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登錄金屬注射成型(MIM)
關注創建者:匿名 創建時間:2026-01-04

金屬注射成型(MIM)的實例教程
金屬粉末注射成形——MIM成型工藝與產品設計
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?
大多數情況下,如何取舍,主要在于產量。對于原型制造和小批量生產,比如幾萬件,選擇前者是不錯的選擇。但是MIM在大批量生產時更具成本效益,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 圖1:由邱博士修改自EPMA的MIM工藝流程圖
其中,主力成型設備是ACMT協會和ASM雜志經常提及的射出成型機(射出機、注塑機或稱啤機,早年廣東白話的稱呼)。雖然射出成型是在1945年二戰之后才開始大量的流行,但因為塑膠原料的進度使射出技術也日新月異的推進,而金屬射出成型自然是藉由射出技術所擴展的,因此了解金屬粉末、高分子聚合物的性質就變得非常重要,正好我在學生生涯的學習都派上用場。
兩個靈魂──喂料與模具
MIM最重要的兩個靈魂在于喂料與模具,而靈魂的連接器就是射出成型機,這是近五年與邱博到處當顧問服務客戶所得到的重要說法,如下說明。
喂料(Feedstock)
喂料是由金屬粉末(固體顆粒)與黏結劑(高分子聚合物),這是MIM工藝采用和塑膠射出工藝一樣的方式,利用砲筒的加熱以溫度改變高分子聚合物的相由固轉液的特性,且此時液相的黏結劑有足夠的黏度能夠攜帶金屬粉末固體均勻的流動并填充到模具的模穴中,來獲得設計過形狀的生坯,最終通過脫脂和燒結獲得金屬的零件。因此,金屬粉末的粒度分布、形狀和面貌與黏結劑成分的比例設計有絕對的關系。
表1與表2顯示MIM的金屬粉末、黏結劑與喂料組成應該注意的參數和判斷機制,以確保獲得最終產品的質量控制。由于一般的MIM工廠不一定有這么多的精密儀器,最好在采購物料時能夠要求供應商提供必要且實時性的報告(切勿使用過時的報告,批量間的差異會導致制程控制的不定性),并且自己廠內至少要有幾樣檢測儀器,才能確保MIM喂料的質量。
展開 最終在約10年前(2010年起),高爾夫球頭設計師們發現MIM工藝可以均能滿足上述要求條件,并能夠制作出與傳統鑄造(Casting)、精密鑄造、鍛造(Forging)或是壓鑄法(Die casting,液態金屬的制程)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絡上搜尋介紹此產品的影片,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,以下網址表示www.youtube.com/watch?v=9h_v5x9XHfk。
圖3:在網絡商店中售賣的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?產品不會龜裂還是變形?別忘記,本次Dr. Q是帶來跳脫3C產品零配件輕、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產品使用的厚重夾具,高爾夫球頭的挑戰顯然又比那一期的更為巨大。
展開 圖1:由邱博士修改自EPMA 的MIM 工藝流程圖
其中,主力成型設備是ACMT 協會和ASM 雜志經常提及的射出成型機(射出機、注塑機或稱啤機,早年廣東白話的稱呼)。雖然射出成型是在1945 年二戰之后才開始大量的流行,但因為塑膠原料的進度使射出技術也日新月異的推進,而金屬射出成型自然是藉由射出技術所擴展的,因此了解金屬粉末、高分子聚合物的性質就變得非常重要,正好我在學生生涯的學習都派上用場。
兩個靈魂──喂料與模具MIM 最重要的兩個靈魂在于喂料與模具,而靈魂的連接器就是射出成型機,這是近五年與邱博到處當顧問服務客戶所得到的重要說法,如下說明。
喂料(Feedstock)喂料是由金屬粉末(固體顆粒)與黏結劑(高分子聚合物),這是MIM 工藝采用和塑膠射出工藝一樣的方式,利用砲筒的加熱以溫度改變高分子聚合物的相由固轉液的特性,且此時液相的黏結劑有足夠的黏度能夠攜帶金屬粉末固體均勻的流動并填充到模具的模穴中,來獲得設計過形狀的生坯,最終通過脫脂和燒結獲得金屬的零件。因此,金屬粉末的粒度分布、形狀和面貌與黏結劑成分的比例設計有絕對的關系。
表1:MIM 的粉末的品質控制(黃底為MIM 工廠應有的儀器)
表2:黏結劑與喂料的品質控制(黃底為MIM 工廠應有的儀器)
表1 與表2 顯示MIM 的金屬粉末、黏結劑與喂料組成應該注意的參數和判斷機制,以確保獲得最終產品的品質控制。由于一般的MIM 工廠不一定有這麼多的精密儀器,最好在採購物料時能夠要求供應商提供必要且即時性的報告(切勿使用過時的報告,批量間的差異會導致制程控制的不定性),并且自己廠內至少要有幾樣檢測儀器,才能確保MIM 喂料的品質。
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■ 耀德講堂 / 趙育德 講師
(轉載自繁體版ACMT電子技術月刊No.080)
前言
在1997-1999于臺北工專材料資源科五專部(現為臺北科技大學)首次碰到恩師 邱耀弘 博士(以下稱邱博),就注定了我與MIM結下不解之緣,在退伍后幸運的考入臺灣工業技術學院(現為臺灣科技大學)高分子學系就讀并順利取得到碩士文憑,并在2010年在邱博的帶領下,
■耀德講堂/ 趙育德 講師
前言
在1997-1999 于臺北工專材料資源科五專部(現為臺北科技大學)首次碰到恩師 邱耀弘 博士(以下稱邱博),就注定了我與MIM 結下不解之緣,在退伍后幸運的考入臺灣工業技術學院(現為臺灣科技大學)高分子學系就讀并順利取得到碩士文憑,并在2010 年在邱博的帶領下,我們從臺北飛到杭州機場,旋即由當時公司(寧波成銘電子)接駁到寧波的北侖出口加工區,
■耀德講堂/ 趙育德 講師
(轉載自繁體版ACMT電子技術月刊No.080)
前言
在1997-1999 于臺北工專材料資源科五專部(現為臺北科技大學)首次碰到恩師 邱耀弘 博士(以下稱邱博),就注定了我與MIM 結下不解之緣,在退伍后幸運的考入臺灣工業技術學院(現為臺灣科技大學)高分子學系就讀并順利取得到碩士文憑,并在2010 年在邱博的帶領下,我們從臺北飛到杭州機場,旋即由當時公司
范例說明
圖3為網頁上輸入「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絡上搜尋介紹此產品的影片,并且重溫MIM工藝流程的影片。
Q接下來連續數個月的系列專欄報告,充實一下金屬注射成型(MIM)產品的知識。專欄內容會盡量把文字縮減,并放入精彩的圖片,最后會在Dr. Q的2023年11月做一個總結。這些產品的內容包含以下:「Part I. 轉軸」、「Part II. 縫紉機配件」、「Part III. 菜刀與指甲刀」、「Part IV. 治具與工具」、「Part V. 高檔品牌包的扣件與標牌」、「Part VI.
在formnext展會期間由南極熊特別組織了直播,讓網友犀利地提出問題,同時也邀請了金屬線材合作伙伴BASF的陳立博士和從事金屬注射成型(MIM)行業從業超過20年的兩位專家邱耀弘博士和張士榮來給各位答疑解憂。我們特別在展會后整理了當時提出的五個極為犀利的問題。
粘結劑噴射金屬3D打印與注射成型的對比
金屬注射成型 (MIM) 是一種用于金屬零件大批量生產的強大制造工藝。但粘結劑噴射金屬3D打印以其獨特的優勢提供了一種引人注目的替代方案。
粘結劑噴射金屬3D打印采用陣列式噴頭,把CAD模型切片得到一系列二維數據。根據切片得到的二維圖形,在金屬粉末床中選擇性的噴射粘結劑來固化成型,層層疊加制作完成整個初坯零件。
△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。
但對于粘結劑基粉末冶金技術,如金屬注射成型(MIM)和燒結增材制造(又稱間接3D打印),僅僅通過優化工藝層面提高其加工凈度的成本高昂,甚至難以實現。這些技術固有的低凈度屬性來源于對本就含有較多雜質的粉末原材料使用了高分子粘結劑用以生坯成型。
金屬粉末注射成形——MIM成型工藝與產品設計