MIM 부품의 제조 가능성을 위한 설계(공정 설계 및 소결 후 처리)

MIM 부품의 제조 가능성을 위한 설계(공정 설계 및 소결 후 처리)

MIM 부품의 제조 가능성을 위한 설계

1.8 구멍과 홈

부품 품질을 낮추고 동일한 벽 두께를 형성하는 것 외에도 구멍과 홈은 MIM 부품의 유용한 기능적 구조적 특징이며 일반적으로 부품 가격을 인상하지 않습니다.

그러나 그림 8-a에 표시된 것처럼 구멍과 슬롯을 추가하면 금형 비용이 증가해야 하는 금형의 복잡성이 증가합니다. 파팅 라인에 수직인 구멍은 형성하기 가장 쉽고 비용이 가장 저렴합니다. 파팅 라인에 평행한 구멍은 형성하기 쉽지만 슬라이더 또는 유압 실린더를 추가해야 하므로 초기 단계에서 금형 제조 비용이 증가합니다.

그림 8-b와 같이 내부 연결 구멍을 형성할 수 있습니다. 실링 및 버링 문제를 방지하기 위해 이 설계를 신중하게 고려해야 합니다.

가능하면 구멍을 D형 구멍으로 만들어 코어 로드에 평면을 만들어 몰드의 밀봉을 강화해야 합니다. 그렇지 않으면 일치하는 부품을 아크 표면으로 만들어야 하며 얇은 절삭 날로 인해 비정상적인 마모가 발생합니다.

MIM 부품의 제조 가능성을 위한 설계(기술 설계 및 소결 후 처리) - 구멍 및 홈

그림 8-a 구멍과 홈

MIM 부품의 제조 가능성을 위한 설계(기술 설계 및 소결 후 처리) - 구멍 및 홈

그림 8-b 구멍 및 홈

1.9 언더컷

분할 다이를 사용하면 그림 9에 표시된 외부 언더컷이 분할선에 쉽게 형성됩니다. 이러한 형상을 제조하기 위해서는 금형부품의 증가, 금형비용의 증가 및 생산성 저하가 필요하다.

일부 내부 언더컷은 슬라이더로 만들 수 있고 다른 일부는 가동 코어로 형성할 수 있습니다.

대부분의 MIM 부품 설계에서 설계자는 비용 증가 및 가능한 플래시 문제로 인해 내부 언더컷을 취소하기로 결정할 수 있습니다.

MIM 부품의 제조 가능성을 고려한 설계(공정 설계&소결 후 처리) - 언더컷

그림 9 언더컷

1.10 주입 시스템

주입 재료는 게이트를 통해 금형 캐비티로 들어갑니다. MIM 사출 재료의 높은 금속 함량을 고려할 때 MIM의 이러한 게이트는 일반적으로 플라스틱 사출 성형의 게이트보다 훨씬 큽니다.

게이트는 일반적으로 완성된 부품이 몰딩 캐비티에서 나오는 흔적을 남기기 때문에 게이트 설정은 필요한 프로세스, 기능, 크기 제어 및 미학의 균형을 맞춰야 합니다.

그림 10과 같이 금형의 분할선에 게이트를 설정하는 것이 좋습니다. 이러한 방식으로 주입 재료의 흐름 경로가 캐비티 벽이나 코어 로드에 영향을 줄 수 있습니다.

또한 벽 두께가 다른 부품의 경우 게이트는 일반적으로 가장 두꺼운 단면에 설정되어 사출 재료가 두꺼운 부분에서 얇은 부분으로 흐릅니다. 이러한 게이팅은 부품 표면의 구멍, 홈, 응력 집중 및 유선을 제거할 수 있습니다.

여러 캐비티를 사용하여 부품을 생산하려면 게이트의 크기와 설정도 고려해야 균형 잡힌 충진률 조건에서 각 캐비티에 동일한 양의 사출 재료가 공급될 수 있습니다.

MIM 부품의 제조 가능성을 위한 설계(공정 설계 및 소결 후 처리) - 게이팅 시스템

그림 10 주입 시스템

1.11 파팅 라인

가능하면 성형 부품을 금형에서 제거할 수 있도록 모든 구조적 특징의 방향이 분리선에 수직이어야 합니다.

일반적으로 파팅 라인은 부품 표면의 검증 라인으로 바뀌며 이는 모델의 두 절반을 결합한 불가피한 결과입니다.

경우에 따라 그림 13에 표시된 예와 같이 전체 부품의 기하학적 모양이 모델의 위쪽 절반에 형성됩니다. 이 때 파팅 라인은 부품의 아래쪽 가장자리를 따라만 있을 수 있으며 파팅 라인이 생성되지 않습니다. 일반적으로 모델은 눈에 잘 띄지 않는 가장자리를 따라 분리되도록 설계되어 분할선을 "숨기기" 수 있습니다.

파팅 라인은 바람직하게는 평면에 위치한다. 그러나 때로는 필요한 구조적 특징을 형성하기 위해 단순한 형상을 변경할 필요가 있습니다.

부품의 복잡성이 증가하면 금형의 제조 및 유지 보수 비용이 증가하지만 구조적 특징을 쏟을 때 비용이 절감될 수 있으며 그렇지 않으면 절단 또는 조립 작업이 필요합니다.

MIM 부품의 제조 가능성을 고려한 설계(공정 설계&소결 후 처리) - 파팅 라인

그림 11 분할선

1.12 장식적 특징

그림 12는 마킹, 엠보싱, 부품 번호, 다이 번호 및 구멍 번호 식별 마크를 보여 주며 부품 비용을 높이지 않고 부품의 적절한 위치에 쉽게 형성됩니다.

이러한 형상은 눈에 띄거나 오목할 수 있으며 MIM 프로세스는 날카로운 다이아몬드 엠보싱을 포함하여 높은 수준의 형상 세부 정보를 생성할 수 있습니다.

1.13 소결 부품 지지대

탈지 및 소결 과정에서 금속 사출 성형 MIM 부품의 그린 바디는 약 20% 수축됩니다. 가능한 변형을 최소화하기 위해 금속 사출 성형 MIM의 소결 중에 MIM 부품을 적절하게 지지해야 합니다.

일반적으로 MIM 부품은 평평한 세라믹 또는 팔레트에 배치됩니다.

그림 13과 같이 소결을 위한 평판 또는 트레이는 큰 평면 또는 여러 부품의 구조적 특징이 공유하는 평면을 갖도록 설계하여 표준 지지대를 사용할 수 있도록 하는 것이 좋습니다. 스팬이 긴 MIM 부품, 캔틸레버 또는 취약한 부품은 부품의 특수 지지대 또는 고정 장치로 지지해야 할 수 있습니다. 이러한 생산 비용은 매우 높습니다.

그림 13 소결 부품 지지대

II 소결 후가공

금속 사출 성형의 MIM 공정 공차는 ±(0.3퍼센트 - 0.5퍼센트 ) 이내이므로 많은 부품이 최종 크기로 소결되었습니다. 부품의 특정 구조적 특징의 공차가 상대적으로 엄격한 경우 후속 가공을 수행할 수 있습니다.

금속 사출 성형 MIM 부품 재료는 단조 부품처럼 절단, 태핑, 드릴, 인장 및 마감, 연마 또는 용접할 수 있습니다.

경도 시험기의 강도와 내마모성을 향상시키기 위해 금속 사출 성형 MIM 부품도 열처리할 수 있습니다.

또한 금속 사출 성형 MIM 부품은 일반적으로 상호 연결된 다공성을 0.2% 미만으로 제한하므로 기존의 착색 및 전기 도금에 특별한 표면 준비가 필요하지 않습니다.

III 결론

북미에서 금속 사출 성형 MIM 부품의 개발 추세는 MPIF가 매년 개최하는 분말 야금 부품 설계의 수상 경력에 빛나는 MIM 부품 프로젝트에서 명확하게 볼 수 있습니다.

1997년부터 2001년까지 분말 야금 부품 대회에서 MPIF가 선정한 수상 부품 수는 매년 15개에서 18개였습니다. 수상 부품 카테고리 란에는 1997년부터 2004년까지 금속 사출 성형 MIM이 사용되었으나 2005년부터는 항공 우주/군사, 의료/치과, 수동 공구의 7개 범주로 수상 금속 사출 성형 MIM 부품이 사용되었습니다. /엔터테인먼트, 전자/전기, 하드웨어/기기, 산업용 모터/제어 장치 및 기타 카테고리.

이는 금속 사출 성형에 의한 MIM 부품 생산이 북미에서 점진적인 개발 단계에 접어들었음을 나타냅니다.

중국 본토에서는 금속 사출 성형 MIM 부품에 대한 전자 디지털 제품의 강력한 수요 덕분에 크고 작은 MIM 기업이 양쯔강 삼각주, 주강 삼각주, 베이징 및 주변 지역에 집중되어 전국적으로 분포되어 있습니다. 중국 본토, 특히 더 많은 분야에서 MIM 부품의 기본 지식과 생산 적용을 적극적으로 홍보하는 것이 시급합니다.