金屬注射成型的案例
分析比較：3D打印與傳統(tǒng)CNC、注塑和金屬注射成型之間的工藝差異
不過，粘結劑噴射金屬3D打印后期燒結工藝因為重力和摩擦以及收縮的影響，不擅長加工無支撐結構的大面積薄壁件，也不善于制造細枝樹狀零件等。
粘結劑噴射金屬3D打印與注射成型原理
其次成型工藝不一樣，粘結劑噴射金屬3D打印采用陣列噴頭選擇性的噴射粘結劑固化而成，而MIM則采用模具注射成型。但是兩者的后處理工藝是相同的，均需要高溫燒結。燒結后，3D打印的零件致密度可以達到98%以上，與MIM工藝相近。但是由于MIM需要專門的脫脂過程，決定了不可能做很厚實的零件。
第三，粘結劑噴射金屬3D打印的制造步驟比MIM少。MIM需要開模，而粘結劑噴射金屬3D打印可以直接打印零件。因為對于小批量的加工速度明顯優(yōu)于MIM工藝。并且，MIM的模具一旦加工完成，就不容易調整。所以在不增加費用的情況下，金屬3D打印可以進行多次迭代。
如何在粘結劑噴射金屬3D打印與MIM之間選擇?
大多數(shù)情況下，如何取舍，主要在于產(chǎn)量。對于原型制造和小批量生產(chǎn)，比如幾萬件，選擇前者是不錯的選擇。但是MIM在大批量生產(chǎn)時更具成本效益，比如幾十萬件以下可以選擇MIM工藝。
除了產(chǎn)量是決定性因素之外，還有其他的原因。
由于脫脂的限制，MIM不能做太大和厚實的零件。一般MIM零件的質量在500g以下范圍，所以對于大尺寸零件，傾向于選擇3D打印工藝。
注射成型和粘結劑噴射金屬3D打印的零件對比
此外，復雜的設計也傾向于選擇3D打印，因為MIM零件的幾何形狀受到脫模的限制。
兩種工藝在表面質量方面也存在差異。MIM 的表面光潔度略高，粗糙度約為1~2μm，粘結劑噴射金屬3D打印零件的表面粗糙度在3μ以上。對于具有較高裝配精度要求的，加工后期工藝需要采用CNC，既可以選擇注射成型也可以選擇3D打印。
展開 Moldex3D模流分析之粉末注射成型模塊模擬
粉末注射成型（PIM）為傳統(tǒng)射出成型的重要衍生制程，其提供另一種解決方案，用以生產(chǎn)由金屬或陶瓷材料所制成的高精度產(chǎn)品。金屬粉末注射成型制程被廣泛應用于消費性電子與信息工業(yè)領域，而陶瓷粉末注射成型制程則主要用于汽機車與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。粉末注射成型與傳統(tǒng)射出成型的主要差異在于備料（feedstock）。在粉末注射成型中，粒狀備料是由金屬或陶瓷粉末和高分子黏著劑兩種材料混合而成，其粉末體積通常為40%-60%。金屬或陶瓷粉末是形成最終產(chǎn)品的主要原料，但一般很難被加工，因此藉由黏著劑如塑料或蠟以降低粉末的黏度，以利將粉末注入模穴中。
粉末注射成型制程包含四項基本步驟：(1) 制備含有所需粉末的備料；(2) 備料經(jīng)射出成型成為生胚；(3) 脫脂以移除生胚中的黏著劑；(4) 燒結剩余的粉末結構以得到最終產(chǎn)品。一般而言，燒結后發(fā)現(xiàn)的塑件缺陷多在射出成型過程中就已形成，例如：蠟痕、頂針痕、分模線等，這些缺陷并不能在脫脂或燒結過程中減少或消除。在金屬粉末注射成型工業(yè)中，黑線（black line）是由于粉末－黏著劑的相分離現(xiàn)象而在塑件表面產(chǎn)生的缺陷，常發(fā)生于高速與高壓的射出成型制程中，此相分離現(xiàn)象會影響生胚的質量，對于燒結過程中的翹曲與機械性質都非常重要。因此，如何預測模具充填時的粉末濃度是必須重視的課題。
Moldex3D 粉末注射成型模塊功能導覽
Moldex3D粉末注射成型模塊（PIM）能仿真三維粉末注射成型制程，包含金屬與陶瓷兩種粉末。粉末注射成型充填的一般概念多數(shù)承襲于傳統(tǒng)射出成型制程模型，這兩者的主要差別在于射入模穴的材料復雜程度。Moldex3D粉末注射成型模塊能提供充填階段時的粉末濃度分析結果，以觀察粉末－黏著劑的相分離現(xiàn)象。
注意：Moldex3D粉末注射成型模塊支持solid與eDesign網(wǎng)格模型。
1.
展開 金屬粉末注射成形——MIM成型工藝與產(chǎn)品設計
金屬粉末注射成形——MIM成型工藝與產(chǎn)品設計
入門級金屬3D打印機正在興起
方案利用間接金屬3D打印工藝，搭配Ultrafuse 316L和Ultrafuse 17-4PH與MIM設備兼容的特別版ideaMaker，能夠降低管理成本，解鎖批量生產(chǎn)能力。與CNC和SLM（選擇性激光熔化）等工藝相比，Metalfuse更節(jié)能、環(huán)保。據(jù)悉，Raise3D MetalFuse將于2022年面市。
△催化脫脂爐(D200-E) 和燒結爐 (S200-C) 用于對“綠色零件”進行后處理，方式類似于巴斯夫金屬注射成型 (MIM) 工藝。
3DGence為金屬注射成型企業(yè)加速制造
波蘭公司3DGence也在Formnext上首次展示了新型FFF金屬3D打印機ElementMP260和MP350。MP260是一款緊湊型機器，旨在成為金屬注射成型企業(yè)的原型選擇；而MP350是一款中型金屬工業(yè)打印機，提供打印、脫脂和燒結的完整系統(tǒng)。
△ElementMP260和MP350
ELEMENT MP260將加工兩種關鍵材料，包括316L不銹鋼。MP260X版本也將在發(fā)布時提供，并將與當前MIM技術中大多數(shù)可燒結長絲材料配合使用。打印機配備了增強型擠出系統(tǒng)、帶有材料檢測的硬化噴嘴以及專門的材料倉，使MP260成為當前MIM工藝的有力支持技術。而MP350則在M260基礎上擴大打印體積，且具有高通量、安全功能和更多的材料選擇。
Desktop Metal最小的金屬3D打印機Studio System
提到金屬3D打印，位于馬薩諸塞州伯靈頓的3D打印機制造商Desktop Metal不可不提。這家公司于2020年年底上市，并先后收購了兩個較大的競爭對手ExOne和EnvisionTEC。
展開 
近十年MIM的產(chǎn)品應用Part VI：高爾夫球桿頭配件
最終在約10年前（2010年起），高爾夫球頭設計師們發(fā)現(xiàn)MIM工藝可以均能滿足上述要求條件，并能夠制作出與傳統(tǒng)鑄造(Casting)、精密鑄造、鍛造(Forging)或是壓鑄法（Die casting，液態(tài)金屬的制程）媲美甚至性能更佳的高爾夫球頭。
范例說明
圖3為網(wǎng)頁上輸入「MIM GLOF CULB」便可以找到的品牌高爾球具的廣告，并且直接注明該球頭的成型工藝便是采用我們熟悉的金屬粉末注射成型(MIM)，其中該公司更是直接把MIM設計成商標的一部分。各位讀者也能夠在網(wǎng)絡上搜尋介紹此產(chǎn)品的影片，并且重溫MIM工藝流程的影片。影片關鍵詞為MIM, process, Glof, Club輸入Youtube找尋，以下網(wǎng)址表示www.youtube.com/watch?v=9h_v5x9XHfk。
圖3：在網(wǎng)絡商店中售賣的MIM工藝制作的高爾夫球頭，制造公司并將MIM制作成為商標的部分表明采用金屬粉末注射成型完成，照片引用自www.globalgolf.com/golf-clubs/1053711-cobra-king-mim-classic-grind-wedge
Dr. Q并不在此重新敘述MIM工藝的優(yōu)勢，但是部分讀者可能會問Dr. Q這么大的體積和重量MIM能夠燒得出來？產(chǎn)品不會龜裂還是變形？別忘記，本次Dr. Q是帶來跳脫3C產(chǎn)品零配件輕、薄、短、小，而是考慮如何制作較為重、厚、長、大的高爾夫球頭，在前幾期的專欄也有說到3C產(chǎn)品使用的厚重夾具，高爾夫球頭的挑戰(zhàn)顯然又比那一期的更為巨大。
展開 超級干貨，金屬材料成型種類及工藝流程
六、金屬注射成型
MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合，然后將混合料進行制粒再注射成形所需要的形狀。
MIM工藝流程：
MIM流程分為四個獨特加工步驟（混合、成型、脫脂和燒結）來實現(xiàn)零部件的生產(chǎn)，針對產(chǎn)品特性決定是否需要進行表面處理。
技術特點：
1、一次成型負責零件；
2、制件表面質量好、廢品率低、生產(chǎn)效率高、易于實現(xiàn)自動化；
3、對模具材料要求低。
技術核心：
粘接劑是MIM技術的核心只有加入一定量的粘接劑，粉末才具有增強流動性以適合注射成型和維持坯塊的基本形狀。
七、金屬半固態(tài)成型
半固態(tài)成型：利用非枝晶半固態(tài)金屬（Semi-SolidMetals，簡稱SSM）獨有的流變性和攪熔性來控制鑄件的質量。
半固態(tài)成型可分為流變成型和觸變成型。
(1)流變成型（Rheoforming）
技術特點：
1、減少液態(tài)成型缺陷，顯著提高質量和可靠性；
2、成型溫度比全液態(tài)成型溫度低，大大減少對模具的熱沖擊；
3、能制造常規(guī)液態(tài)成型方法不可能制造的合金；
應用：
目前已成功用于主缸、轉向系統(tǒng)零件、搖臂、發(fā)動機活塞、輪轂、傳動系統(tǒng)零件、燃油系統(tǒng)零件和空調零件等制造等航空、電子以及消費品等方面。
八、3D打印成型
3D打印：是快速成型技術的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
展開 一圖看懂17種常見金屬成型工藝
16、金屬注射—成型(Metal Injection Molding，簡稱MIM)是一種從塑料注射成形行業(yè)中引伸出來的新型粉末冶金近凈成形技術，眾所周知，塑料注射成形技術低廉的價格生產(chǎn)各種復雜形狀的制品，但塑料制品強度不高，為了改善其性能，可以在塑料中添加金屬或陶瓷粉末以得到強度較高、耐磨性好的制品。近年來，這一想法已發(fā)展演變?yōu)樽畲笙薅鹊靥岣吖腆w粒子的含量并且在隨后的燒結過程中完全除去粘結劑并使成形坯致密化。這種新的粉末冶金成形方法稱為金屬注射成形。
17、車削加工—是指車床加工是機械加工的一部份。車床加工主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床加工。車削加工是在車床上利用工件相對于刀具旋轉對工件進行切削加工的方法。車削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。
車削是最基本、最常見的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉表面，大部分具有回轉表面的工件都可以用車削方法加工，如內外圓柱面、內外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉成形面等，所用刀具主要是車刀。
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展開 干貨 | 一圖看懂17種常見金屬成型工藝
16、金屬注射—成型(Metal Injection Molding，簡稱MIM)是一種從塑料注射成形行業(yè)中引伸出來的新型粉末冶金近凈成形技術，眾所周知，塑料注射成形技術低廉的價格生產(chǎn)各種復雜形狀的制品，但塑料制品強度不高，為了改善其性能，可以在塑料中添加金屬或陶瓷粉末以得到強度較高、耐磨性好的制品。近年來，這一想法已發(fā)展演變?yōu)樽畲笙薅鹊靥岣吖腆w粒子的含量并且在隨后的燒結過程中完全除去粘結劑并使成形坯致密化。這種新的粉末冶金成形方法稱為金屬注射成形。
17、車削加工—是指車床加工是機械加工的一部份。車床加工主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床加工。車削加工是在車床上利用工件相對于刀具旋轉對工件進行切削加工的方法。車削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。
車削是最基本、最常見的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉表面，大部分具有回轉表面的工件都可以用車削方法加工，如內外圓柱面、內外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉成形面等，所用刀具主要是車刀。
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16、金屬注射—成型(Metal Injection Molding，簡稱MIM)是一種從塑料注射成形行業(yè)中引伸出來的新型粉末冶金近凈成形技術，眾所周知，塑料注射成形技術低廉的價格生產(chǎn)各種復雜形狀的制品，但塑料制品強度不高，為了改善其性能，可以在塑料中添加金屬或陶瓷粉末以得到強度較高、耐磨性好的制品。近年來，這一想法已發(fā)展演變?yōu)樽畲笙薅鹊靥岣吖腆w粒子的含量并且在隨后的燒結過程中完全除去粘結劑并使成形坯致密化。這種新的粉末冶金成形方法稱為金屬注射成形。
17、車削加工—是指車床加工是機械加工的一部份。車床加工主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件，是機械制造和修配工廠中使用最廣的一類機床加工。車削加工是在車床上利用工件相對于刀具旋轉對工件進行切削加工的方法。車削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。
車削是最基本、最常見的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉表面，大部分具有回轉表面的工件都可以用車削方法加工，如內外圓柱面、內外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉成形面等，所用刀具主要是車刀。
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展開 一文了解氣體輔助注射成型
由于注射點的數(shù)量減少,所以波紋和熔接線也相應減少.
降低生產(chǎn)成本
由于減少了壁厚,因此降低了零件成品的總重量.
由于壁厚較小,因此縮短了冷卻時間和循環(huán)時間.
由于降低了鎖模力和注塑保壓壓力,能源消耗成本降低.
由于零件的集成化,從而降低了裝配成本.
降低投資成本
由于注射壓力較低,因此可以降低注塑機的鎖模壓力,可使用噸位較小的注塑機.
由于注射壓力較低,從而減少模式具制造成本.
由于注射壓力較低使模具的損耗減少,從而降低了維修成本.
你了解三段注射成型工藝嗎？
普通二段成型工藝
為了解決復雜的注塑問題以及生產(chǎn)穩(wěn)定，注塑成型工藝應該：
盡量減少每模之間的差別
工藝穩(wěn)定
材料成型時粘度一致
每模切換位置以及切換時材料的粘度一致
為了保持這種穩(wěn)定，注射階段通常使用速度控制，速度越快，材料粘度越低。當注射到95%~99%時，切換為保壓，此時應使用壓力控制。
在注射到95%~99%時，模具型腔末端還未完全充滿塑料，但模具型腔內的塑料同時開始冷卻收縮。也就是說，V/P切換非常不穩(wěn)定。
三段成型工藝
與兩段成型工藝一樣需要保持工藝的穩(wěn)定性，除此之外，三段成型工藝的特點是：將切換點略微提前，注射完成進入補縮階段，直到填充型腔至99%轉保壓。保壓只是為了抵住型腔內的壓力，直到澆口封閉。
這樣，形成一個新的工序：注射階段（速度控制）、補縮階段（速度控制）和保壓階段（壓力控制）。補縮階段覆蓋了不穩(wěn)定的切換動作，使得成型工藝更穩(wěn)定。
展開 
聚甲醛注射成型工藝分析
注射壓力：
注射壓力的大小主要取決于聚甲醛（POM）的熔融流動性，流道、澆口的厚度和寬度，以及塑料制品的厚度等因素。通常為40～130Mpa，對于厚壁制品，注射壓力可取小值，反之薄壁制品則應取大值。
注射速度
常見為中速偏快，過慢易產(chǎn)生波紋，過快易產(chǎn)生射紋和剪切過熱。
背壓
越低越好，一般不超過200bar
滯留時間
如設備沒有熔膠滯留點，POM-H 可在215℃滯留35分鐘，POM-K 可在205℃滯留20分鐘不會有嚴重的分解
在注塑溫度下熔體不能在機筒內滯留超過20分鐘。POM-K在240℃下可滯留7分鐘。如果停機，機筒溫度可降到150℃，如要長期停機就必須清理機筒子，關閉加熱器。
停機
清理機筒必須用PE或PP，關閉電熱，把螺桿推在前位。料筒和螺桿必須保持清潔。雜質或污垢會改變POM的過熱穩(wěn)定性（尤其是POM-H）。
所以當用完含鹵聚合物或其他酸性聚合物后，應用PE清理干凈后才能打POM塑膠原料，否則會發(fā)生爆炸。若作用不當?shù)念伭稀櫥瑒┗蚝珿F尼龍的物料，會導致塑料降質。
后處理
對于非常溫使用的制件且質量要求較高，須進行熱處理。
退火處理效果，可將制品放入濃度為30%的鹽酸溶液中浸30分鐘檢查，然后用肉眼觀察判斷是否有殘余應力的裂紋產(chǎn)生。
展開 聚氯乙烯PVC性能及注射成型工藝
PVC料因為價廉，與生俱來具備防炎性質，而且強硬堅固，抗化學能力佳，收縮率為0.2-0.6%，產(chǎn)品在電器、機械、建筑、日用品、玩具、包裝上應用日益廣泛，針對PVC料的特性，分析產(chǎn)品注塑工藝如下：
一、PVC料的特性
PVC熱安定性不良，成型溫度與分解溫度接近，流動性不佳，外觀容易形成不良缺陷，PVC料耐熱性不佳，最易燒焦、產(chǎn)生酸性氣體進而腐蝕模具，加工時可加塑化劑增加其流動性，一般須加添加劑使用，其強度、電器絕緣性、耐藥品性佳。
二、模具及澆口設計
為縮短注射的成型周期，注口越短越好，橫切面要園形，射咀口的直徑最小為6毫米，成園錐形，內角成5度，最好要加冷料井，冷料井可防止熔化不良的半固體物料進入模腔，而該等物料會影響到表面的修飾及產(chǎn)品的強度。
拔模斜度要在0.50至10之間，以確保模腔內有足夠的排氣設備，常用的排氣孔尺寸為0.03-0.05mm深，6mm寬，或者每枚頂針周邊間隙為0.03-0.05mm。模具應用不銹鋼制造或鍍硬鉻。
三、PVC成型工藝
PVC是熱敏性塑料，過熱或剪切過度會引致分解，并迅速蔓延，因為其中一種分解物(例如酸或HCI)會產(chǎn)生催化作用，引致流程進一步分解，酸性物質更會侵蝕金屬，使之變成凹陷，又會使金屬的保護層剝落，引致生銹，對于人體更加有害。
常見的螺桿長徑比為18～24：1，三段比為3：5：2，壓縮比為1.8～2，螺桿射出到位時，其尖端與射咀之間的距離應有0.7～1.8mm，螺桿必須用不繡鋼制造或進行鍍鉻理。
螺桿墊料：螺桿墊料在2～3mm之間，大型機會更大一些。
注射量：實際筒滯留時間就不能超過3分鐘。
展開 如何控制注射成型工藝的穩(wěn)定
在注射中，塑化壓力的大小是隨螺桿的轉速都不變，則增加塑化壓力時即會提高熔體的溫度，但會減小塑化的速度。
此外，增加塑化壓力常能使熔體的溫度均勻，色料的混合均勻和排出熔體中的氣體。一般操作中，塑化壓力的決定應在保證制品質量優(yōu)良的前提下越低越好，其具體數(shù)值是隨所用的塑料的品種而異的，但通常很少超過20公斤/平方厘米。
2、注射壓力
在當前生產(chǎn)中，幾乎所有的注射機的注射壓力都是以柱塞或螺桿頂部對塑料所施的壓力(由油路壓力換算來的)為準的。注射壓力在注塑成型中所起的作用是，克服塑料從料筒流向型腔的流動阻力，給予熔料充模的速率以及對熔料進行壓實。
三、成型周期
完成一次注射模塑過程所需的時間稱成型周期，也稱模塑周期。成型周期直接影響勞動生產(chǎn)率和設備利用率，因此在生產(chǎn)過程中，應在保證質量的前提下，盡量縮短成型周期中各個有關時間。在整個成型周期中，以注射時間和冷卻時間最重要，它們對制品的質量均有決定性的影響。注射時間中的充模時間直接反比于充模速率，生產(chǎn)中充模時間一般約為3~5秒。
注射時間中的保壓時間就是對型腔內塑料的壓力時間，在整個注射時間內所占的比例較大，一般約為2~120秒(特厚制件可高達5~10分鐘)。在澆口處熔料封凍之前，保壓時間的多少，對制品尺寸準確性有影響。保壓時間也有最惠值，已知它依賴于料溫、模溫以及主流道和澆口的大小。
如果主流道和澆口的尺寸以及工藝條件都是正常的，通常即以得出制品收縮率波動范圍最小的壓力值為準。冷卻時間主要決定于制品的厚度，塑料的熱性能和結晶性能，以及模具溫度等。冷卻時間的終點，應以保證制品脫模時不引起變動為原則，一般約在5~120秒鐘之間。
展開 氣體輔助注射成型你了解多少？
與傳統(tǒng)的注射成型的方法相比較，氣體輔助注射成型有如下優(yōu)點。
1.夠成型壁厚不均勻的塑料制件及復雜的三維中空塑件。
2.氣體從澆口至流動末端形成連續(xù)的氣流通道，無壓力損失，能夠實現(xiàn)低壓注射成型，由此能獲得的殘余 應力的塑件，塑件翹曲變形小，尺寸穩(wěn)定。
3.由于氣流的輔助充模作用，提高了塑件的成型性能，因此采用氣體輔助注射有助于成型薄壁塑件，減輕 了塑件的重量。
4.由于注射成型壓力較低，可在鎖模力較小的注射機上成型尺寸較大的塑件。
氣體輔助注射成型存在的缺點如何？
氣體輔助注射成型存在如下缺點。
1.需要增設供氣裝置和充氣噴嘴，提高了設備的成本。
2.采用氣體輔助注射成型技術時對注射機的精度和控制系統(tǒng)有一定的要求。
3.在塑件注入氣體與未注入氣體的表面會產(chǎn)生不同的光澤。
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