Vstrekovanie kovového prášku (MIM) je výrobná metóda, ktorá kombinuje vstrekovanie plastov a práškovú metalurgiu. Dokáže efektívne vyrábať zložité, vysoko presné-kovové diely, vďaka čomu je obzvlášť vhodný pre produkty s jemnou štruktúrou a vysokým dopytom, ako sú napríklad ozubené kolesá. Jeho hlavná výhoda spočíva v dosiahnutí geometrickej zložitosti, ktorú nie je možné dosiahnuť jediným formovacím procesom, pričom sa výrazne znižuje plytvanie materiálom a náklady na následné spracovanie-. To z neho robí cennú alternatívu k rezaniu, presnému odlievaniu a iným procesom v modernej výrobe.
I. Technické princípy a tok procesov
Kľúč k technológii MIM spočíva v systéme miešania kovového prášku a spojiva. Sférické kovové prášky s veľkosťou častíc menšou ako 20 mikrónov (ako je nehrdzavejúca oceľ, legovaná oceľ a zliatina titánu) sa zvyčajne zmiešajú s termoplastickým spojivom (ako je vosk alebo polyetylén) v špecifickom pomere, aby sa vytvorila tekutá surovina. Táto surovina sa vstrekuje do dutiny formy pomocou vstrekovacieho stroja, čím sa vytvorí zelená časť v súlade s dizajnom ozubeného kolesa. Proces odstraňovania spojiva (rozpúšťadlo, tepelné odstraňovanie alebo katalytické odstraňovanie) potom odstráni väčšinu spojiva, po čom nasleduje zahustenie kovových častíc vo vysokoteplotnej spekacej peci.
V porovnaní s tradičným obrábaním ozubených kolies, MIM eliminuje viaceré procesy, ako sú sústruženie, odvalovacie frézovanie a brúsenie. Napríklad špirálové ozubené kolesá používané v automobilových prevodovkách vyžadujú kovanie, hrubé obrábanie, tepelné spracovanie a jemné brúsenie, ak sú obrábané rezaním. MIM však môže priamo formovať profil zubov, vŕtanie hriadeľa a dokonca aj textúru povrchu, čo si vyžaduje len minimálnu konečnú úpravu (ako je nauhličovanie a kalenie) predtým, ako sú pripravené na použitie.
II. Typické aplikácie komplexného tvárnenia ozubených kolies
Micro Gears: MIM je obzvlášť vhodný na výrobu mikro ozubených kolies s veľkosťou modulu 0,2-1 mm. Tradičné procesy sa ťažko spracovávajú kvôli obmedzeniam nástrojov, ale MIM umožňuje hromadnú výrobu a konzistentnú kvalitu.
Špeciálne{0}}tvarované ozubené kolesá: Pre ne-štandardné ozubené kolesá (ako sú ne-kruhové ozubené kolesá a kombinované ozubené kolesá) umožňuje MIM integrované lisovanie. To zlepšuje celkovú pevnosť a eliminuje riziko deformácie zvárania.
Funkčne integrované ozubené kolesá: Vstrekovanie kovového prášku umožňuje integráciu ďalších prvkov, ako sú príruby a nálitky na ozubené kolesá. MIM umožňuje integráciu sediel ložísk a ozubených kolies do jedného kusu, čím sa znižuje počet chýb pri montáži a zvyšuje sa presnosť prevodovky o 15 %.
III. Technické výhody a ekonomické výhody
Sloboda dizajnu: MIM môže vytvárať prvky, ako sú podrezania, tenké steny (tenké ako 0,3 mm) a mikropóry. Napríklad otvory na odvádzanie tepla v prevodoch elektrického náradia môžu byť vytvorené priamo vo -forme, čím sa eliminuje potreba následného vŕtania.
Kontrola nákladov: Aj keď sú náklady na vývoj formy relatívne vysoké, náklady na jeden diel sú vo veľkom-výrobe výrazne znížené.
Vlastnosti materiálu: Spekané prevody majú mechanické vlastnosti blízke vlastnostiam kovaných dielov, s pevnosťou v ťahu dosahujúcou 500-1500 MPa. Úprava pomeru zliatin môže spĺňať aj špecifické požiadavky, ako je odolnosť proti opotrebovaniu a korózii.
S rastúcim dopytom po presných prevodových komponentoch v nových energetických vozidlách, spotrebnej elektronike a iných sektoroch bude vstrekovanie kovového prášku naďalej nahrádzať tradičné metódy obrábania a stane sa referenčným procesom pre komplexnú výrobu ozubených kolies. Jeho integrácia s technológiami, ako je 3D tlač a -kontrola kvality poháňaná AI, ešte viac rozšíri jeho uplatnenie vo vysoko-výkonných zariadeniach.