μ- La possibilité de MIM de développer des matériaux et des processus de production, couplée à la formation d'ingénieurs et de techniciens personnel, peut réaliser une véritable percée.