[CNPIM] Innovatív fém fröccsöntési eljárás és a kapcsolódó öntőforma technológia

[CNPIM] Innovatív fém fröccsöntési eljárás és a kapcsolódó öntőforma technológia

A cikkben felsorolt ​​folyamatok nem újak. Alapvetően nagyon kiforrott alkalmazásai vannak.

Ez a cikk Han Fenglin könyveinek tartalmára hivatkozik, célja a szisztematikus leltár a rászoruló barátok megkeresése és hivatkozása céljából.

A fém fröccsöntési eljárás egy multidiszciplináris technológia, és a fémalkatrészek fejlett precíziós fröccsöntési eljárásainak egyike.

A fém fröccsöntési eljárást fokozatosan felismerték, elfogadták és értékelik az emberek. Az összetettebb alkatrészgyártási követelmények elérése érdekében a legújabb technológiákat számos területen bevezették a MIM iparba és erőteljesen megújították. Ezért új technológiák és új fémfröccsöntési folyamatok jelentek meg, amelyeket a fejlesztésben és a gyártásban alkalmaznak.

Ezután készítsünk leltárt.

1. Fém mikro-fröccsöntési technológia (μ- MIM)

A mikromechanikai vagy mikroelektromechanikai rendszerek (MEMS) egy új interdiszciplináris terület, amelyet az 1980-as évek végén fejlesztettek ki, és a 21. század egyik kulcstudományaként ismerték el.

A mikromechanikai vagy MEMS megvalósíthatósága a mikromegmunkálási technológia fejlődésétől függ. A fém mikro-fröccsöntési technológia a leghatékonyabb módszer a nagy pontosságú és nagy teljesítményű mikrofém vagy kerámia alkatrészek tömeggyártására.

A fém mikro-fröccsöntési technológia olyan folyamattechnológiát jelent, amely a MIM eljárást használja mikrométeres méretű vagy mikrométeres szerkezetű fém vagy kerámia alkatrészek előállítására. Általában 1 mm-nél kisebb méretű precíziós alkatrészekre vagy helyi mikrométeres finom szerkezetre utal.

Jelenleg 25 ~ 50 állítható elő megfelelő finom porral, μ M vastagságban, a helyi szerkezeti részletek kevesebb, mint 5 μ M. A felületi érdesség 2 ~ 3 μM fém vagy kerámia alkatrészek.

A fém fröccsöntő alkatrészek mérete két végletig fejlődött. A mikron méretű precíziós alkatrészek hatalmas piaci kapacitással és fejlesztési potenciállal rendelkeznek. Ezeknek a kis alkatrészeknek a műszaki hozzáadott értéke nagyon magas, mint például az optikai szálas fémhüvely, a lézerkatéter, a nyomtatott áramköri mikrofúró, a mikroelektronikai működtetőelem és a fogorvosi alkatrészek, az ára pedig 4000-20000 dollár kilogrammonként.

A mikrofröccsöntő termékek széles körben alkalmazhatók működtetők, érzékelők, fogyasztási cikkek zsebében, fegyverek, repülőgépek, elektronikai összeszerelő eszközök, oxigénelemző készülékek, szűrők, valamint orvosi és egészségügyi berendezések területén.

A mikrofröccsöntés technológia fejlődését korlátozó fő akadályok a precíziós mikroformák gyártása, a szűk rések kitöltése és az apró alkatrészek üzemeltetése.

Az ilyen nagy pontosságú mikroalkatrészek előállításához használt formák sokkal precízebbek, mint a hagyományos formák, és különféle készpénzre van szükség a finomfeldolgozási technológiához, mint például a fotolitográfia, elektroformázás, mikrovágás, mikro-edm stb. A problémák jól megoldhatók a LIGA (német lemezgyártás, elektroformázás és fröccsöntés három rövidítése) és más eljárásokkal a műanyag elveszett habformák előállítására.

Kétféle módon lehet LIGA eljárással műanyag elveszett habformát gyártani:

Az egyik folyamat a PMMA műanyag formamag formázása, a PMMA műanyag öntőforma mag behelyezése az öntőforma alapjába közvetlen fém fröccsöntéshez, a PMMA műanyag öntőforma mag és a MIM alkatrész elválasztása a formaalap egészétől, és a MIM üres alkatrészt a műanyag formamagban hagyják a közvetlen zsírtalanítás és szinterezés céljából, amely egylépéses replikációs folyamattá válik.

A másik eljárás az, hogy a PMMA műanyag részek felületére egy fém nikkelréteget helyeznek fel elektroformálással, majd leválasztják a PMMA műanyagot a nikkelhéjról, majd a nikkelhéjat beillesztik a formaalap eljárás fémformájába, hogy kialakítsák a MIM alkatrész üres. Ez egy kétlépcsős replikációs folyamattá válik.

Az egylépéses replikációs eljárással előállított alkatrészek pontossága magas, az alkatrészek formázási és utólagos üzemeltetési nehézségei megoldottak, de a költségek magasak; A kétlépcsős sokszorosítási eljárással előállított alkatrészek pontossága csökken, ami tömeggyártásra alkalmas, de nehézségekbe ütközik az alkatrészek formázása és utólagos üzemeltetése.

2. Többkomponensű anyagú kompozit fröccsöntési technológia

Az egyedi kémiai összetételű anyagokból készült alkatrészek nehezen tudnak megfelelni a modern feldolgozóipar speciális követelményeinek az alkatrészfunkciók komplex integrálására. Az alkatrész különböző részei különböző anyagokból készülnek, és a különböző funkcionális követelmények kielégítése a modern alkatrészgyártás fejlődési iránya.

[CMPIM] Innovatívfém fröccsöntésfolyamat és kapcsolódó öntőforma technológia Többkomponensű anyag kompozit fröccsöntés technológia

A fémfröccsöntés területén bevezették a műanyagiparban széles körben alkalmazott kétszínű (többszínű) fröccsöntési technológiát, amely lehetővé teszi összetett fém- vagy kerámia kompozitok szakaszos feldolgozását és hatékony kezelését.

Az összetett fröccsöntési technológia elve az, hogy egy fröccsöntő gépet egyidejűleg két vagy több hordókészlettel szerelnek fel, és a fröccsöntő anyagok mindegyik hordókészletben azonosak. A többüregű öntőforma rögzített formája elforgatható a forgó tengely körül, és különböző injektáló anyagokat fecskendeznek be különböző üregekbe minden helyzetben. A kezdeti fröccsöntött nyersdarabot a legbelső helyen hagyják, és a formát lehűlés után kinyitják, de nem bontják ki azonnal. Miután a rögzített öntőformát egy bizonyos szögben elforgatták, a rögzített formát bezárják, és az egész üreg kifelé tágul az első fröccsöntéshez képest, majd különböző fröccsöntési anyagok második fröccsöntését hajtják végre. Mindegyik részt többszörös befecskendezéssel alakítanak ki, és végül kilökődnek.

A többkomponensű kompozit fröccsöntési technológia bevezetése teljesítheti az egyes alkatrészek funkcionális és teljesítményintegrációjának követelményeit, értékes nyersanyagok megtakarítását és a költségek csökkentését.

A kompozit technológia számos területen széles körű alkalmazási lehetőségeket kínál, mint például az acél keményfém vagy kerámia vágószerszámok, csapadékedzett rozsdamentes acél vas-alumínium ötvözet fúvóka, mágneses és nem mágneses elektronikai alkatrészek stb.

Az első és a második cikkhez lásd a részletesebb bevezetőt: [Technológia] Új fém fröccsöntési technológia: μ- Bevezetés a MIM és a 2C-MIM folyamatba

3. Gázzal (folyadékkal) támogatott fröccsöntési technológia

A gázzal (folyadékkal) segített fröccsöntés működési elve az, hogy bizonyos mennyiségű olvadt fröccsöntő anyagot (50-80 százalék térfogatrész) fecskendeznek be a formaüregbe, majd nyomás alatti gázt vagy vizet fecskendeznek be az olvadékból, hogy a termék üreges legyen. . Az olvadt injektálóanyag kitágul és teljesen illeszkedik a formaüreg belső falához. Mivel a termék vastagabb részének magja végül megszilárdul, ez a rész nagy valószínűséggel üreges lesz.

[CMPIM] Az innovatív fém fröccsöntő eljárás és a kapcsolódó öntőtechnológiás gázzal támogatott fröccsöntő berendezések sematikus diagramja

Mivel a térfogat a nyomással változik, ami miatt a gáz sokkal kisebb lesz, a víz áramlása és az üreges falvastagság kialakulása könnyebben szabályozható. A gáz (folyadék) test által támogatott alakítási eljárással megnő a tervezési szabadság, és a nagy falvastagság-különbséggel rendelkező termékek könnyen alakíthatók; A befecskendezési nyomás csökkenthető, és a termék belső nyomáseloszlása ​​egyenletesebb; A termék részt vesz a feszültség, a vetemedés, az összeomlás és a felületminőség csökkentésében; Lerövidítheti a zsírtalanítási időt, csökkentheti az anyagfelhasználást és az alkatrészek súlyát.

A gáz (folyadék) rásegítésű fröccsöntési technológiát sikeresen alkalmazták golffejek, kilincsek, kézműves termékek stb. területén, figyelemre méltó eredményekkel.

4. A fröccsöntött nyersdarab feldolgozási és összeszerelési technológiája

Bár a befecskendező nyersdarab zsírtalanítás előtti szilárdsága jóval alacsonyabb, mint a szinterezett fémalkatrészeké, mégis van bizonyos szilárdsága, amelyet meg kell dolgozni és meg kell vágni.

Az anyagok hozzáadásának és kivonásának feldolgozási technológiája megvalósítható a nyersdarab méretének és alakjának megváltoztatására. A zsírtalanítás előtt a fröccsöntött nyersdarab feldolgozható kapuvágással, elválasztó vonalas megmunkálással, fúrással, letöréssel és egyéb anyagok eltávolításával.

Mivel a nyersdarab puha, a szerszám kopása jelentősen csökken. A nyersdarab szilárdsága gyenge és könnyen megsérülhet. Nagy vágási sebességre és alacsony előtolásra van szüksége ahhoz, hogy megfeleljen a végső méretmegmunkálási pontosságnak.

A hagyományos összeszerelési eljárás a szinterezett alkatrészek összekapcsolása, illetve a befecskendező nyersdarabok zsírtalanítás előtti kombinálása is megvalósítható. Jelenleg három módszer létezik az összeszerelési eljárásra: először is a kezdeti fröccsöntési nyersdarabot betétként használják a második fröccsöntéshez; A második a többkomponensű anyagok kompozit öntése; Harmadszor, a zsírtalanítás előtt állítsa össze az egyetlen befecskendező lapot egy egésszé.

Ha az összes üres alkatrészt azonos fröccsöntött anyagok fröccsöntésével alakítják ki, a megfelelő zsírtalanító szinterező zsugorodási tulajdonság biztosíthatja ezek jó kombinációját; Ha minden nyersdarabot különböző injektáló anyagokkal fecskendeznek be, intézkedéseket kell hozni a repedés és a deformáció megelőzése érdekében.

Ennek a technológiának a használata egyszerűsítheti a forma szerkezetét és csökkentheti a penész költségét; Bonyolultabb alakú és hagyományos technológiával nehezen feldolgozható alkatrészek; Különböző teljesítmény- és funkcionális igényű kompozit alkatrészek kialakítása vagy értékes nyersanyagok megtakarítása.

5. Hot runner technológia

A forrócsatornás fröccsöntő öntőforma egy igazi nem futó szilárdító fröccsöntő forma, a forrócsatornás technológia pedig egy fejlett technológia az injektálási folyamatban.

A precíz tervezési, gyártási és szabályozási technológia révén az injektált anyagot a teljes áramlási csatornában mindig olvadt állapotban tartják, anélkül, hogy az áramlási csatorna kondenzátumát, nyálképződést, valamint az injektáló anyag túlmelegedését, szétválását vagy lebomlását eredményezné.

A melegcsatornás szerkezet főként fő csúszófúvókából, futólemezből, fúvókából, fűtő- és hőmérsékletmérő elemekből, beépítési és rögzítőelemekből áll.

[CMPIM] Innovatív fém fröccsöntési eljárás és a kapcsolódó formatechnológia - forrócsatornás szerkezet

A magas műszaki nehézségek miatt a teljes melegcsatornás rendszert általában professzionális cégek tervezik és gyártják. A zökkenőmentes fröccsöntés biztosítása érdekében tapasztalt fröccsöntő-gyártó vállalatok és forrócsatornás berendezéseket gyártó cégek közösen tervezik és gyártják a komplex forrócsatornás szerszámok teljes készletét.

A forrócsatornás rendszer formaszerkezete összetett és költséges, amely alkalmas folyamatos tömeges gyártásra:

- A teljes befecskendezési folyamat könnyebben megvalósítható az automatikus vezérléssel, ha a kiszereléshez a csúszó nélküli melegcsatornás rendszert használjuk;

-A futóban nincs újrahasznosított anyagok keveredése, ami javítja a gyártási folyamat stabilitását és a nagy mennyiségben előállított termékek minőségi konzisztenciáját;

-Ha az áramlási csatornában a nyomásveszteség csökken, a befecskendezési nyomás csökkenthető, ami csökkenti az injektált anyag szétválásának és lebomlásának tendenciáját, csökkenti a termék maradék feszültségét és csökkenti a deformációt;

- A tartási idő hosszabb és hatékonyabb, csökkenti az injektáló rész zsugorodását, és az egyes részek sűrűsége egyenletesebb;

- Nagyobb méretű, vékonyabb falvastagságú, összetettebb formájú és nagyobb pontosságú termékeket tud gyártani;

- A MIM formában nem használható látens kapuval kombinálva a gyártási hatékonyság javítható az üres kapu feldolgozásának csökkentésével;

-Az energiatakarékosság és a tömeggyártás csökkentheti a költségeket.

6. Gyors szerszámozási technológia

A normál gyártási formák gyártási költsége általában magas. Sok esetben kísérleti formák készítésére van szükség, hogy megtaláljuk azokat a problémákat, amelyek a hitelesítés tervezési és gyártási folyamata során felmerülhetnek, és a végső formát módosítani kell. Az ehhez a helyzethez való alkalmazkodás érdekében számos gyors- vagy lágyforma-technológia jelent meg kísérleti öntőformák gyártására, amelyek több száz alkatrész próbagyártásának is megfelelnek.

Jelenleg alumíniumötvözetet, szemcsékkel megerősített epoxigyantát, berillium-rezet, alacsony széntartalmú acélt, rozsdamentes acélt és kobaltötvözetet használnak a lágyfém-fröccsöntő szerszámok gyártásához. Könnyű alakíthatósága miatt alkalmanként cink-, alumínium- és bizmutötvözeteket használnak próbaformák és mintaprototípusok gyártására.

A könnyű karcolás és sérülés miatt azonban a végső gyártási forma kemény anyagokat használ.

Ez egy viszonylag új formatechnológia a korlátozott élettartamú MIM műanyag fröccsöntő öntőformák előállításához a szilikongumi öntőforma eljárási elvén. Öntse az olvadt műanyagot az anyaforma üregébe. Megszilárdulás és keményedés után vágja le a műanyagot és vegye ki az anyaformát. A szűkített formaalapba préselve az ilyen műanyag öntőforma több száz alacsony nyomású fröccsöntési tesztnek is kibírható.

A lézeres gyors prototípuskészítési technológia egy nagyon egyszerű módszer a formák vagy prototípusok gyártására. Lézeres szkennelést alkalmaz a műanyag vagy fémpor integrált felhalmozódásával a formaüreg közvetlen előállításához. A lézeres gyors prototípusgyártási technológia másik formagyártási folyamata a halmozott gyanta vagy papírmodell használata a formaüreg precíziós öntéssel vagy elektroformálással történő előállításához.

Az ezekkel a módszerekkel előállított forma felülete viszonylag érdes és kis pontosságú, ami nem tudja teljesíteni a gyártási forma szigorú követelményeit.

A nagyon nagy tételes gyártásnál használt formaüreg vagy annak alkatrészei könnyen viselhetők. A gyors szerszámozási technológia nagyon hatékony technológiai eszköz lesz.

7. Olvadó magképzési technológia

A hagyományos módszerekkel nehezen eltávolítható, összetett magú vagy speciális szerkezetű alkatrészek esetében az olvadó magformázó technológia megoldhatja az ilyen alkatrészek öntési problémáját.

Az olvasztható magöntési technológia alapötlete, hogy a magszerkezetet a bonyolult vagy nehezen formázható rész részévé tegyék a betétbe gyantával, papírral, alacsony olvadáspontú fémmel és egyéb anyagokkal. A formázás és a formázás után a betét a fröccsöntvényben marad, és nem jön ki azonnal. Ezután az injekciós vakban maradt betéteket olvasztással, krakkolással, oldószeres oldással és más módszerekkel szinterezés előtt eltávolítják.

Ezzel a módszerrel könnyen kivitelezhető olyan alkatrészek tömeggyártása, amelyeket nehéz vagy lehetetlen közvetlenül előállítani hagyományos fém fröccsöntéssel, mint például a környező belső homorú, finom menet és kis menet