Metallspritzguss in Europa
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Metallspritzguss
Das Metallspritzgussverfahren (MIM) vereint die anpassungsfähigen Designmöglichkeiten des Kunststoffspritzgusses mit der Haltbarkeit und Konsistenz bearbeiteter Metalle und bietet wirtschaftliche Optionen für komplizierte Teiledesigns.
MIM wird im Allgemeinen durch vier verschiedene Phasen beschrieben – Compoundieren, Formen, Entbinden und Sintern –, die in der Produktion der endgültigen Komponente gipfeln.
Prozessschritte Beim Metallspritzguss
Formen
Beim Spritzgießen werden dieselben Geräte und Methoden wie beim Kunststoffspritzguss verwendet. Bei dieser Technik wird pelletiertes Ausgangsmaterial in eine Spritzgussmaschine geladen, erhitzt und dann unter hohem Druck in einen Formhohlraum eingespritzt.
Dadurch entsteht ein „ Grünling “, der abkühlt und dann aus der Form ausgeworfen wird, sodass der Prozess von vorne beginnen kann. Die zum Schmelzen vorgesehenen Bindemittel (die als Träger für die Metallpulver dienen) halten die Prozesstemperatur bei etwa 200 °C.
Zur Steigerung der Produktionseffizienz können die Formen mehrere Kavitäten aufweisen. Um die Schrumpfung beim Sintern auszugleichen, wird der Formhohlraum etwa 20 % größer als das gewünschte Endprodukt gemacht. Dieser Schrumpfungsfaktor wird für jedes verwendete Material genau berechnet.
Entbinderung
Nach dem Spritzgießen geht das geformte Teil in die nächste Phase über, den sogenannten Entbinderungsprozess. Dieser Schritt konzentriert sich auf das Entfernen der Bindemittelmaterialien aus dem MIM-Formteil ( Metal Injection Molding ).
Dieser Prozess wird normalerweise in mehreren Phasen durchgeführt und extrahiert den größten Teil des Bindemittels vor dem Sintern, so dass gerade genug übrig bleibt, um sicherzustellen, dass die Teile gehandhabt und in den Sinterofen transportiert werden können.
Die Entfernung des Bindemittels erfolgt mit verschiedenen Methoden, wobei die Lösungsmittelextraktion eine der am weitesten verbreiteten Methoden ist. Nach der Entbinderung wird das Teil halbporös, was die Freisetzung eventuell verbliebenen Bindemittels während der Sinterphase erleichtert.
Sintern
Die Komponenten werden auf Keramikträger gelegt und dann in einen Sinterofen geladen , der hohe Temperaturen erreichen und eine kontrollierte Atmosphäre aufrechterhalten kann. Im Ofen werden die braunen Teile unter Schutzatmosphäre langsam erhitzt, um eventuelle Bindemittelreste zu entfernen.
Sobald die Bindemittel verdampft sind, wird die Temperatur der Metallteile so weit erhöht, dass sich die Lücken zwischen den Partikeln schließen und die Partikel selbst zu verschmelzen beginnen. Durch diese Verschmelzung schrumpft das Teil gleichmäßig auf seine Endabmessungen, wodurch eine dichte, feste Struktur entsteht.
Die Dichte dieser Sinterteile erreicht bei den meisten Materialien im Allgemeinen über 97 % der theoretischen Dichte. Diese hohe Dichte verleiht den fertigen Produkten ähnliche Eigenschaften wie bearbeitete Materialien.
Einführung In Die Ländermodellierung Europas
In Europa werden beim Metallspritzguss die entbinderten Teile auf Keramikträger gelegt, die dann in einen Hochtemperatur-Sinterofen mit kontrollierter Atmosphäre eingeführt werden. Dabei werden die braunen Teile unter Schutzatmosphäre nach und nach erhitzt, um eventuelle Bindemittelreste auszutreiben. Nachdem die Bindemittel verdampft sind, wird die Temperatur der Metallteile auf ein Niveau erhöht, bei dem die Zwischenräume zwischen den Partikeln aufgelöst werden und die Partikel selbst zu verschmelzen beginnen. Durch diesen Prozess schrumpft das Teil isotrop auf seine geplanten Abmessungen, was zu einer dichten, festen Form führt. Die Dichte der gesinterten Teile übersteigt bei den meisten Werkstoffen in der Regel 97 % der theoretischen Dichte, wodurch das Endprodukt Eigenschaften erhält, die denen von Knetwerkstoffen ähneln.