MIM（金屬注射成型）設(shè)計(jì)模具公差要求嚴(yán)格，最重要的是復(fù)雜的細(xì)節(jié)問(wèn)題，這是很難的，在這個(gè)過(guò)程中要懂得精益求輕，克服重重困難。
較高的公差精度、無(wú)飛邊、超級(jí)高的表面質(zhì)量，所有這些標(biāo)準(zhǔn)都是金屬零件壓鑄模制造過(guò)程中所必須滿足的一些要求。
MIM模具的結(jié)構(gòu)最適合于中小型零件的生產(chǎn)。在運(yùn)用的方面有更大的零件，如高爾夫球桿桿頭的更換件。總之，注塑模和金屬壓鑄模的制造無(wú)論對(duì)質(zhì)量和服務(wù)都有很高的要求。MIM模具制造商最重要的要看其紀(jì)律性和組織性如何，是否是一家較大的工廠，是否采用ISO標(biāo)準(zhǔn)，其一切程序是否規(guī)范。如果涉及到MIM模具制造這樣的復(fù)雜事情，模具制造商毫無(wú)組織能力，那么將會(huì)碰到災(zāi)難。質(zhì)量是關(guān)鍵，質(zhì)量和快速周轉(zhuǎn)是其中重要有難度的。
首先，模具的設(shè)計(jì)要有很好的計(jì)劃。因?yàn)檫@是成敗的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。它應(yīng)該包括優(yōu)良的冷卻水線路布局和分型線鎖緊裝置，以防止加工生產(chǎn)中模具的錯(cuò)位、一副能很好支持模腔和型芯側(cè)壁的模具框架、一種適合于特定零件脫模的方法。MIM模具的基本結(jié)構(gòu)與注塑模相似，只有很少幾個(gè)例外。其中包括模腔和型芯鋼材、關(guān)閉角配合件和滑塊的選用、使材料具有良好流動(dòng)性的流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、閘門(mén)的位置、通氣深度、模壓成形區(qū)域的表面質(zhì)量、應(yīng)用于模腔和型芯細(xì)節(jié)的鍍層正確選擇。
“由于許多模具制造商一般根據(jù)設(shè)計(jì)圖開(kāi)始制造模具，因此當(dāng)制造模具時(shí)，他們給予機(jī)械師和制模工人很多的自由度進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。但這種方法一般對(duì)MIM模具的制造是無(wú)效的。”他說(shuō)，“模具制造商和MIM制模工人不是去觀察一個(gè)模具的布局，他們的主要任務(wù)是研究和觀察一整套詳細(xì)的圖紙。他們花費(fèi)在模具正面細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的時(shí)間越多，那么其模具獲得操作成功所花費(fèi)的時(shí)間就越少。細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)包括模具零件材料的選用、模具和模腔的公差、表面質(zhì)量和涂層、閘門(mén)和流道的尺寸、通氣口位置和尺寸、壓力傳感器位置。在MIM模具的成功制造中，脫模和冷卻已成為關(guān)鍵的問(wèn)題。”
(1) 模腔/型芯使用的鋼材，模腔/型芯使用的鋼材應(yīng)能承受模壓成形材料引起的磨損?！胺彩桥c模壓成形復(fù)合材料接觸的鋼材（包括閘門(mén)和流道），都應(yīng)該由高耐磨性的高含鉻量和高硬度工具鋼制成，如D-2或A-2工具鋼?！彼u(píng)價(jià)說(shuō)，“H-13鋼材也可，因?yàn)槠溆捕雀撸€電鍍了一層高硬度涂層。凡是不與模壓成形復(fù)合材料接觸的任何細(xì)節(jié)零件，都可用更標(biāo)準(zhǔn)的S-7類(lèi)工具鋼制造。”
(2) 關(guān)閉角/滑塊 “在MIM模具生產(chǎn)工藝中，飛邊是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，對(duì)制模工人來(lái)說(shuō)是一個(gè)實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題。” “為了防止出現(xiàn)這種問(wèn)題，所有關(guān)閉角和滑動(dòng)區(qū)域的良好配合是十分重要的，只有這樣，才能生產(chǎn)出一個(gè)優(yōu)質(zhì)的MIM零件。模具制造商必須通過(guò)使用三角法計(jì)算滾動(dòng)尺寸，然后應(yīng)用這個(gè)知識(shí)檢查陰、陽(yáng)面鋼材的關(guān)閉角，保證使其在他所計(jì)算尺寸的±0.0001公差范圍之內(nèi)?！比藗冃枰３值墓钜话銓?duì)于金屬模具而言已經(jīng)是相當(dāng)精確的，因?yàn)?/span>MIM模具的供料件對(duì)飛邊很敏感，很容易產(chǎn)生飛邊。“如果塑料件產(chǎn)生飛邊，很容易將飛邊清除掉，但如果是金屬，其飛邊就會(huì)如刀鋒那樣造成問(wèn)題?！彼忉屨f(shuō)，“您必須制造一個(gè)不會(huì)產(chǎn)生飛邊的模具。
(3) 通氣口深度，在各種模具中，為了釋放由模壓材料產(chǎn)生的內(nèi)部氣體，采用良好的通氣口是十分關(guān)鍵的。他指出，MIM模具在通氣口深度方面是與注塑模有很大不相同的。“一個(gè)典型的塑料模具，根據(jù)其模壓樹(shù)脂的不同，可能到處都有0.0005-0.002in深的通氣口，而MIM模具肯定會(huì)在這些通氣口的深處產(chǎn)生飛邊，” “MIM模具的通氣口深度一般在0.0001-0.0002in之間，但也可能隨著選用的不同模壓復(fù)合金屬材料而變化?！?好的供料在之后的凝固過(guò)程中，收縮率極低。“為了盡量加強(qiáng)形狀保持力度，因此大量使用了金屬粉末填充劑，其用量往往接近體積的70%?！?/span>這是因?yàn)?/span>“為了能夠獲得高填充給料的良好流動(dòng)性，采用了低分子量的分子和粘結(jié)劑，使MIM供料產(chǎn)生很高的飛邊靈敏度，類(lèi)似于許多填充尼龍材料所顯示的特性。石蠟和聚乙烯/甘油基供料比乙?；┝嫌休^好的特性，但會(huì)影響到其較高的飛邊靈敏度?！?
(4) 拋光 MIM零件的另一個(gè)關(guān)鍵區(qū)域是模壓成型區(qū)的表面質(zhì)量。“從模腔區(qū)脫模在很大程度上取決于模腔和型芯工具鋼的表面質(zhì)量，因?yàn)樵谀撼尚芜^(guò)程中，其收縮率極低?！?/span> “金屬模壓件的收縮并不會(huì)真的發(fā)生，除非粘結(jié)劑材料通過(guò)后模壓成形工藝被抽取出來(lái)。因此，模壓成型區(qū)的拋光十分關(guān)鍵。一般來(lái)說(shuō)，模壓表面應(yīng)達(dá)到600復(fù)合光潔度，可能在很少的情況下需要達(dá)到金剛石光潔度?！?
(5) 電鍍 “如鉻或鎳那樣的高硬度電鍍層將能增強(qiáng)模壓金屬件脫模過(guò)程中的效率，再結(jié)合高拋光表面，使其能產(chǎn)生更好的效果。” “有些類(lèi)型的鉻和鎳添加了釋放劑，其目的是為了提高它們的脫模特性?！?/span>
節(jié)選自Lewis先生是Matrix 工具公司《金屬注射成型MIM模具的設(shè)計(jì)》
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