PIM：復(fù)雜制件高速制造的新工藝

　　傳統(tǒng)的金屬制件成型的方法包括有機加工、失臘鑄造、壓力鑄造、粉末冶金法等，PIM注射成型技術(shù)則具有適應(yīng)更復(fù)雜產(chǎn)品、無需表面處理、密度一致、外形穩(wěn)定、物料選擇多樣化、適合更大批量生產(chǎn)，以及物料損耗最小等特點。

　　據(jù)Haupt介紹，如今，用陶瓷或金屬粉末制造注塑成型零件的應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車工業(yè)(制造軸承、閥門、搖臂等)、刀具工業(yè)(制造鉆孔和銑削刀具)、磁鐵生產(chǎn)、紡織工業(yè)、高性能陶瓷領(lǐng)域、精密工程、醫(yī)療技術(shù)和陶瓷工業(yè)。目前，這類主要用于以自動化生產(chǎn)方式進行的大批量生產(chǎn)，以及幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品之生產(chǎn)。

　　然而，與傳統(tǒng)的成型方法比較，采用PIM注塑成型技術(shù)生產(chǎn)的物料成本較為昂貴，加之需要脫脂工序，因此能夠成型的制件較小，目前這種方法還主要應(yīng)用于一些特殊和高檔的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　PIM注塑成型技術(shù)與裝備

　　PIM注塑成型的原料首先需要由粉末原料和粘合劑均勻地混合，然后進行造粒。粒料先經(jīng)注射成型后得到綠件，而綠件經(jīng)脫脂(除去其中的粘合劑)后得到棕件，再經(jīng)過燒結(jié)而得到成品。其加工過程涉及的設(shè)備包括混料設(shè)備、注塑成型機、脫脂設(shè)備、燒結(jié)爐等。

　　PIM注塑機

　　PIM注塑成型機是PIM注塑的關(guān)鍵設(shè)備。對于PIM注塑而言，為了獲得高質(zhì)量和穩(wěn)定的產(chǎn)品，須要求注射速度死循環(huán)調(diào)控和保壓壓力死循環(huán)調(diào)控，同時還要求螺桿采用精確定位，以便更有效調(diào)控螺桿加速和制動。據(jù)Arburg介紹，針對這一領(lǐng)域經(jīng)過相應(yīng)配置的ALLROUNDER機械，可以滿足粉末材料加工的需求。

　　Haupt表示：“通過連續(xù)的過程控制，可以保證零件具有恒定的品質(zhì)，而生產(chǎn)復(fù)雜的成型零件只需要很短的準備時間，并且實際上不會產(chǎn)生廢料，也不需要昂貴的后加工。”

　　PIM材料與加工

　　對于PIM粒料而言，要求每粒材料均被粘合劑包裹，粒料之間亦不互粘，材料除了可儲存?zhèn)溆猛?，而且顆粒結(jié)構(gòu)一致。目前，全球PIM材料的主要供貨商有：美國Advanced metalworking Practices、美國Aquamim Feedstocks、德國BASF、德國Imeta、德國Inmatec、日本Tosoh等。

　　BASF香港銷售經(jīng)理Alessandro Pistillo介紹了BASF的Catamold粒料，并展示其成型過程的具體特點，以及對設(shè)備和模具的要求。他同時特別強調(diào)PIM注射對于螺桿定位設(shè)置精度的特殊要求。對于模具，他指出：“模具加工時的表面溫度要求120℃-140℃，因此需要考慮增加模具的加熱器，并推薦采用酚醛樹脂隔熱板。至于注射模具的噴嘴和流道，則要保持盡可能的短，而澆口則應(yīng)該盡可能越大越好(0.4-3mm)。”

　　PIM 注塑成型的典型應(yīng)用

　　Haupt還特別介紹了目前已經(jīng)應(yīng)用PIM技術(shù)的一些實例，包括牙齒矯形器、外科手術(shù)鉗、汽車部件、筒狀鎖、Maerklin火車輪(精密玩具)、微型齒輪、字盤輪、插座、內(nèi)窺鏡部件、套圈、外科手術(shù)刀、鉗子、刀、研磨盤、醫(yī)療用探測頭、帶內(nèi)螺紋磨床部件、磁芯、雙物料瓷杯、氣輔注塑瓷匙等。

　　PIM 材料：金屬類

　　常用材料選擇：Fe、FeNi2、100Cr6;17-4PH、316L、420、PANACEA;WC/Co (硬金屬);鈦、銅、金;FeNdB(磁鐵)

　　PIM 材料：陶瓷類

　　常用材料選擇：Al2O3、ZrO2、Al2O3/ZrO2、Si3N4、AIN;瓷器;Ferrits(磁芯)

　　金屬類和陶瓷類的特點要求：好的特性 - 球狀;粉末顆粒大小均勻度分布小;粉末細。盡量避免 - 有氣孔的粉末(海綿狀);粉末顆粒大小均勻度分布大;粉末粗糙

　　PIM 材料：粘合劑

　　特點要求：脫脂后產(chǎn)品不變形、脫脂后不留殘余物、與粉末原料并不發(fā)生化學(xué)作用、混合后不分離等。