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金属注射成形:筚路蓝缕四十年
2019-10-29 16:45:33   发布者:System

江苏快3开奖记录     40年前,MIM技术先锋 Parmatech公司采用金属注射成形技术制造的两款开创性产品于1979年获得技术大奖,标志着这项技术登上世界舞台。以此为起点,MIM技术取得了日新月益的发展,MIM产品也在不知不觉中被日渐广泛地应用到各种领域,包括汽车、钟表、智能手机、消费电子产品、轻武器、切削刀具、精密手术器械以及高温喷气发动机部件等。这篇文章中,PIM International专业杂志资深专家Nick Williams对MIM行业的发展历程进行了总结,并着重介绍了其中一些里程碑性质的应用。

今天,我们的生活已经被MIM制品包围。人们手上戴的腕表,它的表壳和内部部件可能是MIM制品;人们戴的眼镜,包含MIM工艺制造的结构紧凑、弹性良好的铰链机构,使镜框柔韧而舒适;人们使用的智能手机,里面有10件以上的MIM制品,比如苹果手机充电所用的闪电接头,采用MIM工艺生产了数十亿件;人们使用的笔记本电脑里,MIM工艺制造的转轴为开合屏幕提供了优秀的强度和手感;人们穿着的外套上,有MIM工艺制造的拉链头;我们的家由MIM高强度门锁部件来保护;开车时,MIM为我们提供了触感舒适的旋钮来调节车载收音机,同时,汽车发动机中还运行着MIM高温合金涡轮增压部件、高强度钢汽门摇臂以及周边其它一些MIM部件。

MIM制品的应用不胜枚举,以上所提到的这些应用清楚揭示了金属注射成形技术(MIM)的两个关键事实:MIM的应用已经渗透到我们生活的方方面面,但多数人(包括工程师和产品设计师)对这项技术却知之甚少。MIM产品无处不在的事实,说明这项技术确实已经获得了成功的应用。MIM技术能够进行近净成形,能够将多个零件组合成一个部件,能够提供优秀的力学性能,能够轻松实现复杂形状零件的超大批量生产,同时还能保持优秀的批次稳定性……,它的这些优点本可以应用到更广泛的领域,但由于社会对它的认知非常缺乏,使这项创新技术的应用潜力还远没有得到充分发挥。

江苏快3开奖记录 尽管技术的传播度还比较低,但是在MIM应用的空白领域,只要有一家企业成功将MIM技术应用到某个产品,它的同行们就会迅速跟进,MIM技术也就会取代原有工艺成为主流技术。其中一个例子是MIM技术在医疗领域的应用,上世纪90年代随着一次性医疗器械的发展,MIM技术被引入相关产品的生产,到今天,它已经成为医疗领域不可或缺的制造手段。类似的例子还包括轻武器、牙科正畸材料以及其它一些行业的应用。因此,尽管还有许多行业没有留下MIM技术的印记,但也已经有很多行业享受到了MIM技术所带来的好处。

当然,我们今天能看到以上这些MIM产品的案例,要特别感谢那些提供素材的企业把这些MIM应用成果分享出来,而不是对其保密以获得竞争优势。MIM发展的前三十年很大程度上处于云遮雾罩之中,MIM生产者刻意保护他们的技术,MIM最终用户也将这种新技术的应用当作他们降低成本和提高效率的秘密武器,不愿意让外界知晓。2006年我们计划开办PIM International这份杂志时(第一份同时也是迄今为止唯一一份粉末注射成形领域的专业杂志),人们对它的态度是既欢迎又提防。最常听到的声音是:“这个行业太神秘了,没有人会愿意公开谈论技术和市场的”。值得庆幸的是,那些愿意在我们早期刊物中出镜的公司引领着整个行业的发展,并最终帮助其它公司认识到他们都在进行相同的战斗,都面临着相同的技术挑战,并且都拥有一个共同的终极目标---做大MIM的蛋糕。

尽管在开放性上有了一定进步,但是MIM行业在信息披露上仍然表现得相当保守。在行业信息的调查统计上,日本做得比较好,但是除日本以外,获取有关全球MIM详细而准确的统计信息几乎是不可能完成的任务。对于欧洲、北美和亚洲大部分地区的生产数据,以道听途说的调查居多,真实的行业规模与发展状况等信息还只能依赖各个地区的行业协会尽最大努力去进行估计。

江苏快3开奖记录 举个有意思的例子,在最近的一次行业会议上,一位退休的MIM公司高管(恰好也是MIM行业协会的前任主席)讲述了他的公司准备出售时与“财务投资者”的对话。“该地区的MIM市场据报道约为每年X百万美元,”该财务投资者说, MIM高管评论:“是的,但不要把这个数字当作福音,这是虚构的。” “朋友,您太愤世嫉俗了!您怎么能说这是一个虚构的数字?” 财务人员问道,MIM主管回答:“因为数字是我编的!”

江苏快3开奖记录 由于缺乏确凿的数据,对于行业的规模和发展状况,分析师、观察员和业内人士没有别的选择,只能进行尽可能合理的推测, 我们很可能甚至都没有行业的全景来支持这种推测。几年前,著名的俄罗斯枪械制造商卡拉什尼科夫就宣布,它的新一代军用步枪将大量采用MIM工艺制造的部件,但事实上我们任何时候都不大可能获得俄罗斯MIM产业的数据。

当然,与竞争对手分享生产和销售数据时的保守不是MIM独有的,但是,MIM生产商来源的多样化并没有让这种现状变得更好。从事MIM生产的企业规模不一,有的是只有一两台注塑机的小公司,有的则是拥有数百台注塑机,将MIM工艺作为内部制程的大企业,例如台湾的消费电子产品代工企业富士康。作为行业领先的观察家,Randall German教授最近在PIM International上评论:“这个行业的发展是不均衡的,10%的公司控制着三分之二的销售额,并享有80%的行业利润。”

MIM 技术的起源

江苏快3开奖记录 美国加州的Parmatech 公司演绎了MIM的早期发展故事。四位企业家于1973年在圣拉斐尔创立了Parmatech,他们分别是Karl Zueger,Peter Roth,Ray Millet 和Ray Wiech。这家公司开发了被称为粉末注射成型(PIM)的技术并将其进行了商业化应用,包括陶瓷注射成型(CIM)和金属注射成型(MIM)。

尽管CIM的发展最早可以追溯到1930年代和40年代,但是该技术最初并未获得市场认可,并且由于基础技术不成熟,并未得到大量应用。

江苏快3开奖记录 Parmatech公司在1970年代开发出了一种复杂的粘结剂系统,该系统可以使用溶剂进行初步脱脂,然后在空气环境下进行二次热脱脂。最初的专利申请于1972年6月提交,随后于1974年继续申请,直到1980年第一项MIM专利被授予了Wiech,Parmatech公司则拥有了独家制造和许可权。

江苏快3开奖记录 1979年,在北美粉末冶金联合会(MPIF)当年颁发的五个产品奖项中,Parmatech独得两项,这使得MIM 一时大放异彩,成为了头条新闻(至少是在一些专业出版物上)。第一个获奖零件是用于波音707和727客机襟翼机构以及德国VFW 614运输飞机的2英寸直径环形螺旋密封件,该零件由纯镍制成,相对密度达到96%,具有出色的耐腐蚀性,并且具有独特的内部不连续螺纹等复杂构造。

江苏快3开奖记录 第二个获奖产品是用于Rocketdyne火箭助推器的铌合金零件,其中相对较大的6英寸腔室使用MIM技术一体成形,另一个几何形状极其复杂的喷射器部件则分为两件分别用MIM技术成形,再用电子束焊接到一起。

江苏快3开奖记录 当MIM取得这些成功之后,其他公司开始慢慢注意到这项技术。在互联网时代之前,对于一家不太重视营销的企业来说,让市场了解自己总是一个缓慢的过程。正如Zueger在1999年所说,“ Parmatech从来没有真正开展过营销工作,业界到现在才刚知道我们的存在。”这与最近金属增材制造技术所获得的火热关注形成了鲜明对比。

江苏快3开奖记录 1981年,随着Parmatech公司的创始团队分道扬镳,MIM技术开始开枝散叶。Ray Millet获得了生产枪支零件的许可证,并在Huntington Beach成立了Millet Sights公司。Peter Roth凭通用许可返回瑞士并成立了Moldinject公司,而Wiech则根据与Parmatech的交叉许可协议在圣地亚哥成立了Witec公司,Zueger则仍然是Parmatech的总裁,并成为唯一股东。

江苏快3开奖记录 专利许可扩大了MIM产品的市场,也促进了其从美国和欧洲向亚洲的技术扩散。早期的成功案例包括IBM开发的电动打字机头和点阵打印机零件以及Remington Arms制造的枪支组件,这两家公司都获得了相关的MIM专利许可。

由于MIM工艺过程对原料粉末的粒度、化学成分和颗粒形状有特定要求,这些早期MIM生产商所面临的挑战之一是能否找到合适的粉末原料。当时的雾化工艺无法生产出MIM所需的细粒度粉末,因此早期MIM工艺主要使用羰基法制备的超细铁粉作为原料。在空气中进行热脱脂是当时MIM工艺中的一个必要步骤,由于原料中的碳会与空气中的氧反应而消耗,所以这样的热脱脂过程只能生产C含量为零的Fe-Ni合金。

随着粉末原料工艺的进步和MIM工艺复杂度的改善,MIM应用开始转向性能更高的不锈钢材料,例如316L和17-4PH,这些材料如今已成为行业的主流。到1990年代中期,MIM技术开始脱去神秘外衣,成为一种成熟的、大批量的零件制造工艺,并且在诸如钛合金和超合金之类更具挑战性的材料上也取得了顺利进展。

江苏快3开奖记录 MIM 的产业化:材料,生产设备和标准

MIM行业过去二十年来的成功,尤其是亚洲最近几年的惊人增长,主要得益于商品化MIM喂料的出现和连续脱脂烧结炉的发展(与之相对的是批次脱脂烧结炉)。1990年代初期,BASF公司向市场推出了Catamold喂料,同时也推动了与之匹配的连续烧结炉的发展,到今天,BASF仍然保持着MIM行业最大原料供应商的地位。

江苏快3开奖记录 BASF基于全新催化脱脂工艺的Catamold喂料使MIM能够快速稳定地进行大批量生产,为这项技术打开了新的市场方向。此外,有BASF这种公认的全球化企业提供关键原料,也给了新加入者足够的信心来进入MIM这个行业,从而推动了行业规模的扩大。

BASF本身生产羰基铁粉,这一事实当然是推动BASF发展CATAMOLD喂料的动力。但同时,MIM行业的增长也刺激了Epson Atmix(日本),Carpenter(美国)和Sandvik Osprey(英国)等粉末生产企业努力开发适用于MIM制程的气雾化和水雾化粉末,其中代表性的是17-4 PH不锈钢粉末。

原材料和生产技术的发展成熟,为MIM行业引来了知名的新生产商。瑞士手表制造商Swatch集团是Catamold最早的使用者之一,他们将其使用于1994年推出的Irony系列手表中。该公司在瑞士Grenchen建设的“熄灯”连续生产线在当时被认为是展示MIM潜力的典范,这条生产线目前仍在运营。

到1990年代中期,全世界开始努力为MIM创建通用标准。北美粉末冶金联合会(MPIF)于1993年首次发布了“金属注射成型零件的材料标准 35”,涵盖了各种不锈钢和软磁合金。此标准已经多次修订,最新版本发布于2017年。

江苏快3开奖记录 1997年,欧洲粉末冶金协会(EPMA)建立了欧洲金属注射成型标准专题网络(MIMNet),该网络得到了欧盟标准、测量和测试计划的资助,并在1999年发布了MIM标准草案,后来转换为国际标准– ISO 2206:2012。日本粉末冶金协会(JPMA)也为日本制定了MIM标准。

所有这些早期的标准化活动非常有助于鼓励应用领域的设计工程师接受和采用MIM技术,为全球MIM行业的持续发展做出了有力贡献。

江苏快3开奖记录 当今的MIM行业

江苏快3开奖记录 今天,MIM零件的全球销售额估计为每年25亿美元左右,年增长率因地区而异,但通常在10%至20%之间。制造业向东方转移的故事,也同样发生在MIM行业,如今,超过50%的MIM零件生产都是在亚洲进行,其余部分则主要在美国和欧洲之间平均分配。

自从BASF的原始专利失效以来,市场上“Catamold替代品”出现激增。如今在喂料和粘结剂技术上都有很多可选供应商,MIM生产商可以自行生产喂料,也可以从外部供应商那里购买,或两者兼有。

江苏快3开奖记录 MIM技术有多种类型的粘结剂系统,其中水溶型粘结剂系统由于对环境的影响小,正越来越受到欢迎。随着粘结剂的发展,喂料的流动性得到了改善,生坯强度更高,并且能够成型更复杂的形状。再结合复杂的热流道系统,模温控制系统,以及采用注射成形仿真软件以优化零件设计和模具开发,一些以前无法想象的产品设计,现在都可以用MIM工艺实现制造。

在金属粉末供应方面,由于增材制造(3D打印)和MIM在粉末原料特性上有共性的要求,增材制造技术近些年的迅速发展推动了能够提供MIM级粉末的金属粉末生产商数量的显著增长。像粘结剂喷射和熔融长丝制造(FFF)等类似MIM的增材制造工艺的兴起,有望将更多的参与者带入粉末原料制造市场,并对粉末原料价格产生下行影响。

PIM International在2019年3月发布的一份报告指出,对已量产的MIM产品按款型进行统计,其典型特征有:年需求量20万件以上,壁厚为1-3毫米,平均单重10克以下。该报告还强调,如果按零件的实际生产数量来进行统计,典型MIM零件的平均重量为6克,这主要是受生产量巨大的智能手机部件(平均单重较小)的影响。

全球不同区域的发展状况

亚洲

江苏快3开奖记录 大中华地区在亚洲处于领先地位,目前的年销售额估计约为10亿美元。中国MIM行业增长的主要推动力是消费电子(3C)产品,中国钢铁工业协会粉末冶金分会2017年的数据称,智能手机是最大的应用市场(65.7%),其次是可穿戴设备(6.9%)和计算机(4.9%)。MIM的其他应用领域还包括汽车(7.2%),工具(6%)和医疗器械(3.9%)。

江苏快3开奖记录 据报道,2017年中国MIM材料(粉末和喂料)总出货量为8,000至8,500吨。MIM材料的市场份额基本由国内供应商(55%)和国外供应商(45%)平均分配。据报道,在进口原料中,BASF的Catamold占有90%的市场份额。

约有80%的中国MIM公司具有自行生产喂料的能力,实际生产中他们会根据情况来选择使用商品喂料或自行生产喂料。2017年,中国使用最广泛的MIM材料仍然是不锈钢(70%)和低合金钢(20%),钨基材料约占总产量的8%,硬质合金、铜、钛及铝合金占其余2%。

在亚洲其他地方,印度MIM行业(由Indo-MIM Pvt Ltd主导)在2014年至2016年之间的收入增长了两倍,从5000万美元增加到1.5亿美元,其大部分产品出口到北美、欧洲和日本。

江苏快3开奖记录 JPMA估计日本MIM生产商在2018年的销售额为1.2亿美元左右,增长率为5-6%。日本的MIM市场主要为工业机械、医疗和汽车应用。MIM产品在亚洲的其他重要生产基地还包括韩国和新加坡。

江苏快3开奖记录 预计亚洲的MIM行业将继续保持强劲增长,尤其是在汽车和医疗市场。尽管3C行业带来了巨大的需求,但业务多元化仍是许多中国MIM公司的首要任务,以摆脱对单一应用领域的依赖。一款手机的生产寿命周期可能很短,有些型号可能无人问津,而另一些则能大卖特卖,这使得相关MIM零件的订单数量很难提前预测,也给MIM生产商平衡各种不同的生产需求提出了巨大挑战,即如何在保证足够高开机率的同时,还要确保临时排产、交期很短的一百万个智能手机零件的生产资源随时可用。

北美

根据MPIF在今年夏天的POWDERMET2019会议上提供的数据,美国MIM产业的前景被描述为“积极而坚定”。据估计,2018年美国MIM零件的销售额增长了5–10%,约为 4.4-4.6亿美元。另据估计,2018年美国消耗的MIM级细粉(本国生产和进口合计)增加了10%,达到3500吨,这个数字包括 “类MIM”增材制造所用的细粉,但是这个新领域目前的需求占比很低。

MPIF的PM行业发展趋势调查结果显示,按发货的MIM零件的重量计,不锈钢产品占比48%,其余产品主要为低合金钢(20%)和软磁合金(21%)材质。

按零件重量计算MIM在各领域的应用,2019年医疗和牙科市场预计占产量的30%,而汽车中的MIM零件已上升至占产量的11%。在过去的2018年,轻武器市场趋于平缓,估计占MIM产量的33%,其他重要市场还包括通用工业品(12%),电子产品(7%)和牙科产品(3%)。值得注意的是,虽然按重量计牙科产品仅占美国MIM产品出货量的3%(这是由于零件重量仅为0.02克),但产品的价格很高, 就全球而言,如按价值计算,牙科行业估计约占MIM销售额的16%。

MPIF表示,从业者对2019年的市场预期普遍比较乐观。MIMA(北美金属注射成形协会)调查报告显示,有72%的受访者预测销售会增长,而28%的受访者预测销售水平会“更稳定”。调查还表明,业内认为MIM技术面临最重要的挑战包括缩短产品开发周期、扩大产能、提高良率和开发新材料。同时,MIM公司还在积极考虑与增材制造工艺进行结合。

欧洲

江苏快3开奖记录 欧洲为MIM的全球发展做出了巨大贡献,主要有二:首先,它是全球领先的MIM技术提供商,无论是为MIM量身定做的注塑机(Arburg GmbH&Co KG是全球领先的注塑机供应商),开创市场先河的商品喂料(BASF),还是适用于大批量生产的连续式烧结炉(Cremer Thermoprozessanlagen GmbH开创了连续式MIM烧结炉,该公司的MIM Master一直是占据市场主导地位的烧结设备),欧洲都是相关领域的先行者。人们经常将这三家公司的组合称为“ABC”(其中A指Arburg,B指BASF,C指Cremer),他们所提供的综合解决方案,帮助了MIM在中国的迅速崛起,也使得苹果和三星等OEM商有信心相信,即使年需求量达到数千万,也可以在多个制造商之间以一致的标准生产出他们所设计的MIM零件。

欧洲对MIM的第二个贡献是在相对较早的时候就向汽车工业导入了这项技术,这要归功于一些主要的传统粉末冶金(压制烧结)零件制造商采用了MIM技术,即Sintermetallwerk Krebsoge GmbH(现为GKN Sinter Metals的一部分)和Schunk Sintermetalltechnik GmbH这两家德国公司。

作为汽车行业的主要供应商,这些公司有渠道向他们的客户介绍MIM这样的新工艺技术,而当时的汽车设计师对这些新技术是完全陌生的。今天MIM在欧洲汽车行业的成功,主要归功于这些公司很早就有远见地拥抱了MIM新技术,现在全球其它地方的MIM企业也正在借鉴欧洲的成功经验。

MIM在汽车领域最初是用于非关键性零件,但是,随着人们对MIM技术的信任度提高,该技术逐渐在各种高负荷动力总成组件中也得到了采用。尽管日本活塞环公司已经在日本生产了MIM摇臂组件多年,但最引人注目的MIM发动机应用出现在欧洲,它是Schunk intermetalltechnik GmbH为宝马制造的MIM摇臂组件,该产品于2007年宣布面世,由于有宝马的光环加持,这个产品令MIM技术的知名度大大提升。

这些MIM零件安装在宝马汽车运用了Valvetronic可变气门升程技术的6缸发动机中,采用可热处理强化的50NiCrMo2.2合金制造,年产量约为450万件。气门摇臂零件在四穴模具中注射成形,然后在连续烧结炉中脱脂和烧结,最后再进行热处理。据估计,与锻造摇臂相比,MIM技术节省了58%的成本。遗憾的是,后来产品规格的变更使得MIM的竞争优势不再,这部分产品又被成本更低的竞争技术所取代。

江苏快3开奖记录 MIM在汽车上的其他应用包括燃油喷射系统零件、涡轮增压器、变速器、减震器零件、液压系统、工作于高温高压恶劣环境中(如废气系统)的执行器和传感器外壳等, 一些混合动力汽车的散热系统也采用了MIM技术。

江苏快3开奖记录 据EPMA估计,目前欧洲MIM生产商的年销售额约为5亿美元,另外,根据2017年EPMA的调查结果,汽车行业的应用约占欧洲MIM产值的40%以上, 其他主要应用领域还包括消费品、轻武器、医疗器械、建筑、电动工具和工具等。在材料类型上,不锈钢占零件产量的50%以上。

未来发展趋势

航空航天

江苏快3开奖记录 除了不断提高生产率,改进材料和装备,MIM行业未来的关键任务是不断改进现有的产品并持续开发新的应用。如本期杂志另一篇文章所强调的,不管是民用还是军用,航空航天工业对MIM零件的需求都在不断增长。众所周知航空航天应用需要较长的时间进行开发和认证,但产品生命周期长、利润高,仍然是值得发展的领域。

已有的航空航天应用包括定子叶片、通用机械零件、杠杆和连接器等。未来的潜在应用包括燃烧室中的喷射器和旋流器、外罩等。高温场合需要使用Hastelloy X,Rene 77和IN718等镍基合金,由于MIM可以提供非常优秀的显微组织,因此很适合用于此类零件的生产。在使用温度不太高、减重是关键的应用中,可以使用钛合金Ti6Al4V,机械零件和连接器则通常由17-4PH不锈钢制成。

旋流器由Hastelloy X合金制成,烧结后进行热等静压(HIP)以除去残留的孔隙。MIM工艺可以获得各向同性、无残余应力的微观结构,且无需二次加工即可保证表面粗糙度Ra小于2 μm。

双金属MIM

2018年9月PIM International上报道,双金属(2C-MIM)产品已投入商业生产。该技术是将两种不同的喂料共注入模具中,然后进行烧结,形成牢固结合的双金属产品。

江苏快3开奖记录 Schunk Sintermetalltechnik GmbH现在正在批量生产可变几何涡轮增压器上的2C-MIM组件。其中的销钉要求具有良好的焊接性能,同时其工作表面还要求耐磨和耐腐蚀,拨叉零件同样要求高的耐腐蚀性,与销钉接触的位置要求耐磨。最终的解决方案是用双金属注射成形来制造销钉零件,其芯部为可焊接的不锈钢,外层则为耐磨的钴合金。

以上产品实现量产前,有一系列技术难题需要克服。喂料上需要测试不同粘结剂和粉末的组合,模具上需要为两种喂料开设不同的流道,必须增加注射周期时间,并且必须为两种合金找到合适的共烧结方案,既要保证零件的致密化,又要保证两种材料的收缩率一致。

将来,共注射成形还可以发展软磁/耐磨、软磁/非磁、可焊接/耐磨、耐磨/耐热、低成本材料/高成本材料和金属/陶瓷等不同材料组合。

MIM钛制品

尽管关于MIM钛和钛合金的研究开展得很多,但在主要潜在市场上(生物医学,航空航天和消费品领域)还没有形成有效的产品应用。主要是MIM钛合金还存在一些关键的技术挑战,比如过程中对有害元素C、O的控制,以及如何保证稳定的机械性能,尤其是屈服强度和延伸率。

MIM级钛粉的高成本也是阻碍MIM钛实用化的一个主要因素。但是,也有一些成功案例,尽管通常只有中小批量的应用,一些专门从事Ti-MIM的公司以及相关MIM钛产品还是取得了稳定增长。

更大

江苏快3开奖记录 尽管制造大型MIM零件有很多技术挑战,尤其是在成形和脱脂方面,但实际生产中已经有不少重量超过100克MIM零件的例子。如前所述,喂料、过程仿真和模具技术的进步为MIM技术制造更大的零件提供了可能性。用MIM工艺生产大件制品的障碍可能包括MIM级粉末相对较高的成本(对于单重较小的零件来讲,原料成本占总成本的比重很小,所以粉末价格不会成为制约因素),以及来自粘结剂喷射3D打印技术的挑战。虽然粘结剂喷射3D打印技术也有其自身的设计限制,但至少它不需要复杂和昂贵的模具。

更小

粉末微注射成形(MicroPIM)作为一种独特的工艺一直吸引着人们的注意,该工艺可用于制造中到大批量的金属和陶瓷微型部件。典型尺寸≤1 mm的单个微型部件,以及具有微米甚至纳米级局部结构的较大部件,都可以归于粉末微注射成形的范畴。

江苏快3开奖记录 该领域的成功得益于微注射成形技术在中、大批量生产中的高效率,制造复杂形状零件的能力以及可加工材料的多样性。随着微型总成器件的应用范围不断扩大,在微注射成形技术中功能性或高强度材料的使用也将不断扩大,应用领域包括电子、医疗器械、生物传感器等。

总结

本文篇幅所限,只能突出介绍一下MIM行业过去40年发展中一小部分的关键事件和重要成就。关于MIM技术、特定市场、研发活动和主要企业概况的更多详细信息,可以在往期《 PIM International》杂志中找到,相关获取渠道列于本文末尾。

与所有其它制造过程一样,对于MIM技术,潜在用户应了解其特定设计准则,以最大程度地发挥这项技术的优势。理想情况下,在组件设计的最初阶段就应与MIM生产商进行充分沟通;尽管相关设计准则在网上俯拾皆是,但是在采用新技术之前,请有经验的人来协助评估肯定是最佳做法。

得益于金属增材制造的兴起,使用金属粉末作为原料来生产金属零件的技术获得了从未有过的关注。在这些技术中,MIM显然是一种更为成熟的工艺,成熟的供应链和行业标准的建立为MIM带来了显著的竞争优势。

对于增材制造,在材料和工艺方面金属粘结剂喷射成形和熔融长丝制造这两种技术方式都与MIM技术有很多重合,但它们还在朝着产业化迈进的路上,还需要很多时间来成长为成熟工艺,之后才可能被应用到重要产品上。人们当前谈论的话题,是这些“类MIM”流程在未来会如何与MIM竞争,真实的竞争目前还没有发生。MIM既有产品中有很多对增材制造技术来讲是唾手可得的–比如订单量只有数万件的零件。短期内,考虑到购买工业级MIM脱脂和烧结炉的费用非常高昂(这使Binder Jet机器的成本相形见绌),所以反而是拥有这些昂贵设备的MIM厂家更适于引进这些增材制造技术作为MIM的补充,并带动其发展。

MIM本身亦有着光明的未来,从用于罗尔斯·罗伊斯(Rolls-Royce)航空发动机的“热室”超合金压缩机叶片,到以超大规模为智能手机行业生产的复杂微型MIM组件,MIM一直在不断扩大自己的应用范围。虽然其它新技术的出现将带来激烈的竞争,但是当前使用金属粉末进行零件生产的热潮为MIM带来的更多是机遇,毕竟,水涨船亦高。


作者:    来源:粉末冶金及硬质合金展

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