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發(fā)布時間:2020-11-03 09:43  





五金結(jié)構(gòu)件-粉末冶金
金屬粉末射出成形是將細(xì)小、球狀的金屬粒子用各種不同的黏結(jié)劑混和并制造成小球的形狀成為射出料,再用射出成型機射出成型使用射出技術(shù)成形將金屬粉末,經(jīng)由射出機將其射入模具中成形,再將其冶金燒結(jié)成固體的技術(shù)成形后的生胚,需經(jīng)過脫脂的過程,把先前混入的黏結(jié)劑脫除,再經(jīng)燒結(jié),即得密度95%以上之高密度、高強度的產(chǎn)品簡而言之,即以塑料射出的方式去生產(chǎn)金屬制品 。捏合機可制成普通型、壓力型、真空型、高溫型四種,調(diào)溫形式采用夾套、蒸汽加熱、油加熱、水冷卻等方法,采用液壓翻缸及啟蓋。
比常規(guī)粉末冶金工藝工序少,無切削或少切削經(jīng)濟效益高,克服了傳統(tǒng)粉末冶金工藝制品、材質(zhì)不均勻、機械性能低、不易成型薄壁、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的缺點,特別適合于大批量生產(chǎn)小型、復(fù)雜以及具有特殊要求的金屬零件,MIM金屬粉末顆粒一般在0.5~20μm;六、金屬拉絲拉絲:是通過研磨產(chǎn)品在工件表面形成線紋,起到裝飾效果的一種表面處理手段。理論上,顆粒越細(xì),比表面積也越大,易于成型和燒結(jié)傳統(tǒng)的粉末冶金則采用大于40μm的較粗的粉末,傳統(tǒng)壓鑄成形強度低、精密鑄造無法大量量產(chǎn)、車削件成本較高等技術(shù)缺點 。


MIM如何選擇粘結(jié)劑
粘結(jié)劑是MIM技術(shù)的核心,MIM與常規(guī)粉末冶金方法相比的一個重要差異即粘結(jié)劑含量高。粘結(jié)劑的主要作用是充當(dāng)粘結(jié)金屬粉末顆粒流動的載體以及成型后保持工件形狀。
MIM用粘結(jié)劑應(yīng)滿足如下要求:
與粉末接觸角小,粘附力強且不與粉末反應(yīng);射出溫度范圍內(nèi)粘度變化不大,但冷卻時粘度變化速度快不易粘模;用量少,用較少的粘結(jié)劑能使混合料產(chǎn)生較好的流變性;
粘結(jié)劑的選擇十分關(guān)鍵,若粘結(jié)劑選擇不當(dāng)可能產(chǎn)生以下缺陷:
粘結(jié)劑是怎么分類的?
一個實用的粘結(jié)劑一般由幾種組元組成,每種組元有各自獨特的功能,按照功能可以分為主要粘結(jié)劑、次要粘結(jié)劑和添加劑這幾種。根據(jù)粘結(jié)劑體系中主要粘結(jié)劑組元及其性質(zhì)可以把粘結(jié)劑體系分為熱塑性粘結(jié)劑、熱固性粘結(jié)劑、凝膠體系和水溶性粘結(jié)劑以及特殊體系等。放熱型可用于控制粉末冶金(含注射成形)燒結(jié)制品中的碳含量控制,分為淡型和濃型氣氛,淡型放熱氣氛的碳勢很低,用作低碳鋼、銅制品的燒結(jié)時,只用作無氧化加熱。
其中,熱塑性粘結(jié)劑應(yīng)用最廣泛,分為石蠟基粘結(jié)劑、油基粘結(jié)劑、聚合物基粘結(jié)劑等。下表列出了幾種主要MIM粘結(jié)劑體系的優(yōu)缺點 :
熱塑性粘結(jié)劑一般由高分子聚合物、低分子物質(zhì)以及必要的添加劑組成(石蠟基粘結(jié)劑、油基粘結(jié)劑等分類是根據(jù)低分子物質(zhì)來區(qū)分的)。各組成部分作用如下:
高分子聚合物:黏度高,強度高,在注射后及脫脂過程中保持坯塊形狀低分子物質(zhì):粘度低,流動性好,脫脂過程中能在較低溫度下首先被脫除,在坯塊中留下連通空隙,有利于后期快速熱熔脂的進行添加劑:改善應(yīng)力、降低粘度、增加潤濕性或潤滑性等
荷蘭公司用金屬3D打印制造超級摩托車電機冷卻
荷蘭超級摩托車制造商Electric Superbike Twente與金屬3D打印公司K3D合作,為其電動自行車的電機生產(chǎn)新的冷卻外殼。這是Electric Superbike Twente使用的一款3D打印金屬組件,在此前的產(chǎn)品開發(fā)中,他們意識到使用傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)的電機冷卻外殼并不適合高性能摩托車,因此雙方在設(shè)計第二輛電動摩托車后不久就開始合作。3、清楚前處理時遺留的殘污,提高工件的光潔度,能使工件露出均勻一致的金屬本色,使工件外表更美觀,好看。
傳統(tǒng)制造的局限性
超級摩托車團隊的技術(shù)經(jīng)理Feitse Krekt 評論說:“首輛超級摩托車的冷卻外殼由多個部件組成,這些部件使用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法,如車削和銑削,很難生產(chǎn)。對于這些生產(chǎn)方法,需要大量的材料,因此最終產(chǎn)品變得非常沉重。而且另外一個問題是,由于車削過程,壁厚需要高于常規(guī),我們無法盡可能高效地冷卻電動機。若材料難以切削加工,諸如工具鋼、鈦、鎳合金或不銹鋼,對于MIM最終成型來說,是最有利的,MIM工藝可以一次性成型復(fù)雜的幾何形狀特征。所以,電機的功率低于預(yù)期,有時需要放慢速度以使電動機不會過熱。”
因此,超級摩托車決定聯(lián)系K3D,K3D是荷蘭一家從Additive Industries購買了metalFab1 金屬3D打印機的公司,自2016年以來已生產(chǎn)超過35,000種產(chǎn)品。
△用于生產(chǎn)冷卻外殼的metalFab1 3D金屬打印機
K3D的首席技術(shù)官Jaap Bulsink解釋說,使用K3D生產(chǎn)的部件使他們能夠享受傳統(tǒng)制造技術(shù)無法提供的設(shè)計自由,“由于采用薄壁設(shè)計,內(nèi)部通道具有zui佳的冷卻性能,只有金屬3D打印才能實現(xiàn)極佳設(shè)計自由度。重要的是,該部件的設(shè)計重量最輕。一般要按照粘結(jié)劑和粉末密度算出其質(zhì)量比,按照這個比例來進行配比。該部件打印非常準(zhǔn)確,無需任何后處理即可直接使用。”
這不是3D打印初次用于制造電動摩托車。總部位于德國的BigRep已經(jīng)制造出功能齊全的3D打印電動摩托車,但該自行車僅用于設(shè)計目的,目前還不是一種可行的商業(yè)產(chǎn)品。工藝流程:曝光法:工程根據(jù)圖形開出備料尺寸-材料準(zhǔn)備-材料清洗-烘干→貼膜或涂布→烘干→曝光→顯影→烘干-蝕刻→脫膜→OK網(wǎng)印法:開料→清洗板材(不銹鋼其它金屬材料)→絲網(wǎng)印→蝕刻→脫膜→OK技術(shù)特點:優(yōu)點:1、可進行金屬表面細(xì)微加工。另外,寶馬今年早些時候推出了3D打印概念車架,用于BMW S1000RR運動自行車。
電動超級摩托車目前正在組裝,之后將于2019年5月24日在荷蘭恩斯赫德進行測試并最終曝光。

