Процесс литья металла под давлением, преимущества и советы

Изделия для литья металлов под давлением
Изделия для литья металлов под давлением
Ресурс: https://www.designworldonline.com

Литье металла под давлением, обычно сокращенно называемое MIM, обычно используется для создания небольших металлических деталей со сложным дизайном. Хотя этот процесс похож на литье пластмассы под давлением, несколько заметных отличий делают его уникальным. Узнайте, что включает в себя литье металла под давлением и как его можно использовать для создания металлических деталей.

Что такое литье металлов под давлением?

Литье металла под давлением (MIM) описывает процесс изготовления небольших металлических изделий сложной формы с помощью обычной литьевой машины. Его также принято называть литьем под давлением порошковых металлов, поскольку ключевым ингредиентом является металлический порошок.

История литья металлов под давлением берет свое начало в конце 1970-х годов, когда Раймонд Вих считается разработчиком технологии. С тех пор этот процесс неуклонно набирает популярность и используется для создания деталей в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную и медицинскую.

Процесс литья металла под давлением
Процесс литья металла под давлением
Ресурс: https://www.researchgate.net

Как работает литье металла под давлением?

Литье металлов под давлением позволяет сочетать обрабатываемость пластмасс с жесткостью и прочностью металлов. Смесь порошкообразного металла и полимерных связующих используется для создания исходного материала и формуется в машине для литья под давлением, хотя часто требуются дополнительные этапы. Начнем с самой машины.

Машина для литья металла под давлением

Машина для литья металла под давлением ничем не отличается от стандартной машины для литья под давлением. Она состоит из типичных компонентов, таких как узел впрыска, узел смыкания, пресс-форма и системы управления.

Узел впрыска состоит из бункера для приема материала и возвратно-поступательного шнека для его расплавления. Этот шнек также подает сырье в пресс-форму, где оно удерживается под давлением при охлаждении для получения готовой детали.

Узел смыкания удерживает две половины пресс-формы для литья металла под давлением вместе, обеспечивая их плотное смыкание, когда наступает время литья. Система управления контролирует давление и скорость впрыска, температуру и другие критические параметры, чтобы обеспечить правильное изготовление детали.

Изделия для литья металлов под давлением

В индустрии литья под давлением использование MIM приводит к созданию широкого спектра деталей и изделий. От небольших компонентов, используемых в бытовой электронике, до автомобильных деталей, медицинских имплантатов, аэрокосмических компонентов и даже ювелирных изделий - возможности безграничны.

Как правило, MIM лучше всего подходит для сложных форм с замысловатыми деталями, которые иначе невозможно или слишком дорого изготовить другими методами. Примерами применения литья металлов под давлением являются:

  • Медицинские имплантаты
  • Ортодонтические скобы
  • Автомобильные запчасти
  • Аэрокосмические компоненты

Следует отметить, что в настоящее время литьевые изделия из металла ограничиваются деталями размером менее 5 см и весом от 5 до 100 граммов, хотя возможно изготовление и более крупных деталей.

Технологическая схема литья металлов под давлением
Технологическая схема литья металлов под давлением
Ресурс: https://www.sciencedirect.com

Процесс литья металлов под давлением

Процесс литья металла под давлением начинается со смешивания металлический порошок и связующее вещество, чтобы сформировать так называемое сырье. Это то, что будет впрыскиваться в машину для литья под давлением. Связующими материалами для литья металлов под давлением могут быть любые материалы - от полимеров до смолы и воска.

После того как сырье сформировано, обычно в виде гранул и соотношения металла и связующего 60:40, можно приступать к процессу формовки. Вот этапы этого процесса:

1. Металлическое сырье для литья под давлением нагревается и заливается в машину для литья под давлением. Здесь оно нагревается и проталкивается вперед шнеком.

2. Термопластавтомат выталкивает материал под давлением в нагретую полость или предварительную форму. Именно эта предварительная форма придаст желаемую форму готовому изделию.

3. Форма изготавливается большего размера, чем желаемый размер изделия. Это необходимо для того, чтобы обеспечить усадку материала, когда связующий материал будет удален на следующем этапе.

4. Твердая деталь извлекается из формы, а связующее удаляется. Это можно сделать с помощью различных методов, таких как тепло, катализатор или экстракция растворителем.

5. Затем деталь спекается. При литье металлов под давлением спекание увеличивает общую плотность материала, расплавляя частицы вместе, чтобы они образовали твердую структуру и достигли конечной прочности. При этом также удаляется весь оставшийся связующий материал.

Печь для спекания металла при литье под давлением
Печь для спекания металла при литье под давлением
Ресурс: https://www.sciencedirect.com

Преимущества и недостатки литья металлов под давлением

Почему вы хотите использовать литье металла под давлением для изготовления деталей и компонентов? Взгляд на преимущества и недостатки поможет понять, почему.

Преимущества литья металлов под давлением

Преимущества литья металлов под давлением варьируются от сложности деталей до гибкости конструкции. Вот причины, по которым вы можете выбрать литье металла под давлением:

Большой объем: Процесс литья металла под давлением хорошо подходит для массового производства, что позволяет снизить стоимость деталей по сравнению с традиционной механической обработкой.

Сложные конструкции: Литье металла под давлением позволяет создавать сложные детали и компоненты с замысловатой геометрией и детализацией.

Варианты материалов: Существует множество вариантов материалов для литья металлов под давлением, нержавеющая сталь, титановые сплавы, медные сплавы, углеродистая сталь, никелевые сплавы и так далее, что означает различные свойства, чтобы соответствовать различным приложениям

Мало отходов: При смешивании металлического порошка и полимерного связующего все излишки материала могут быть повторно использованы в последующих партиях.

Прочные детали: Металлические детали, изготовленные методом литья под давлением, отличаются высокой прочностью и износостойкостью. Это делает их идеальными для самых разных областей применения.

Жесткие допуски: Допуски при литье металлов под давлением могут быть довольно жесткими. Это подходит для многих высокоточных применений.

Недостатки литья металлов под давлением

Хотя литье металла под давлением имеет множество преимуществ, у него есть и недостатки, которые следует учитывать. Вот потенциальные недостатки литья металла под давлением:

Дорогая оснастка: Стоимость оснастки для литья металла под давлением может быть довольно высокой по сравнению с другими методами. Высокая стоимость литья металла под давлением также включает стоимость сырья.

Длительное время выполнения заказа: Процесс изготовления инструмента может занять несколько недель, что дольше, чем другие процессы.

Металлические детали, отлитые под давлением, небольшие и с уникальной геометрией
Металлические детали, отлитые под давлением, небольшие и с уникальной геометрией
Ресурс: https://www.core77.com

Литье металла под давлением и механическая обработка. Механическая обработка

Литье металла под давлением и механическая обработка - два популярных метода производства деталей, но у каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Чтобы помочь вам сравнить литье металла под давлением и механическую обработку, вот несколько ключевых фактов об этих двух процессах.

  • Литье металла под давлением предполагает смешивание связующего вещества с металлическим порошком и впрыскивание его в полость для придания формы. Механическая обработка, с другой стороны, начинается с цельных блоков металла и придает им форму с помощью компьютерное управление режущие инструменты.
  • Кроме того, для литья металла под давлением требуется пресс-форма, а для механической обработки - нет. Вместо этого для придания формы металлу используются режущие инструменты и станки.
  • С точки зрения стоимости, литье металла под давлением может быть более дорогостоящим из-за затрат на изготовление оснастки. Механическая обработка, как правило, имеет более низкую первоначальную стоимость, но может потребовать больше материалов в зависимости от сложности изделия.
  • Кроме того, в процессе литья металла под давлением образуется меньше отходов, в то время как при механической обработке часто образуется большое количество брака и заусенцев.

В целом, у каждого процесса есть свои плюсы и минусы, поэтому важно оценить требования вашего проекта и определить, какой вариант вам подходит больше всего.

Заключение

Литье металла под давлением - это универсальный процесс, который хорошо подходит для массового производства и работы со сложными конструкциями. Он требует минимального количества отходов, имеет жесткие допуски и позволяет получать прочные детали. Хотя этот процесс требует большего количества этапов, чем литье пластмассы под давлением и механическая обработка, его преимущества часто перевешивают время и затраты, связанные с ним

Оглавление
Последние сообщения
Свяжитесь с нами
ru_RURussian