Su MIM įrankių projektais mus atėjo klientai, kurie susidegino kitur. Vienas automobilių tiekėjas praleido aštuonis mėnesius kurdamas pavaros komponentą su pardavėju, kuris nesuprato sukepinimo susitraukimo kompensavimo. Įrankiai pagamino 0,4 mm mažesnio dydžio dalis kiekviename kritiniame matmenyje. Jie turėjo pradėti iš naujo. Ši patirtis mus išmokė, kad dauguma ministro pirmininko nesėkmių kyla iš pagrindinių dalykų, kuriuos kažkas nepastebėjo arba manė, kad jie pasiseks.
Kaip tai veikia
Įprasto presavimo{0}}ir -sukepinimo PM atveju susiduriate su maždaug 50 mikronų milteliais. Pakankamai grubus, kad pamatytumėte, jei atidžiai pažiūrėsite. Hidrauliniai presai veikia 150-700 MPa, kad sutankintų šiuos miltelius standžiuose štampuose. Tai, kas išeina, vadinama „žaliuoju“ kompaktiniu. Jis išlaiko formą dėl mechaninio blokavimo, bet dar neturi tikro stiprumo. Tankis yra tarp 60–90% teorinio.
Sukepinimas vyksta kontroliuojamos atmosferos krosnyse. Geležies{1}}pagrindo medžiagos veikia maždaug 1120 laipsnių kampu. Nerūdijančiam plienui reikia aukštesnės temperatūros, paprastai 1250–1400 laipsnių. Šiame etape atomai išsklaido per dalelių ribas. Dalis šiek tiek tankėja ir susitraukia, dažniausiai 0,1-0,3%.
MIM yra kitoks gyvūnas.
Milteliai yra daug smulkesni, maždaug 8 mikronų, sumaišyti su polimeriniais rišikliais, kad būtų sukurta žaliava, kuri injekcijos metu elgiasi kaip plastikas. Ši žaliava įpurškiama į formas 50-200 MPa. Po formavimo pašalinate rišiklį termiškai arba tirpikliu, tada sukepinate. Susitraukimas MIM sukepinimo metu yra 15-20%. Nepamirškite to savo įrankių projekte ir turėsite laužą.
Vienas dalykas, kuris nustebina įsigijimo komandas: MIM milteliai kainuoja 3-5 kartus daugiau nei įprasti PM milteliai. Dujų purškimo ir karbonilo skaidymo procesai, reikalingi smulkioms sferinėms dalelėms, yra brangūs. Ši kaina nurodoma kiekvienoje citatoje, o kai kurie tiekėjai nepaaiškina, kodėl jų MIM kainos yra daug didesnės nei iš pažiūros panašių dalių presavimo ir sukepinimo alternatyvų.
MIM prieš presą-ir-Sinter
| Įprastas PM | MIM | |
|---|---|---|
| Dalies svoris | nuo 0,68 g iki 6,8 kg | Paprastai mažiau nei 50 g, maks. 150 g |
| Tankis | 85-92% | 95-99% |
| Ploniausia siena | Maždaug 2 mm | Galimas 0,3 mm |
| Tolerancija | ±0.3-0.5% | ±0,3% ar daugiau |
| Geometrija | Dažniausiai 2D | Įpjovos, sriegiai, kryžminės{0}}skylės |
| Įrankiai | $2,000-$10,000 | $10,000-$50,000 |
| Garsumo pertrauka{0}}lyginė | 5000 per metus | 10 000 per metus |
Įprastas PM apribojimas atsiranda dėl spaudimo krypties. Taikote ašinę jėgą, todėl tai ašiai statmenos savybės yra sudėtingos. Vidinės gijos? Nevyksta. Skersines skyles reikia antrinio apdirbimo.
MIM pašalina tuos apribojimus, bet prideda naujų. Didesnės nei 150 g dalys susiduria su sudėtingais iššūkiais. Sienelės storio pokytis, didesnis nei ± 40–60 %, sukelia deformaciją, kurios sukepinimo metu beveik neįmanoma ištaisyti.
Praėjusiais metais klientas mūsų paklausė apie 200 g MIM dalį su 4:1 sienelių storio santykiu. Mes jiems pasakėme, kad tai neveiks. Jie vis tiek nuėjo pas kitą tiekėją, išleido 45 000 USD įrankiams ir grįžo po šešių mėnesių, atmetę projektą. Kai kurios geometrijos tiesiog netinka MIM, nepaisant to, ką žada alkana pardavimų komanda.
Prieš kitus gamybos būdus
PM laimi dėl medžiagų panaudojimo. Naudojate 95–97 % įvesties medžiagos. CNC apdirbimas gal pusę jūsų atsargų paverčia lustais.
Komercinės transporto priemonės alyvos siurblio pavara, kurią nurodėme prieš apdirbimą, kainavo 32 % apdirbtų sąnaudų. 68 % sutaupyta beveik vien dėl medžiagų ir ciklo trukmės.
Tačiau apdirbimas turi privalumų, kurių PM negali liesti. ±0,01 mm nuokrypiai yra įprasti. Bet kokia norima medžiaga. Ekonomiškai prasmingi prototipų kiekiai. Mažesnė nei 1 000 vienetų per metus, matematika paprastai teikia pirmenybę apdirbimui net ir geometrijoms, kurias PM tvarko gerai.
Didesnių paprastų dalių, kurių ciklo trukmė kainuoja, liejimas laimi. PM siūlo geresnę mikrostruktūros kontrolę ir tyčinį poringumą, kai to reikia guoliams ar filtrams.
Kalimas gamina tvirtesnes dalis. Maždaug 26 % didesnis lygiaverčių lydinių tempiamasis stipris, beveik -nulio poringumas, grūdelių srauto išlygiavimas, kuris pagerina nuovargio tarnavimo laiką. Mes matėme, kad klientai specifikuoja PM programoms, kurioms tikrai reikėjo kalimo, tada susidoroja su lauko gedimais.
Dėl mechaninių savybių: PM plienas susikepinus pasiekia 900 MPa tempimo, po terminio apdorojimo 1 200 MPa. MIM 316L esant 97% tankiui veikia 520-650 MPa su 35-50% pailgėjimu. Artimos kaltinėms savybėms, bet ne identiškos.
Programos
Automobilių transmisijos komponentai dominuoja PM kiekiu. GKN tiekia Ford F{1}}greičių ir GM 9-greičių transmisijų dalis. MPIF dokumentuoja daugiau nei 750 PM automobilių taikomąsias programas (mpif.org). Vienoje transporto priemonėje sunkvežimių dalelių kiekis yra apie 25 kg, o supaprastėjus transmisijai – iki maždaug 2,3 kg akumuliatorinių elektromobilių.
Medicinos prietaisai teikia pirmenybę MIM. Chirurginiai segiklio žandikauliai, gaminami kaip vientiso -gabalo MIM komponentai, pakeitė agregatus, kuriems anksčiau reikėjo 12 apdirbtų dalių.
Per pastarąjį dešimtmetį MIM apimties augimą paskatino buitinė elektronika. „Apple“ „Lightning“ jungtis kas savaitę gamino dešimtis milijonų MIM. OPPO Find N2 Flip vyris turi 136 dalis, daug MIM.
Aerospace naudoja PM ekstremalioms reikmėms. GE miltelių{1}}priedų gamyba kuro purkštukams leidžia sumažinti svorį 25 %. Rolls{4}}„Royce“ turbinų diskai naudoja PM superlydinius svarbiems besisukantiems komponentams.
Kas kelia žmones
Mums paskambino mašinistas po to, kai jo parduotuvė tris savaites kovojo su PM dalimi. Jis tai apibūdino kaip „grynojo abrazijos apdirbimą“. Dalis buvo išbandyta esant priimtino kietumo, bet suvalgyta naudojant standartinius įrankius. Pasirodo, PM matricoje gali būti labai kietų dalelių, kurių masinio kietumo bandymas neatskleidžia.
Jo sprendimas: TiN{0}}dengti čiaupai, be aušinimo skysčio. Sausos drožlės neprilimpa prie poringumo. Taip jis vadovavo PM padaliniams dvidešimt metų, o rezultatai buvo nuoseklūs.
Kalbant apie kokybės kontrolę, pramonės šakose, kurios plačiai naudoja MIM, vyksta diskusijos. Vienas mašinistas, su kuriuo kalbėjomės, atvirai pasakė: procesas veikia gerai, bet kokybė visiškai priklauso nuo jį valdančios parduotuvės. Geri tiekėjai gamina nuoseklias dalis. Blogi tiekėjai slepiasi už „įgimto kintamumo“ kaip pasiteisinimo.
Mes matėme šį žaidimą. Klientas pakeitė MIM pardavėją, kad sutaupytų 12% už vienetą. Atmetimo procentas sumažėjo nuo 0,3% iki 4,2%. Sutaupytos lėšos dingo dėl rūšiavimo išlaidų ir gamybos vėlavimo.
Vertindami MIM tiekėjus, prašykite Cpk duomenų apie svarbius matmenis. Paklauskite apie proceso stebėjimą-. Patikrinkite, ar sertifikatai atitinka jūsų pramonės šaką. IATF 16949 automobiliams. AS9100D aviacijai. ISO 13485 medicinos.
Pirkimo specifika
Įrankių pristatymo laikas yra 6–12 savaičių. Pridėkite 1–2 savaites PPAP darbui su automobiliais. Pirmiesiems straipsniams reikia 8–14 savaičių nuo dizaino išleidimo. Pakartotiniai užsakymai: 4-8 savaites MIM, 2-4 savaites nustatytoms PM dalims.
Svarbūs dizaino apribojimai. MIM sienelės storis geriausiai tinka 1,0–3,0 mm. Mažiausias 0,5 mm, didžiausias apie 12,5 mm. Išlaikykite skirtumus ±40–60%. Miltelių srautui kampai turi būti 0,5 mm spindulio.
Kodėl mes tai rašome
Mes statomeįpurškimo formos. MIM įrankiai atitinka šias galimybes, o tikslumo reikalavimai atspindi tai, ką mes atliekame, kai atliekame sudėtingas plastiko įpurškimo programas. Kai klientai klausia, ar MIM yra prasminga jų geometrijai, mes svarstome tuos pačius svarstymus, kurie aprašyti čia.
Mes atmetėme projektus, kurie neatitiko technologijos. Verčiau prarastume pasiūlymą, nei žiūrėtume, kaip klientas išleidžia šešis skaitmenis įrankiams, kurie negali pagaminti priimtinų dalių.
Jei vertinate programos PM, peržiūrėsime jūsų dizainą prieš įsipareigodami naudoti įrankius. Už galimybių vertinimą nereikia mokėti. Paprastai pokalbis trunka trisdešimt minučių ir aptariama, ar geometrija veikia, kokios tolerancijos yra tikroviškos ir ar apimtis pateisina investicijas.
Techninės nuorodos: MPIF (mpif.org), Mordor Intelligence (mordorintelligence.com)