היו לנו לקוחות שהגיעו אלינו עם פרויקטים של כלי MIM לאחר שנצרבו במקום אחר. ספק רכב אחד השקיע שמונה חודשים בפיתוח רכיב ציוד עם ספק שלא הבין את פיצוי הצטמקות סינטר. הכלי ייצר חלקים בגודל נמוך של 0.4 מ"מ על פני כל מימד קריטי. הם היו צריכים להתחיל מחדש. הניסיון הזה לימד אותנו שרוב הכישלונות של ראש הממשלה נובעים ליסודות שמישהו התעלם או הניח שיסתדרו.
איך זה עובד
לעיתונות קונבנציונלית-ו-סינטר PM, אתה מתמודד עם אבקה בסביבות 50 מיקרון. גס מספיק כדי לראות אם אתה מסתכל היטב. מכבשים הידראוליים מפעילים 150-700 MPa כדי לדחוס אבקה זו בתבנית נוקשה. מה שיוצא נקרא קומפקט "ירוק". הוא מחזיק צורה באמצעות חיבור מכני אך אין לו עדיין חוזק אמיתי. הצפיפות יושבת איפשהו בין 60-90% מהתיאורטי.
סינטרה מתרחשת בתנורי אטמוספירה מבוקרת. חומרים מבוססי ברזל פועלים בסביבות 1,120 מעלות. פלדות אל חלד זקוקות לטמפרטורות גבוהות יותר, בדרך כלל 1,250-1,400 מעלות. בשלב זה, אטומים מתפזרים על פני גבולות החלקיקים. החלק מתכווץ ומתכווץ מעט, בדרך כלל 0.1-0.3%.
MIM היא חיה אחרת.
האבקה עדינה הרבה יותר, בסביבות 8 מיקרון, מעורבבת עם קלסרים פולימריים כדי ליצור חומר הזנה שמתנהג כמו פלסטיק במהלך ההזרקה. חומר הזנה הזה מוזרק לתבניות במהירות 50-200 MPa. לאחר הדפוס, אתה מסיר את הקלסר באמצעות תהליכים תרמיים או ממיסים, ולאחר מכן חותך. הצטמקות במהלך סינטר MIM נע בין 15-20%. מתגעגע לזה בתכנון כלי העבודה שלך ויש לך גרוטאות.
דבר אחד שמפתיע את צוותי הרכש: אבקת MIM עולה פי 3- אבקת PM קונבנציונלית. תהליכי פירוק גז ופירוק קרבוניל הנדרשים עבור חלקיקים כדוריים עדינים הם יקרים. עלות זו מופיעה בכל הצעת מחיר, וחלק מהספקים אינם מסבירים מדוע הצעות ה-MIM שלהם גבוהות בהרבה מחלופות עיתונות-ו-sinter עבור חלקים דומים לכאורה.
MIM לעומת הקש-ו-Sinter
| ראש הממשלה הרגיל | MIM | |
|---|---|---|
| משקל חלק | 0.68 גרם עד 6.8 ק"ג | פחות מ-50 גרם טיפוסי, 150 גרם מקסימום |
| צְפִיפוּת | 85-92% | 95-99% |
| הקיר הדק ביותר | בסביבות 2 מ"מ | 0.3 מ"מ אפשרי |
| סוֹבלָנוּת | ±0.3-0.5% | ±0.3% או יותר |
| גֵאוֹמֶטרִיָה | בעיקר דו מימד | חתכים, חוטים, חורים צולבים- |
| כלי עבודה | $2,000-$10,000 | $10,000-$50,000 |
| שווי-שוויון בעוצמת הקול | 5,000 לשנה | 10,000 לשנה |
המגבלה של ראש הממשלה הרגיל מגיעה מהכיוון הלוחץ. אתה מפעיל כוח צירי, אז תכונות מאונכות לציר הזה הן קשות. חוטים פנימיים? לא קורה. חורים צולבים- דורשים עיבוד משני.
MIM מסיר אילוצים אלה אך מוסיף חדשים. חלקים מעל 150 גרם נתקלים באתגרים של ביטול הכריכה. שינוי בעובי הקיר מעבר ל-±40-60% גורם לעיוות שכמעט בלתי אפשרי לתקן אותו במהלך הסינטר.
לקוח שאל אותנו בשנה שעברה לגבי חלק MIM של 200 גרם עם יחס עובי דופן של 4:1. אמרנו להם שזה לא יעבוד. הם הלכו לספק אחר בכל מקרה, הוציאו 45,000 דולר על כלי עבודה, וחזרו שישה חודשים לאחר מכן לאחר ביטול הפרויקט. כמה גיאומטריות פשוט לא מתאימות ל-MIM ללא קשר למה שצוות מכירות רעב מבטיח.
נגד שיטות ייצור אחרות
ראש הממשלה מנצח על ניצול החומר. אתה משתמש ב-95-97% מחומר הקלט. עיבוד CNC ממיר אולי חצי מהמלאי שלך לשבבים.
ציוד משאבת שמן לרכב מסחרי שציטטנו נגד עיבוד שבבי הגיע ב-32% מעלות העיבוד. החיסכון של 68% הגיע כמעט כולו מזמן חומר ומחזור.
אבל לעיבוד שבבי יש יתרונות שראש הממשלה לא יכול לגעת. סובלנות של ±0.01 מ"מ הן שגרתיות. כל חומר שתרצו. כמויות אב טיפוס הגיוניות כלכליות. מתחת לכ-1,000 יחידות בשנה, המתמטיקה בדרך כלל מעדיפה עיבוד שבבי אפילו עבור גיאומטריות ש-PM מטפל היטב.
יציקת המטות מנצחת עבור חלקים פשוטים גדולים יותר שבהם עלות הכוננים של זמן המחזור. PM מציע שליטה מיקרו-מבנית טובה יותר ונקבוביות מכוונת כאשר אתה צריך את זה עבור מיסבים או מסננים.
פרזול מייצר חלקים חזקים יותר. חוזק מתיחה גבוה בכ-26% עבור סגסוגות שוות, כמעט -אפס נקבוביות, יישור זרימת גרגרים המשפר את חיי העייפות. ראינו לקוחות מפרט PM עבור יישומים שבאמת נזקקו לזיוף, ולאחר מכן מתמודדים עם כשלים בשטח.
על מאפיינים מכניים: פלדת PM פוגעת במתיחה של 900 MPa כמו-מתוחה, 1,200 MPa לאחר טיפול בחום. MIM 316L בצפיפות של 97% פועל 520-650 MPa עם 35-50% התארכות. קרוב לנכסים מחושלים אך לא זהים.
יישומים
רכיבי תיבת הילוכים לרכב שולטים בנפח PM. GKN מספקת חלקים לתיבות הילוכים פורד F-150 10-מהירות ו-GM 9-. MPIF מתעד יותר מ-750 PM יישומי רכב (mpif.org). תכולת PM לכל רכב נעה בסביבות 25 ק"ג למשאיות, ויורדת לכ-2.3 ק"ג עבור רכבי EV סוללה ככל שהעברת ההילוכים מפשטת.
מכשירים רפואיים מעדיפים MIM. לסתות מהדק כירורגי המיוצרות כרכיבי MIM- יחידים החליפו מכלולים שבעבר דרשו 12 חלקים מעובדים.
מוצרי אלקטרוניקה הניעו את צמיחת הנפח של MIM בעשור האחרון. מחבר ה-Lightning של אפל הפעיל ייצור MIM בעשרות מיליונים מדי שבוע. לציר OPPO Find N2 Flip יש 136 חלקים, רבים של MIM.
תעופה משתמשת ב-PM עבור יישומים קיצוניים. ייצור תוספים מבוסס אבקה- של GE עבור חרירי דלק משיג הפחתת משקל של 25%. דיסקי טורבינה ברולס-רויס משתמשת בסגסוגות-על של PM עבור טיסה-רכיבים מסתובבים קריטיים.
מה מעמיס אנשים
התקשר אלינו מכונאי לאחר שהחנות שלו נאבקה עם חלק ראש הממשלה במשך שלושה שבועות. הוא תיאר זאת כ"עיבוד שחיקה טהורה". החלק נבדק בקשיחות סבירה אך אכל באמצעות כלי עבודה סטנדרטיים. מסתבר ש-PM יכול להכיל חלקיקים קשים מאוד המפוזרים במטריקס שבדיקת קשיות בתפזורת לא חושפת.
הפתרון שלו: ברזים מצופים TiN-, ללא נוזל קירור. צ'יפס יבש לא נדבק לנקבוביות. הוא ניהל את חלקי ראש הממשלה בצורה זו במשך עשרים שנה עם תוצאות עקביות.
בצד בקרת האיכות, יש ויכוח מתמשך בתעשיות המשתמשות ב-MIM באופן נרחב. מכונאי אחד שדיברנו איתו ניסח זאת באופן בוטה: התהליך עובד מצוין, אבל האיכות תלויה לחלוטין בחנות שמנהלת אותו. ספקים טובים מייצרים חלקים עקביים. ספקים גרועים מסתתרים מאחורי "שונות אינהרנטית" כתירוץ.
ראינו את זה מתנגן. לקוח החליף ספקי MIM כדי לחסוך 12% ליחידה. שיעור הדחייה ירד מ-0.3% ל-4.2%. החיסכון נעלם בעלויות מיון ועיכובים בייצור.
בעת הערכת ספקי MIM, בקש נתוני Cpk על מימדים קריטיים. שאל על-מעקב בתהליך. ודא שהאישורים תואמים את התעשייה שלך. IATF 16949 לרכב. AS9100D עבור תעופה וחלל. ISO 13485 לרפואה.
מפרט רכש
זמני אספקה נמשכים 6-12 שבועות עבור כלי עבודה. הוסף 1-2 שבועות עבור PPAP על עבודות רכב. מאמרים ראשונים צריכים 8-14 שבועות משחרור העיצוב. הזמנות חוזרות: 4-8 שבועות MIM, 2-4 שבועות עבור חלקי PM מבוססים.
אילוצי עיצוב חשובים. עובי דופן MIM עובד בצורה הטובה ביותר ב-1.0-3.0 מ"מ. מינימום 0.5 מ"מ, מקסימום סביב 12.5 מ"מ. שמור על וריאציות בטווח של ±40-60%. לפינות צריך רדיוסים של 0.5 מ"מ לזרימת אבקה.
למה אנחנו כותבים את זה
אנחנו בוניםתבניות הזרקה. כלי MIM נופלים ביכולת זו, ודרישות הדיוק משקפות את מה שאנו מטפלים ביישומי הזרקת פלסטיק תובעניים. כשלקוחות שואלים האם MIM הגיוני עבור הגיאומטריה שלהם, אנו עוברים על אותם שיקולים המופיעים כאן.
דחינו פרויקטים שלא התאימו לטכנולוגיה. אנחנו מעדיפים להפסיד הצעת מחיר מאשר לראות לקוח מוציא שש ספרות על כלי עבודה שלא יכולים לייצר חלקים מקובלים.
אם אתה מעריך את PM עבור יישום, נבדוק את העיצוב שלך לפני שתתחייב על כלים. ללא תשלום עבור הערכת היתכנות. השיחה אורכת בדרך כלל שלושים דקות ומכסה האם הגיאומטריה עובדת, אילו סובלנות מציאותיות והאם נפח מצדיק את ההשקעה.
הפניות טכניות: MPIF (mpif.org), Mordor Intelligence (mordorintelligence.com)