MIM 3D Baskı: Uygulamalar, Malzemeler, Seçim

Bu Gönderiyi Paylaş

İçindekiler

Metal enjeksiyon kalıplama (MIM), yüksek doğruluk ve tekrarlanabilirlik ile küçük, karmaşık metal parçalar oluşturmak için kullanılan gelişmiş bir 3D baskı teknolojisidir. Bu kılavuz, kapsamlı bir genel bakış sunar MIM 3d baskı nasıl çalıştığı, uygulamaları, tasarım hususları, ekipman, malzemeler, son işlem, avantajlar, sınırlamalar, maliyetler ve daha fazlasını kapsar.

MIM 3D Baskıya Genel Bakış

MIM, hassas net şekilli metal bileşenler sunmak için plastik enjeksiyon kalıplama ve toz metalurjisini birleştirir ve diğer yöntemlerle eşsiz karmaşık geometrilere sahiptir. Karmaşık metal parçaların küçük, yüksek hacimli üretimi için idealdir.

MIM 3D Baskı Nasıl Çalışır?

MIM 3d baskı şu temel adımları içerir:

Tablo 1. MIM 3D Baskıda İşlem Adımları

AdımAçıklama
1. Besleme stoğu hazırlığıKalıplanmış bir besleme stoğu oluşturmak için metal tozu bir bağlayıcı ile karıştırılır
2. Enjeksiyon kalıplamaBir "yeşil" parça oluşturmak için besleme stoğu bir kalıba enjekte edilir
3. Bağlayıcı gidermeYeşil parçadan bağlayıcı çıkarılır
4. SinterlemeMetal tozunu katı bir nesneye eritmek için bağlayıcı giderilmiş parça sinterlenir
5. İkincil işlemeGerektiği gibi ek son işlem ve son işlem

MIM, geleneksel imalat yöntemleriyle karşılaştırılabilir malzeme özelliklerine sahip, tamamen yoğun, ince taneli metal bileşenler üretmek için kapsamlı bir tasarım özgürlüğü sağlar.

Tablo 2. MIM 3D Baskının Avantajları

Avantajlar
Karmaşık geometriler ve ince özellikler
Mükemmel yüzey finisajları
Geniş malzeme yelpazesi
Yüksek üretim miktarları
Yüksek verimlerden düşük atık
Küçük parçalar için maliyet etkinliği

MIM, 100 gramın altında ve 102 mm'ye kadar olan küçük, karmaşık parçalar için uygundur. Çeşitli endüstrilerde yüksek hacimli uygulamalarda metal 3D baskı için popüler bir seçimdir.

MIM 3d baskı
MIM 3D Baskı: Uygulamalar, Malzemeler, Seçim 4

MIM 3D Baskının Uygulamaları

MIM 3d baskı, çeşitli alaşımlardan sıkı toleranslarla karmaşık metal bileşenler üretebilir.

Tablo 3. MIM 3D Baskının Endüstrileri ve Uygulamaları

EndüstriYaygın Uygulamalar
Havacılık ve UzayTürbin kanatları, pervaneler, dişliler
OtomotivYakıt sistemi bileşenleri, konektörler, nozüller
Tüketici ürünleriTakı, saatler, dekoratif metal sanat
Diş ve tıbbiOrtodontik braketler, implantlar, cerrahi aletler
Ateşli SilahlarTetikler, çekiçler, emniyetler, ejektörler
EndüstriyelVanalar, bağlantı parçaları, dişliler, aşınma parçaları

MIM, yüksek hassasiyetin kritik olduğu çeşitli endüstrilerde küçük, karmaşık metal parçalar üretmek için kullanılır.

MIM 3D Baskı için Tasarım Hususları

MIM'in yeteneklerini en üst düzeye çıkarmak ve kusurlardan kaçınmak için uygun bileşen tasarımı çok önemlidir. Aşağıda temel tasarım yönergeleri bulunmaktadır.

Tablo 4. MIM 3D Basılı Parçalar için Tasarım Yönergeleri

Tasarım AçısıÖneriler
Parça boyutu100 g'a kadar ve maksimum 102 mm
Duvar kalınlığıBozulmayı önlemek için 0,3 – 4 mm
Yüzey finisajıKalıptan çıkarma için yarıçaplar ve konik açılar
Artık gerilmelerTek tip duvar kalınlıkları
Parça geometrisiBükülmeye yatkın uzun ince kesitlerden kaçının
MontajÇok parçalı montajlar için birbirine kenetlenen özellikler tasarlayın
DokularToleranslar ve geometri, CAD modelinden farklı olabilir

Tasarım aşamasında MIM uzmanlarına danışmak, üretilebilirliği tanımlamaya ve yeniden çalışmayı önlemeye yardımcı olur. Simülasyon araçları ayrıca MIM'in yetenekleri ve sınırlamaları için tasarımları optimize edebilir.

Metal Parçaların 3D Baskısı için MIM Ekipmanı

Benzersiz MIM üretim süreci için özel ekipman gereklidir. Aşağıda temel MIM 3d baskı makineleri bulunmaktadır.

Tablo 5. MIM 3D Baskı için Ana Ekipman

EkipmanAmaç
MikserlerTozu ve bağlayıcıyı besleme stoğuna karıştırın
Enjeksiyon kalıplama makineleriBesleme stoğundan yeşil parçalar oluşturun
Bağlayıcı giderme fırınlarıYeşil parçalardan bağlayıcıyı çıkarın
Sinterleme fırınlarıKahverengi parçalarda toz parçacıklarını eritin
CNC işleme merkezleriSinterlenmiş parçaların ikincil işlenmesi

MIM üretimi, her bir işlem adımı için özel olarak tasarlanmış, tescilli ekipmanlardan oluşan eksiksiz bir iş akışı kullanır.

Diğer yardımcı MIM ekipmanı arasında besleme stoğu hunileri, bağlayıcı giderme tankları, taşlama/parlatma aletleri, metroloji cihazları, elekler ve daha fazlası bulunur. Yüksek hacimli MIM üretiminde çoklu entegre adımlara sahip otomatik sistemler yaygındır.

Tablo 6. MIM Ekipmanının Maliyet Aralığı

Makine TipiMaliyet Aralığı
Küçük tezgah üstü fırınlar<$50.000
Endüstriyel sinterleme fırınları>$150.000
CNC işleme merkezleri$100.000 – $250.000
Otomatik MIM hatları>$500.000

Maliyetler, üretim hacimlerine, verime ve otomasyon gereksinimlerine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Sözleşmeli üreticilerle ortaklık kurmak, büyük ekipman yatırımları olmadan erişim sağlar.

Metal MIM 3D Baskı için Malzemeler

MIM'in temel bir faydası, uygulama gereksinimlerini karşılamak için kullanılabilecek çeşitli malzemelerdir.

Tablo 7. MIM 3D Baskı için Yaygın Malzemeler

MalzemeÖzellikler ve Uygulamalar
Paslanmaz çelikTıbbi kullanımlar için korozyon direnci
Titanyum alaşımlarıHavacılık parçaları için yüksek mukavemet
Kobalt-kromDiş implantları için aşınma direnci
Takım çelikleriEndüstriyel takımlar için sertlik
Alüminyum alaşımlarYüksek termal iletkenliğe sahip hafif
Bakır alaşımlarıElektrik/termal iletkenlik
Manyetik alaşımlarYumuşak manyetik özellikler

MIM, sinterlemeden sonra yüksek performanslı alaşımları neredeyse tam yoğunluklu bileşenlere işleyebilir. Malzeme seçimi, mekanik ihtiyaçlara, korozyon direncine, aşınma direncine ve diğer özelliklere bağlıdır.

MIM 3D Basılı Metal Parçalar için Son İşlem

MIM işleminden sonra, ek son işlem, nihai parça özelliklerini iyileştirir.

Tablo 8. MIM Parçaları için Yaygın İkincil İşleme

SüreçAmaç
Isıl işlemMikroyapıyı ve mekanik özellikleri değiştirin
KaplamaKorozyon veya aşınma direncini artırın
PasivasyonPaslanmaz çelikten serbest demiri çıkarın
Talaşlı İmalatBoyutsal doğruluğu ve yüzey kalitesini iyileştirin
İşaretlemeParça tanımlama
TestMekanik performansı onaylayın

MIM parçaları, delik delme, diş açma, boyama, lazerle işaretleme veya logolar kazıma ve daha fazlası gibi çeşitli diğer son işlem adımlarını gerektirebilir.

MIM 3D Baskının Artıları ve Eksileri

MIM, dikkate alınması gereken benzersiz avantajlar ve ayrıca sınırlamalar sağlar.

Tablo 9. MIM'in Faydaları ve Sınırlamaları

AvantajlarDezavantajlar
Karmaşık geometrilerParça boyutu sınırları
Yüzey kaplamalarıTasarım kısıtlamaları
Geniş malzeme yelpazesiDüşük malzeme mukavemeti
Yüksek üretimÖn işlem geliştirme
Neredeyse net şekilİkincil işlem genellikle gereklidir
Düşük atıkYüksek ekipman maliyetleri

MIM, kendi ödünleşmelerine sahip bağlayıcı püskürtme, DMLS ve EBM gibi diğer toz bazlı AM işlemleriyle rekabet eder. İmalat yöntemini parça gereksinimleri ve üretim hacimleriyle eşleştirmek zorunludur.

MIM 3d baskı
Hazırlanmış Metal Tozları

Bir MIM 3D Baskı Ortağı Nasıl Seçilir?

Yüksek kaliteli bileşenlerin uygun maliyetli üretimi için nitelikli bir MIM üreticisi seçmek çok önemlidir.

Tablo 10. Bir MIM Ortağı Seçme Kriterleri

FaktörAçıklama
UzmanlıkYılların deneyimi, eğitimli teknisyenler
Kalite sistemleriISO 9001 veya AS9100 sertifikalı
Üretim kapasitesiVerim, hızlı geri dönüş
Performans testiMekanik özellikleri doğrulayın
Tasarım yetenekleriSimülasyon, üretilebilirlik tavsiyesi
MalzemelerTeklif yelpazesi
Son İşlemİşleme, son işlem, kaplama vb.
Dikey entegrasyonTam işlem iş akışı üzerinde kontrol

Potansiyel bir tedarikçinin fabrikasını ziyaret etmek, yetkinliklerini ve kapasitelerini ilk elden değerlendirmeye olanak tanır. Önceki müşteri incelemeleri ve örnek parçalar da yeteneklerine güven sağlar.

MIM 3D Baskı için Maliyet Analizi

MIM maliyetleri birçok değişkene bağlıdır ancak seri üretim için ekonomiktir.

Tablo 11. MIM Parça Maliyetini Etkileyen Faktörler

ParametreMaliyetler Üzerindeki Etkisi
Parça boyutuDaha küçük, parça başına daha ucuzdur
Üretim miktarıDaha yüksek hacimlerle maliyet/parça düşer
MalzemeDaha egzotik alaşımlar pahalıdır
ToleranslarDaha sıkı toleranslar maliyeti artırır
İkincil işlemeMaliyete ekler
Tasarım karmaşıklığıDaha karmaşık, daha pahalıya eşittir

Ayrıntılı bir RFQ, uygulamanın özel tasarım, malzeme, kalite ve hacim ihtiyaçlarına göre uyarlanmış fiyatlandırma sağlar. MIM üretim maliyetleri, karmaşık, küçük bileşenler için işleme ile karşılaştırıldığında rekabetçidir.

Tablo 12. Gösterge Parça Maliyet Aralığı

Parça HacmiParça Başı Maliyet Aralığı
10-100$50 – $500
1,000$10 – $50
10,000$2 – $15
100,000+$0.50 – $5

Ölçek ekonomileri, MIM'i daha düşük hacimlere kıyasla büyük üretim miktarları için son derece uygun maliyetli hale getirir ve parça başına daha yüksek maliyetler sunar.

MIM 3d baskı
MIM 3D Baskı: Uygulamalar, Malzemeler, Seçim 5

SSS

Aşağıda, MIM katkısal imalatı hakkında sık sorulan soruların yanıtları verilmiştir.

Tablo 13. MIM Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

SoruCevap
MIM hangi malzemeleri işleyebilir?Tüm standart metaller - paslanmaz çelik, titanyum, alüminyum, takım çeliği, süper alaşımlar, manyetik alaşımlar vb.
MIM hangi boyutlarda parçalar üretebilir?Yaklaşık olarak 100 g'a kadar ve 100 mm x 100 mm x 100 mm.
MIM ne kadar sürer?Hacimlere bağlı olarak tipik olarak
Hangi yüzey işlemleri elde edilebilir?2-4 mikron pürüzlülükte sinterlenmiş yüzeyler.
Hangi toleranslar mümkündür?İşleme bağlı olarak yaklaşık %±0,5 ila %±0,1.
MIM kaç parça üretebilir?Bir üretim partisinde onlarca ila milyonlarca parça.
MIM, CNC işleme ile nasıl karşılaştırılır?Yüksek hacimlerde üretilen küçük, karmaşık parçalar için daha düşük maliyetler, daha az malzeme israfı.
MIM bir eklemeli imalat süreci midir?Evet, bir toz yatağı füzyon AM teknolojisi olarak kabul edilir.
Hangi son işlem gereklidir?Çoğu parça ısıl işlem, yüzey finisajı, kaplama vb. gerektirir.
MIM çok malzemeli parçalar yapabilir mi?Hayır, sadece homojen malzemeler, ancak montajlar basılabilir.

Bu temel bilgileri kapsar - başka sorularınız için lütfen iletişime geçin! MIM, karmaşık metal bileşenleri üretmenin uygun maliyetli bir yolunu sunar.

Sonuç

MIM, mükemmel mekanik özelliklere, karmaşık geometrilere, ince özelliklere ve pürüzsüz yüzey finisajlarına sahip küçük, yüksek hassasiyetli metal parçalar üretmek için çok yönlü bir 3D baskı işlemidir. Havacılık, otomotiv, tıp ve diğer çeşitli endüstrilerde çok sayıda karmaşık bileşenin uygun maliyetle üretilmesinde mükemmeldir.

İmalat kolaylığı için optimizasyonlarla MIM, diğer yöntemlerle mümkün olmayan metal eklemeli imalat çözümleri sunabilir. Bu kılavuz, sürecin nasıl çalıştığını, temel uygulamaları, tasarım ilkelerini, ilgili ekipmanları, kullanılan malzemeleri, son işlemeyi, artıları ve eksileri, tedarikçi değerlendirme kriterlerini, gösterge niteliğindeki fiyatlandırmayı ve MIM 3d baskı hakkında SSS'leri kapsamaktadır. Özel parça ihtiyaçlarınız ve üretim hacimleriniz için doğru süreç olup olmadığını belirlemek için bir MIM uzmanıyla görüşün.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin

Bültenimize Abone Olun

Güncellemeleri alın ve en iyilerden öğrenin

Keşfedilecek Daha Fazla Şey

Scroll to Top