陶瓷注射成型(CIM)的最新进展使生产中到大批量复杂、超高精密陶瓷零件在技术上既可行又经济。工程师现在可以将复杂的几何结构，长期以来一直是塑料和金属零件的领域，与陶瓷的优越性能特性相结合。gydF4y2Ba
陶瓷注射成型使工程师能够利用陶瓷的有益特性gydF4y2Ba
陶瓷材料众所周知的优点包括:高硬度和机械强度;耐磨、耐腐蚀;在各种温度范围内的尺寸稳定性;耐高温工作;良好的电气绝缘和优异的介电性能。然而，直到CIM技术最近取得进展，生产工程师和产品设计师才认为陶瓷是需要严格尺寸公差的复杂零件的可行选择。gydF4y2Ba
lgydF4y2Ba早期技术的模仿gydF4y2Ba
在CIM出现之前，在体积上制造小而复杂的形状有显著的局限性。陶瓷面临的明显挑战是，烧结前零件的固有脆性和材料的硬度，这使得加工过程困难和昂贵的后烧结。gydF4y2Ba
常用的制造工艺，如干压或挤压，非常适合大批量生产，但它们只能生产相对简单的形状。例如，盲孔和削价是不可能的。对于更复杂的形状，紧公差和改善表面光洁度，通常需要二次加工。gydF4y2Ba
陶瓷注塑成型允许的新设计特点gydF4y2BaggydF4y2Ba
陶瓷注塑成型允许诸如再参赛角，多形盲孔，螺纹，表面轮廓，垂直孔，底切和复杂腔的特征。不幸的是，直到最近CIM没有提供许多应用所需的紧张公差和高可重复性。CIM难以实现精确的尺寸控制，因为制造过程涉及组件的显着收缩。gydF4y2Ba
陶瓷注射成型工艺gydF4y2Ba
原材料亚博网站下载gydF4y2Ba
CIM过程从非常细的陶瓷粉末开始。该粉末与聚合物粘结剂复合以生产粒状原料。在成型过程中，粘合剂熔化形成液体介质，在注射阶段将陶瓷粉末带入模具。gydF4y2Ba
成型gydF4y2Ba
使用类似于传统塑料成型的注塑机，原料被迫进入形成净形状部分的模腔。模具可以是单腔或多腔配置。gydF4y2Ba
热解/脱脂和烧结gydF4y2Ba
形成后，部分通过两级过程。首先是热解或“脱脂”以除去粘合剂，然后在高温窑中烧结以形成完全致密的陶瓷组分。烧结是将材料加热到低于熔点的温度，但足够高以允许融合各个颗粒和材料的致密化。yabo214gydF4y2Ba
在烧结过程中，构件收缩多达20%，同时保持原有的几何形状。有了良好的过程控制，就有可能实现均匀和可重复的收缩，导致严格的公差，消除任何需要的零件加工后gydF4y2Ba
CIM的进步gydF4y2Ba
控制收缩和尺寸控制gydF4y2BalgydF4y2Ba
摩根先进材料公司是创新陶瓷、玻璃亚博网站下载、金属和工程涂层解决方案的领先制造商，该公司对CIM工艺进行了几项改进，以控制收缩。这些技术实现了标称公差的±0.3%(例如，1.000" =±0.003")，具有极好的批对批重复性和Cpk超过1.66。gydF4y2Ba
高度的尺寸控制来自于所有生产阶段的摩根先进材料实施的过程改进。亚博网站下载gydF4y2Ba
模流模拟与分析gydF4y2Ba
首先，在设计阶段，Morgan Advanced Materials进行模流模拟和分析，以优化零件亚博网站下载和模具设计。在电脑上，可以对浇口位置、壁厚和冷却参数进行调整，以帮助获得成功。通过在设计过程的早期进行这种分析，在注射模具调试之前，许多问题可以被解决，改进可以在低成本下快速实施，并且不会造成生产进度上昂贵的延迟。gydF4y2Ba
均匀的球状的原料gydF4y2Ba
实现紧密公差和高重复性的第二个关键因素是混合过程中的质量控制，以创建一个均匀的球粒状原料。陶瓷颗粒必须有一致的尺寸，yabo214它们必须均匀地分布在聚合物粘合剂中。摩根高级材料公司的工程师们已经采亚博网站下载用了复杂的工艺来实现均匀的混合，并消除可能导致最终产品变形或开裂的微小气泡。亚微米粉末的使用允许更小的功能，否则不可能与更大的颗粒为基础的成型方法，如干压。gydF4y2Ba
空腔压力控制gydF4y2Ba
摩根先进材料公司实施的第三个关键改进是腔压遏制和控制。亚博网站下载型腔压力是与零件质量最直接相关的工艺变量。摩根先进材料在模具型腔内使用压力亚博网站下载传感器，在进料流入型腔时提供过程控制。传感器为系统提供了一个腔内的“眼睛”，允许摩根先进材料的工程师密切控制部件的重量和尺寸，并消除闪光，下沉，短路和翘翘。亚博网站下载在今天的六西格玛世界里，标准在不断提高:“刚刚好”和“足够好”不再被接受。高容量和紧公差的工作需要的能力水平只能通过腔压力遏制和控制来实现。gydF4y2Ba
近净形状制造gydF4y2Ba
工程师将零件带到摩根先进的材料，并且惊讶于陶瓷注射成型过程现在可以为塑料和金属提供亚博网站下载类似的几何形状。摩根高级材料的公差通常在10到2亚博网站下载00个不同尺寸的任何地方的25微米范围内。这个新过程是有吸引力的，因为它是可重复的。客户可以获得高度一致的质量，具有很少的部分到部分变体，可使CPK超过1.66。拒绝较少的拒绝和经过验证的统计过程控制，不再需要客户来检查。gydF4y2Ba
陶瓷使用的通用性增强gydF4y2Ba
先进的CIM工艺使工程师在设计新产品和替换性能不佳的塑料和金属部件时，在陶瓷的使用上具有更大的灵活性。gydF4y2Ba
概括gydF4y2Ba
事实上，CIM的广泛应用是组件制造总体哲学趋势的一部分。有一个明显的变化，从能源效率低和浪费的做法加工材料，向更有效的网形制造，利用计算机驱动技术。这种趋势反过来又使生产工程师和产品设计师能够提高生产率，降低制造成本，提高产品性能。gydF4y2Ba
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该信息的来源、审查和改编来自Morgan Advanced materials提供的材料。亚博网站下载gydF4y2Ba
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