Kellna klijenti jiġu għandna bi proġetti ta 'għodda MIM wara li nħarqu x'imkien ieħor. Fornitur wieħed tal-karozzi qatta 'tmien xhur jiżviluppa komponent tal-irkaptu ma' bejjiegħ li ma fehemx il-kumpens tat-tnaqqis tas-sinterizzazzjoni. L-għodda pproduċiet partijiet 0.4mm ta 'daqs żgħir f'kull dimensjoni kritika. Kellhom jibdew mill-ġdid. Dik l-esperjenza tgħallimna li l-biċċa l-kbira tal-fallimenti tal-PM jittraċċaw lura għal elementi fundamentali li xi ħadd injora jew jassumi li se jaħdem.
Kif Taħdem
Għall-istampa konvenzjonali-u-sinter PM, qed tittratta trab ta' madwar 50 mikron. Aħrax biżżejjed biex tara jekk tħaresx mill-qrib. Presses idrawliċi japplikaw 150-700 MPa biex tikkompatta dan it-trab f'imut riġidu. Dak li joħroġ jissejjaħ kompatt "aħdar". Iżomm il-forma permezz ta 'interlocking mekkaniku iżda għadu m'għandux saħħa reali. Id-densità tpoġġi x'imkien bejn 60-90% tat-teoretiku.
Is-sinterizzazzjoni ssir fi fran b'atmosfera kkontrollata. Materjali bbażati fuq il--ħadid jimxu madwar 1,120 grad . L-azzar li ma jsaddadx jeħtieġ temperaturi ogħla, tipikament 1,250-1,400 grad. Matul dan l-istadju, l-atomi jinfirxu fuq il-konfini tal-partiċelli. Il-parti tiddensifika u tiċkien ftit, ġeneralment 0.1-0.3%.
MIM huwa annimal differenti.
It-trab huwa ħafna ifjen, madwar 8 mikroni, imħallat ma 'legaturi tal-polimeru biex joħloq materja prima li ġġib ruħha bħall-plastik waqt l-injezzjoni. Din il-materja prima tiġi injettata f'forom f'50-200 MPa. Wara l-iffurmar, tneħħi l-binder permezz ta 'proċessi termali jew solventi, imbagħad sinter. Inxtorob waqt is-sinterizzazzjoni MIM tmur 15-20%. Miss dak fid-disinn tal-għodda tiegħek u għandek ruttam.
Ħaġa waħda li tissorprendi lit-timijiet tal-akkwist: it-trab MIM jiswa 3-5x trab PM konvenzjonali. Atomizzazzjoni tal-gass u proċessi ta 'dekompożizzjoni tal-karbonil meħtieġa għal partiċelli sferiċi fini huma għaljin. Dik l-ispiża tidher f'kull kwotazzjoni, u xi fornituri ma jispjegawx għaliex il-kwotazzjonijiet MIM tagħhom huma ferm ogħla mill-alternattivi tal-istampa-u s-sinter għal partijiet li jidhru simili.
MIM vs Press-u-Sinter
| PM konvenzjonali | MIM | |
|---|---|---|
| Piż tal-parti | 0.68g sa 6.8kg | Taħt 50g tipiku, 150g max |
| Densità | 85-92% | 95-99% |
| Ħajt irqaq | Madwar 2mm | 0.3mm possibbli |
| Tolleranza | ±0.3-0.5% | ±0.3% jew aħjar |
| Ġeometrija | L-aktar 2D | Undercuts, ħjut, cross-toqob |
| Għodda | $2,000-$10,000 | $10,000-$50,000 |
| Waqfien tal-volum- | 5,000/sena | 10,000/sena |
Il-limitazzjoni tal-PM konvenzjonali ġejja mid-direzzjoni urġenti. Int qed tapplika forza assjali, għalhekk il-karatteristiċi perpendikolari għal dak l-assi huma diffiċli. Ħjut interni? Mhux qed jiġri. Cross-toqob jeħtieġu makkinar sekondarju.
MIM tneħħi dawk ir-restrizzjonijiet iżda żżid oħrajn ġodda. Partijiet ta 'aktar minn 150g jiltaqgħu ma' sfidi ta 'debinding. Varjazzjoni tal-ħxuna tal-ħajt lil hinn minn ± 40-60% tikkawża warpage li huwa kważi impossibbli li jitwaħħal matul is-sinterizzazzjoni.
Klijent talabna s-sena l-oħra dwar parti MIM ta '200g b'proporzjon ta' ħxuna tal-ħajt ta '4:1. Aħna għednihom li mhux se jaħdem. Huma marru għand fornitur ieħor xorta waħda, nefqu $45,000 fuq għodda, u ġew lura sitt xhur wara wara li skrappjaw il-proġett. Xi ġeometriji sempliċement ma jaqblux mal-MIM irrispettivament minn dak li jwiegħed tim tal-bejgħ bil-ġuħ.
Kontra Metodi Oħra ta' Manifattura
PM jirbaħ fuq l-użu tal-materjal. Qed tuża 95-97% tal-materjal tal-input. Il-magni CNC jikkonverti forsi nofs l-istokk tiegħek f'ċipep.
Irkaptu tal-pompa taż-żejt tal-vettura kummerċjali li kkwotajna kontra l-magni daħal fi 32% tal-ispiża bil-makna. L-iffrankar ta '68% ġie kważi kollu mill-materjal u l-ħin taċ-ċiklu.
Iżda makkinar għandu vantaġġi PM ma jistax imiss. Tolleranzi ta '±0.01mm huma rutina. Kwalunkwe materjal li trid. Kwantitajiet prototipi li jagħmlu sens ekonomiku. Taħt madwar 1,000 unità fis-sena, il-matematika ġeneralment tiffavorixxi l-magni anke għal ġeometriji PM mankijiet tajjeb.
Die casting jirbaħ għal partijiet sempliċi akbar fejn il-ħin taċ-ċiklu jsuq l-ispiża. PM joffri kontroll mikrostrutturali aħjar u porożità intenzjonali meta jkollok bżonnha għal berings jew filtri.
Il-forġa tipproduċi partijiet aktar b'saħħithom. Madwar 26% saħħa tat-tensjoni ogħla għal-ligi ekwivalenti, qrib -porożità żero, allinjament tal-fluss tal-qamħ li jtejjeb il-ħajja tal-għeja. Rajna klijenti spec PM għal applikazzjonijiet li verament meħtieġa forġa, imbagħad jittrattaw fallimenti fil-qasam.
Fuq proprjetajiet mekkaniċi: l-azzar PM jolqot tensjoni ta '900 MPa bħala-sinterizzat, 1,200 MPa wara trattament bis-sħana. MIM 316L f'densità ta '97% tmur 520-650 MPa b'titwil ta' 35-50%. Qrib proprjetajiet maħduma iżda mhux identiċi.
Applikazzjonijiet
Il-komponenti tat-trażmissjoni tal-karozzi jiddominaw il-volum tal-PM. GKN tforni partijiet għat-trażmissjonijiet Ford F-150 10-veloċità u GM 9-veloċità. MPIF jiddokumenta aktar minn 750 PM applikazzjoni tal-karozzi (mpif.org). Il-kontenut PM għal kull vettura jdum madwar 25 kg għat-trakkijiet, u jinżel għal madwar 2.3 kg għall-EVs tal-batteriji hekk kif it-trażmissjonijiet jissimplifikaw.
Apparat mediku jiffavorixxi MIM. Xedaq ta' stejpler kirurġiċi manifatturati bħala komponenti MIM ta'-biċċa waħda ħadu post assemblaġġi li kienu jeħtieġu 12-il parti bil-makna.
L-elettronika tal-konsumatur saq it-tkabbir tal-volum tal-MIM matul l-aħħar għaxar snin. Il-konnettur Lightning ta 'Apple mexxa produzzjoni MIM għal għexieren ta' miljuni fil-ġimgħa. Iċ-ċappetta OPPO Find N2 Flip għandha 136 parti, ħafna MIM.
L-ajruspazju juża PM għal applikazzjonijiet estremi. Il-manifattura ta' addittivi bbażati fuq it-trab ta' GE għaż-żennuni tal-fjuwil tikseb tnaqqis fil-piż ta' 25%. Id-diski tat-turbini f'Rolls-Royce jużaw superligi PM għat-titjir-komponenti kritiċi li jduru.
What Trips Nies Up
Kellna makkinist iċemplilna wara li l-ħanut tiegħu tħabtu b’parti PM għal tliet ġimgħat. Huwa ddeskrivieha bħala "brix pur bil-magni." Il-parti ttestjata b'ebusija raġonevoli iżda kielet permezz ta 'għodda standard. Jirriżulta PM jista' jkun fih partiċelli iebsin ħafna mxerrda fil-matriċi li l-ittestjar tal-ebusija tal-massa ma jiżvelax.
Is-soluzzjoni tiegħu: TiN-viti miksija, l-ebda likwidu li jkessaħ. Laqx niexfa ma jeħelx mal-porożità. Kien ilu jmexxi partijiet PM b'dak il-mod għal għoxrin sena b'riżultati konsistenti.
Min-naħa tal-kontroll tal-kwalità, hemm dibattitu kontinwu fl-industriji li jużaw l-MIM b'mod estensiv. Makkinist wieħed li tkellimna biex ngħiduha bla tlaqliq: il-proċess jaħdem tajjeb, iżda l-kwalità tiddependi kompletament fuq il-ħanut li jmexxih. Fornituri tajbin jipproduċu partijiet konsistenti. Fornituri ħżiena jinħbew wara "varjabilità inerenti" bħala skuża.
Rajna dan play out. Klijent qaleb lill-bejjiegħa tal-MIM biex jiffranka 12% għal kull biċċa. Ir-rata ta’ rifjut marret minn 0.3% għal 4.2%. L-iffrankar sparixxa fl-ispejjeż tal-għażla u d-dewmien tal-produzzjoni.
Meta tevalwa l-fornituri tal-MIM, staqsi għal dejta Cpk dwar dimensjonijiet kritiċi. Staqsi dwar il--monitoraġġ tal-proċess. Ivverifika li ċ-ċertifikazzjonijiet jaqblu mal-industrija tiegħek. IATF 16949 għall-karozzi. AS9100D għall-ajruspazju. ISO 13485 għall-mediċina.
Speċifiċitajiet tal-Akkwist
Il-ħinijiet taċ-ċomb jimxu 6-12-il ġimgħa għall-għodda. Żid 1-2 ġimgħat għal PPAP fuq xogħol tal-karozzi. L-ewwel artikoli jeħtieġu 8-14-il ġimgħa mir-rilaxx tad-disinn. Irrepeti l-ordnijiet: 4-8 ġimgħat MIM, 2-4 ġimgħat għal partijiet PM stabbiliti.
Ir-restrizzjonijiet tad-disinn huma importanti. Il-ħxuna tal-ħajt MIM taħdem aħjar f'1.0-3.0mm. Minimu 0.5mm, massimu madwar 12.5mm. Żomm varjazzjonijiet fi ħdan ± 40-60%. Il-kantunieri jeħtieġu raġġi ta '0.5mm għall-fluss tat-trab.
Għaliex Aħna qed Nikteb Dan
Nibnuforom tal-injezzjoni. L-għodda MIM taqa 'taħt dik il-kapaċità, u r-rekwiżiti ta' preċiżjoni jirriflettu dak li nittrattaw għal applikazzjonijiet ta 'injezzjoni tal-plastik eżiġenti. Meta l-klijenti jistaqsu jekk MIM jagħmilx sens għall-ġeometrija tagħhom, aħna nimxu permezz tal-istess kunsiderazzjonijiet koperti hawn.
Irrifjutajna proġetti li ma kinux jaqblu mat-teknoloġija. Nippreferu nitilfu kwotazzjoni milli naraw klijent jonfoq sitt ċifri fuq għodda li ma tistax tipproduċi partijiet aċċettabbli.
Jekk qed tevalwa PM għal applikazzjoni, aħna nirrevedu d-disinn tiegħek qabel ma timpenja ruħek għall-għodda. Ebda ħlas għall-valutazzjoni tal-fattibilità. Il-konversazzjoni normalment tieħu tletin minuta u tkopri jekk il-ġeometrija taħdem, liema tolleranzi humiex realistiċi, u jekk il-volum jiġġustifikax l-investiment.
Referenzi tekniċi: MPIF (mpif.org), Mordor Intelligence (mordorintelligence.com)