金属注射成型与机械加工

目录

• 技术流程

• 金属注射成型（MIM）

• 机械加工

• MIM与机加工的差异

• 独特的几何图形

• 强度和性能

• 材料

• 零件尺寸

• 模具投资

• 物料废料

• 生产能力

• 公差

• MIM与机械加工制造

• MIM的卓越优势

• 高重复性

• 循环时间

• 零件合并

• 减少二次操作

• 结论

技术流程

金属注射成型（MIM）

金属注射成型（MIM）是一种先进的金属加工技术，将两种成熟的注射成型和粉末烧结技术结合到MIM制造过程中。因此，它最适合于体积大的精密、复杂金属零件。MIM材料的选择几乎没有限制，任何金属或合金都可以应用于MIM制造过程，而它们不能用于传统的金属加工方法，如铸造、机械加工。总之，最常见的金属注射成型材料是不锈钢和其他低合金钢。

机械加工

机械加工是一种传统的金属加工方法，其制造过程是从原始工件中一点点去除不需要的金属材料，直到达到最终所需的几何形状。机械加工是另一种制造无法通过压铸或熔模铸造生产的零件的替代方法。然而，对于微小尺寸和复杂部件，这种方法不是最具成本效益的解决方案。

MIM与机加工的差异

相似之处在于，金属注射成型能够生产出与机械加工零件具有相同机械性能的成品部件。通常，MIM零件可以应用于与机械加工零件相同的领域，如医疗、电子、工业和汽车。在特殊情况下，MIM零件具有与机加工零件相似的表面外观。

在下表中，我们总结了金属注射成型（MIM）与机械加工的主要性能：

MIM与机械加工之间有一些关键区别，所有这些要素都将帮助您找出最适合您特定项目要求的方法。

独特的几何图形

MIM可以满足任何MIM部件中独特的几何形状和复杂性能力要求。此外，零件合并广泛应用于MIM设计过程中，以生产具有所需特征的单个零件。相比之下，机械加工只能提供有限的复杂性、设计自由度和灵活性。很难制造复杂的结构，切削刀具需要足够的工作空间来实现内部特征。正如我们所知，复杂的零件结构将需要更多的加工时间，这无疑会增加总成本。虽然MIM是最具成本效益的方法，但其成本永远不会受到零件几何形状的影响。

强度和性能

尽管MIM和机械加工都可以生产出具有优异机械性能的高强度金属零件。我们应该注意到，MIM零件在制造过程中从不需要承受诱导应力或内部压力。对于特殊设计的零件，加工过程中的这些应力和压力会导致零件变形和失效。MIM零件通过传统方法注射成型，然后在炉中烧结，最终形成坚固的金属部件。因此，MIM工艺不会对最终零件产生任何应力或压力。

材料

金属注射成型将金属原料用于注射成型工艺。粉末金属原料在高温和高压下模制，以大量生产小型精密零件。因此，它适用于具有复杂形状和高精度的小尺寸金属部件。此外，该技术提供了高机械性能、强度、延展性和磁响应。

由于MIM技术的灵活性，我们还可以根据客户的特定属性定制MIM材料的成分。我们常见的金属注射成型材料有不锈钢、低合金钢、铜合金、钛合金、镍合金和钨合金。

零件尺寸

MIM是小而复杂几何金属零件的大批量生产的理想选择。热等静压（HIP）处理后，其密度可达到96%至99%，或100%。此外，它还具有比机加工金属部件低得多的成本。 

模具投资

在MIM生产过程中，零件的复杂性始终决定着最终的模具投资。复杂的零件设计确实需要具有复杂内腔的模具，以满足注塑过程中的零件成型。因此，成型成本是制造过程之前的前期成本。否则，对于加工方法，影响成本的主要因素是加工时间，零件的任何复杂性都会增加加工时间，最终增加额外成本。

物料废料

在机械加工中，从块体中去除金属材料是明显的材料废料，这是不可避免的，因为它的制造方式。 但是，MIM在生产过程中不会产生任何材料废料，因此您可以节省成本。

生产能力

加工需要长时间才能生产复杂零件。一旦你需要大批量生产，唯一的方法就是购买更多的CNC机器来生产更多的产品。否则，我们有最有效的方法来增加MIM容量，而无需购买任何新机器。只需在大批量生产计划中规划我们的MIM零件生产流程。

因此，金属注射成型适用于质量一致的大批量自动化生产。但机械加工通常非常适合具有复杂形状和更严格公差的较低生产量。通常情况下，在最终应用中，MIM作为次要公差要求的精加工操作非常少。尽管MIM成型的初始投资非常高，但在大批量生产中，这一成本很快得到回收。

公差

金属注射成型的预期公差为±2%至±0.4%，所有最终公差取决于细节特征尺寸。由于脱脂和烧结过程中的收缩误差，较大的特征将导致较大的公差。我们知道，烧结过程中的典型收缩率为15%至18%。非各向同性是影响预期公差的另一个因素。此外，重力将在垂直方向上造成更多的收缩，而阻力将在纵向方向上造成更少的收缩。

然而，由于加工对铣削和车削工具有精确的控制，最终加工零件的公差更高。

MIM与机械加工制造

金属注射成型是具有装配要求的复杂金属零件的理想选择，尤其是具有复杂几何形状的小型精密零件的高产量生产。因此，MIM技术是经济型小型零件生产的最佳选择。它为精密金属零件提供了比机械加工技术更多的优势和益处。下表总结了MIM与机械加工的常见制造特性。

MIM的卓越优势

与机械加工相比，MIM在制造过程中还有一些额外的好处。

高重复性

由于机械加工在每个单独的过程中生产零件，每个零件都有自己的实际尺寸。通常，这些零件可以达到正常精度。一旦你需要高的容忍度要求，这将鼓励你完成大量的人力工作。在MIM中，使用多腔技术，很容易以高精度控制我们的MIM部件。

循环时间

在加工过程中，设计复杂性决定了生产时间，随着高度复杂的几何形状，生产时间将显著增加。虽然在MIM中，对复杂度几乎没有影响，但具有相同材料的MIM零件具有相似的循环时间，无论零件有多复杂。

零件合并

MIM技术可以通过整合各个部分来创建零件，这将简化制造过程。此外，在预算和绩效方面没有额外成本。

减少二次操作

由于MIM零件的表面粗糙度可达0.2µm，其性能与原材料合金相似。功能部件无需二次操作。

结论

与机械加工相比，MIM在精密应用中最具成本效益，尤其是在高容量和复杂要求的项目中。BRM可以为您的特殊应用生产高精度、复杂的几何部件，无需后期操作。我们还大大降低了您在二次操作中的相关成本，同时提高了生产率。