粉末注塑成型 (PIM)知多少

　　如今，使用粉末材料的注塑成型技术主要用于制造工业用复杂组件。 粉末注塑成型是除了其它成型工艺(精密铸造和轴向或均衡压制)外的另一种可供选择的工艺。

　　近年来，用陶瓷或金属粉末来制造注塑成型零件的应用领域主要包括汽车工业、刀具工业、磁体生产、纺织工业、钟表工业、家居用品、精密工程、医疗和牙科技术以及陶瓷工业。

　　粉末注塑成型技术使组件的批量生产成为可能，因为采用机械加工或压制技术进行批量生产已经不再是一种经济有效的方式。注塑成型技术使组件的设计和制造过程具有几乎无限的自由度。

　　粉末注塑成型制造过程包括成型零件的初始注塑成型、脱脂和烧结。 组件公差由以下重要因素确定：

　　● 粘合剂含量

　　● 粉末特性

　　● 混合过程

　　● 注塑成型参数

　　● 重力变形

　　● 在烧结托盘上的滑动性能

　　可用材料范围广泛

　　原则上，所有细颗粒、可烧结的粉末都可以和相应的粘合剂混合并在注塑机上加工。包括氧化陶瓷、金属、碳化物及氮化物。

　　由于混合和注塑设备在处理粉末材料的过程中会受到较强磨损，因此建议选择粒度尽可能小的粉末。 较细的粉末可降低表面粗糙度，从而在加工过程中降低磨损并提高生坯强度。

　　粘合剂使粉末可用来注塑

　　对粘合剂最重要的要求是：脱脂过程中的尺寸稳定性、良好的保存特性、不与粉末材料发生反应、很高的零件强度、良好的脱模特性、热稳定性和在脱脂过程中易于去除并可完全去除。

　　粘合剂与粉末颗粒之间的粘附力还应尽可能高，以便在注塑过程中增高压力不会使两个组份分离，而导致填充的零件不均匀。 为了获得良好的注塑成型特性并以低收缩率获得均匀的烧结质量，建议采用球形粉末。

　　具有最佳配比的粘合剂与粉末

　　在混合过程中，粘合剂和粉末混合成一种匀质的混合物，即原料。 市场上有出售金属粉末和陶瓷粉末的原料供货商。 他们供应的材料品种繁多，并不断推出新品。

　　因此，MIM(金属注塑成型)或 CIM(陶瓷注塑成型)所需的原料都是现成的，可立即用于注塑，而不再需要内部制作。如果可用材料的性能不能充分满足所需的用途，专业化的材料供货商可以开发并生产客户需要的特定原料。

　　注塑成型过程中的加工步骤

　　用原料(粉末/粘合剂的混合物)制造成型零件的过程与塑料的注塑成型过程相似。

　　▲ 预塑

　　在塑化单元中，原料的粘合剂部分会在温度的作用下熔化。

　　▲ 注塑

　　塑料混合物在高压下被注塑到固定在锁模装置中的模具中。 模具保持闭合，同时成型零件硬化。

　　▲ 开模

　　在零件冷却后，喷嘴会通过注塑装置的移动从模具位置移开。 锁模装置打开，注塑成型机的顶针系统会自动顶出成型零件。

　　▲ 零件脱模

　　使用机械手系统从模具中脱出易碎的零件而不造成损坏。 在粉末材料的注塑成型时，推荐使用此工艺来保护绿件免受震动或冲击，从而避免损害成型零件的质量。

　　及时适量生产

　　材料和模具的更换可以在不到 20 分钟之内完成，这使它适用于精益生产(Just-In-Time Production)。 由于具有各种自动化选配件，因此可在无需操作者太多参与的情况下，对由金属或陶瓷粉末制造的组件实现批量生产。